Một số thí nghiệm điện phân thường gặp - Hoá 12

Chuẩn bị:

Hoá chất: dung dịch CuSO₄ 0,5 M.

Dụng cụ: nguồn điện một chiều (3 - 6 vôn), ống thuỷ tinh hình chữ U, hai điện cực than chì, dây dẫn, kẹp kim loại.

Tiến hành:

- Lắp thiết bị thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO₄ như Hình 16.2.

- Rót dung dịch CuSO₄ 0,5 M vào ống thuỷ tinh hình chữ U rồi nhúng hai điện cực than chì vào dung dịch.

- Nối hai điện cực than chì với hai cực của nguồn điện và tiến hành điện phân trong khoảng 5 phút.

Sơ đồ thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO₄ với điện cực trơ

Quan sát hiện tượng xảy ra ở mỗi điện cực và giải thích.Viết phương trình xảy ra tại các cực và phương điện phân dung dịch.

Lời giải chi tiết

Hiện tượng: điện cực than chì ở cathode có kim loại đồng(màu đỏ) sinh ra bám vào.

+ Ở cực dương (anode) sự oxi hoá H₂O thành O₂ : H₂O \( \to \)\(\frac{1}{2}\)O₂ + 2H⁺   + 2e 

+ Ở cực âm (cathode) sự khử ion Cu²⁺ thành Cu:   \({\rm{C}}{{\rm{u}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + 2e}} \to {\rm{Cu}}\)

+ Phương trình điện phân:                      

Điện phân dung dịch NaCl bão hoà với điện cực trơ (graphite)

a) Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra ở mỗi điện cực, biết sản phẩm của quá trình điện phân có khí Cl₂ và H₂.

b) Viết phương trình hoá học của phản ứng điện phân.

c) Trong quá trình điện phân, sản phẩm tạo thành ở hai điện cực khuếch tán vào nhau sẽ xảy ra phản ứng hoá học nào?

Lời giải chi tiết

a) 

+ Ở cực dương (anode) sự oxi hoá \(C{l^ - }\) thành Cl₂ : \({\rm{C}}{{\rm{l}}^ - } \to \frac{1}{2}{\rm{C}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  e}}\)

+ Ở cực âm (cathode) sự khử nước thành H₂:   2H₂O  + 2e  \( \to \)  H₂ +  2\(OH_{}^ - \)

b) Phương trình điện phân:     

c) Cl₂ ở anode sẽ tác dụng với NaOH ở cathode tạo nước Javel:

Cl₂  + 2NaOH \( \to \)NaCl + NaClO + H₂O

Chuẩn bị:

Hoá chất: dung dịch NaCl bão hoà, cánh hoa màu hồng.

Dụng cụ: nguồn điện một chiều (3 - 6 vôn), cốc thuỷ tinh 100 mL, hai điện cực than chì, dây dẫn, kẹp kim Tiến hành:

- Lắp thiết bị thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ như Hình 16.3.

loại.

Thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ

- Rót khoảng 80 mL dung dịch NaCl bão hoà vào cốc rồi nhúng hai điện cực than chì vào dung dịch.

- Nối hai điện cực than chì với hai cực của nguồn điện và tiến hành điện phân trong khoảng 5 phút.

- Cho một mẩu cánh hoa màu hồng vào cốc chứa khoảng 5 mL dung dịch sau điện phân.

Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Giải thích hiện tượng quan sát được ở mỗi điện cực.

2. Giải thích khả năng tẩy màu của dung dịch sau điện phân.

3. Tại sao nên dùng nắp đậy trong quá trình điện phân?

Lời giải chi tiết

1. Cả hai cực đều sủi bọt khí.

* Ở cực dương (anode) sự oxi hoá \(C{l^ - }\) thành Cl₂ : \({\rm{C}}{{\rm{l}}^ - } \to \frac{1}{2}{\rm{C}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  e}}\)

* Ở cực âm (cathode) sự khử nước thành H₂:   2H₂O  + 2e  \( \to \)  H₂ +  2\(OH_{}^ - \)

2. Dung dịch sau điện phân là nước Javel nên có tính tẩy màu.

Cl₂ ở anode sẽ tác dụng với NaOH ở cathode tạo nước Javel:

Cl₂  + 2NaOH \( \to \)NaCl + NaClO + H₂O

3. Nên dùng nắp đậy trong quá trình điện phân vì trong quá trình điện phân có sinh ra khí độc Cl₂ ở anode.