Tải bản đầy đủ

Lý thuyết và bài tập về điện phân

GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
PHẦN LÍ THUYẾT
Định nghĩa: Điện phân là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện
một chiều đi qua.
Phân loại điện phân: chia ra 2 loại
- Điện phân nóng chảy : Dùng để điều chế các kim loại hoạt động mạnh , ta thường điện phân nóng
chảy muối halogenua hoặc bazơ , oxit của kim loại đó ( không có sự tham gia của nước)
VD:
2 NaCl
4 KOH
2 Al2O3

®pnc

§pnc

§pnc

2Na
4K


+

+ O2

4 Al

Cl2
+ 2H2O

+ 3O2

- Điện phân dung dịch : Điều chế các kim loại hoạt động trung bình và yếu ( có sự tham gia của nước)
CuCl2
FeSO4

§pdd

+ H2O

Cu

+

§pdd

Fe

Cl2
+

1
2

O2 + H2SO4

Quy tắc điện phân:
* Quy tắc catôt ( cực âm )
- Tại catot nhận các ion dương chạy về , tại đây xảy ra quá trình khử cation KL Mn+ , H+ , H2O
- Các cation KL nhóm IA , IIA , Al3+ không bị khử . H2O bị khử theo quá trình sau:
2H2O + 2e → H2 + 2OH- Các cation KL khác bị khử lần lượt theo trật tự trong dãy điện hoá : Cation KL có tính oxi hoá mạnh

hơn sẽ bị khử trước
Mn+ + ne → M
Lưu ý : Khi đpdd muối Fe3+ thì trước hết Fe3+ bị khử về Fe2+
* Quy tắc Anot ( cực dương)
- Tại anot nhận các ion âm chạy về , tại đây xảy ra quá trình oxi hoá
- Các anion gốc axit có oxi : SO 42- , NO3- , PO43-...( trừ anion gốc axit hữu cơ RCOO -) và F- không bị
oxi hoá , H2O bị oxi hoá theo pứ:
2H2O - 4e → O2 + 4H+
- Các trường hợp khác bị điện phân theo thứ tự: anion có tính khử mạnh hơn bị oxi hoá trước
S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > H2O
Định luật faraday:
A.I .t
n.F
( F = 96500 : hằng số faraday , n: số e cation hoặc anion trao đổi ; I : cường độ dòng điện (A) ; t: thời
gian điện phân (s) ; A: khối lượng mol nguyên tử )
I.t
+ Tính số mol e trao đổi : ne =
(*)
F
( Biểu thức trên xuất phát từ : q = I.t = ne.F )
Một số dấu hiệu cần nắm:
- Khi điện cực catốt ( cực âm) bắt đầu có bọt khí xuất hiện . Hoặc khối lượng Catốt không đổi có nghĩa
là ion kim loại có khả năng điện phân đã bị điện phân hết, và tại catôt bắt đầu có sự điện phân của H2O.
- Khi pH của dung dịch không thay đổi có nghĩa là các ion âm, hoặc ion dương, hoặc dung dịch có chứa
hai loại ion âm và dương đều bị điện phân hết. Khi đó tiếp tục điện phân là quá trình điện phân của H2O.
+ Tính lượng chất sinh ra ở các điện cực:

2 H2O

®pdd

2H2

m=

+ O2

Một số kỹ năng cần nắm:
- Nếu điện phân hỗn hợp nhiều ion: tổng thời gian điện phân bằng tổng thới gian điện phân các ion.
- Khi tính nồng độ % của dung dịch sau điện phân cần chú ý tính khối lượng dung dịch sau điện phân
m (ddsau) = m (dd đầu) - m↓ - m ( khí↑).
Chuyên đề : Điện phân

1


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
- Chất rắn sinh ra có thể là kim loại hoặc là chất kết tủa của KL , chất khí thoát ra có thể bao gồm khí
thoát ra ở anot và catot
- Khối lượng catôt tăng lên chính là khối lượng của KL tạo thành sau điện phân bám vào
- Khi điện phân muối Fe 3+. Bước đầu Fe3+ bị khử về Fe2+. Nếu không còn ion kim loại nào mạnh hơn
Fe2+ thì khi đó Fe2+ mới bị khử về Feo.
- Điện phân dung dịch NaCl không có màn ngăn điện cực trơ thì dung dịch thu được là nước Javen.
Điện phân với các bình mắc nối tiếp :
Điện lượng chuyển qua mỗi bình là như nhau q = I.t = ne.96500
Điện phân với các điện cực hoạt động ( Zn , Cu..)
Ở catot (-) thì xảy ra quá trình khử cation KL như với điện cực trơ , còn ở Anôt (+) bản thân điện cực
tan ra tạo thành ion dương → Gọi là hiện tượng dương cực tan.
VD: Điện phân dd CuSO4 với điện cực bằng Cu
Ta có : Tại Catot: Cu2+ + 2e → Cu
Tại Anot : Cu - 2e → Cu2+
Ptđp : Cu2+ + Cu → Cu + Cu2+ ( thực chất là anot bị hoà tan , còn ddđp không đổi )
Một số trường hợp sau khi điện phân để yên bình điện phân một thời gian thì sẽ xảy ra phản ứng
giữa các chất có trong dung dịch điện phân.
VD: Điện phân với điện cực trơ (hiệu suất 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,04 mol Fe(NO 3)3 và 0,02
mol HNO3 cường độ 1A. Sau 48 phút 15 giây thì ngừng điện phân. Để yên bình điện phân để các phản
ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 200 ml dung dịch có pH là bao nhiêu?
Hướng dẫn: Sau khi ngừng điện phân dd có: Fe 2+ , H+ , NO3- , Fe3+ dư → để yên bình điện phân để
các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì có pứ:
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3 Fe3+ + NO + H2O
PHẦN BÀI TẬP
A. Trắc nghiệm
Câu 1: Khi điện phân một dung dịch với điện cực trơ, không màng ngăn thì dung dịch sau điện phân có
pH tăng so với dung dịch trước khi điện phân. Vậy dung dịch đem điện phân là
A. dung dịch NaCl.
B. dung dịch CuSO4. C. dung dịch H2SO4. D. dung dịch HNO3.
Câu 2: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 , b mol NaCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp). Với
điều kiện nào của a, b thì dung dịch thu được sau phản ứng có khả năng hoà tan được Al2O3:
A. a < 2b hoặc a > 2b
B. a < b
C. b > 2a hoặc b < 2a
D. b ≥ 2a
Câu 3: Khi điện phân dung dịch AgNO3, pH dung dịch thu được:
A. Bằng 7.
B. Nhỏ hơn 7
C. Lớn hơn 7
D. Không thay đổi
Câu 4: Điện phân điện cực trơ các dung dịch sau đây một thời gian: dung dịch NaCl (có màng ngăn),
dung dịch CuSO4, dung dịch H2SO4 (loãng), dung dịch NaOH (loãng), dung dịch Na2SO4. Ở dung dịch
nào pH của dung dịch sau phản ứng giảm so với trước phản ứng?
A. Dung dịch CuSO4
C. Dung dịch NaCl, dung dịch NaOH, dung dịch Na2SO4
B. Dung dịch NaCl, dung dịch NaOH
D. Dung dịch CuSO4, dung dịch H2SO4
Câu 5: Phương pháp nào sau đây được dùng để điều chế kim loại Mg ?
A. Điện phân nóng chảy MgCl2.
B. Cho Al tác dụng với dung dịch MgCl2.
C. Điện phân dung dịch MgCl2.
D. Khử MgO bằng H2 ở nhiệt độ cao.
Câu 6: Phản ứng điện phân dung dịch CuCl2 (với điện cực trơ) và phản ứng ăn mòn điện hoá xảy ra khi
nhúng hợp kim Zn-Cu vào dung dịch HCl có đặc điểm là:
A. Phản ứng xảy ra luôn kèm theo sự phát sinh dòng điện.
B. Đều sinh ra Cu ở cực âm.
C. Phản ứng ở cực âm có sự tham gia của kim loại hoặc ion kim loại.
D. Phản ứng ở cực dương đều là sự oxi hoá Cl–
Câu 7: Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt xảy ra
A. sự oxi hoá ion ClB. sự oxi hoá ion Na+
. C. sự khử ion ClD. sự khử ion Na+
Chuyên đề : Điện phân

2


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
Câu 8: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp). Để
dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b là (biết ion
SO42- không bị điện phân trong dung dịch)
A. b > 2a.
B. b = 2a.
C. b < 2a.
D. 2b = a.
Câu 9: Tiến hành điện phân điện cực trơ 200 gam dung dịch NaOH 10% đến khi dung dịch NaOH trong
bình có nồng độ 25 % thì dừng lại. Thể tích khí ở hai điện cực đã thoát ra (ở đktc) là :
A. 22,4 lít
B. 168 lít
C. 224 lít
D. 112 lít
Câu 10: Điện phân với điện cực trơ 500ml dung dịch CuSO 4 đến khi thu được 1,12 lít khí (đktc) ở anốt
thì dừng lại. Ngâm một lá sắt vào dung dịch sau điện phân đến khi phản ứng hoàn toàn thì thấy khối
lượng lá sắt tăng 0,8 gam. Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là :
A. 3,6 M
B. 1,5 M
C. 0,4 M
D. 1,8 M
Câu 11: Điện phân với điện cực trơ (hiệu suất 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,04 mol Fe(NO 3)3 và
0,02 mol HNO3 cường độ 1A. Sau 48 phút 15 giây thì ngừng điện phân. Để yên bình điện phân để các
phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 200 ml dung dịch có pH là:
A. 2
B. 0,15
C. 0,6
D. 1,3
Câu 12: Điện phân 200 ml dung dịch chứa đồng thời AgNO 3 1M và Cu(NO3)2 2M trong thời gian 48
phút 15 giây, với cường độ dòng điện 10 ampe (điện cực trơ, hiệu suất điện phân là 100%). Sau điện
phân để yên bình điện phân cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy
nhất, đktc). Giá trị của V là:
A. 3,36.
B. 6,72.
C. 1,12.
D. 1,68.
Câu 13: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaCl 0,5M và Cu(NO 3)2 0,75M (điện cực trơ, có
màng ngăn) đến khi khối lượng dung dịch giảm 11,65 gam thì dừng lại. Dung dịch thu được sau điện
phân chứa các chất tan là:
A. NaNO3, NaCl và Cu(NO3)2.
B. NaNO3 và Cu(NO3)2.
C. NaCl và Cu(NO3)2.
D. NaNO3, HNO3 và Cu(NO3)2.
Câu 14: Tiến hành điện phân 200 ml dung dịch X gồm HCl 0,6M và CuSO 4 1M với cường độ dòng điện
I = 2,68 ampe trong thời gian 2 giờ (điện cực trơ, có màng ngăn, hiệu suất điện phân 100%). Thể tích khí
thoát ra ở anot (ở đktc) là:
A. 2,24 lít.
B. 1,344 lít.
C. 2,688 lít.
D. 1,792 lít.
Câu 15: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO 4 và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có
cường độ 2A. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân là
A. 2,240 lít.
B. 2,912 lít.
C. 1,792 lít.
D. 1,344 lít.
Câu 16: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu
được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 gam so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 g
bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là :
A. 2,25.
B. 1,50.
C. 1,25.
D. 3,25.
Câu 17: Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M
(điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu
được sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là
A. 5,40.
B. 4,05.
C. 2,70.
D. 1,35.
Câu 18: Điện phân nóng chảy Al 2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m kg Al ở
catot và 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí
X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 67,5.
B. 54,0.
C. 75,6.
D. 108,0.
Câu 19: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 0,32 gam Cu ở catôt
và một lượng khí X ở anôt. Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ
thường). Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi).
Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là :
A. 0,15M.
B. 0,2M.
C. 0,1M.
D. 0,05M.
Câu 20: Dung dịch X chứa HCl , CuSO 4, Fe2(SO4)3 . Lấy 400ml dung dịch X đem điện phân (điện cực
trơ) với I = 7,72A đến khi ở catôt được 0,08 mol Cu thì dừng lại. Khi đó ở anot có 0,1 mol một khí bay
ra. Thời gian điện phân và CM của Fe2+ lần lượt là:
Chuyên đề : Điện phân

3


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
A. 2300s và 0,1M

B. 2500s và 0,1M

C. 2300s và 0,15M

D.2500s và 0,15M

B. Tự luận
Loại 1: Điện phân một muối, hay dung dịch của một chất.
Bài 1. Điện phân một dung dịch muối MCl n với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16 gam kim loại thì ở
anôt thu được 5,6 lít khí (đktc). Xác định kim loại M.
ĐS: Cu
Bài 2. Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được khi điện phân 400 ml dung dịch NaOH
10% (d=1,1g/ml). Biết rằng đã thu được 5,6 lít khí (đktc) khí O2.
ĐS : 10,2%.( Điện phân dd NaOH là điện phân của H2O)
Bài 3. Hòa tan 20 gam dung dịch K2SO4 vào 150 gam H2O thu được dung dịch A. Tiến hành điện phân
dung dịch A một thời gian. Sau điện phân khối lượng của K 2SO4 trong dung dịch chiếm 15% khối lượng
của dung dịch. Biết lượng nước bị hay hơi không đáng kể.
a. Tính thể tich khí thoát ra ở mỗi điện cực đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
b. Tính thể tích khí H2S (đktc) cần dùng để phản ứng hết với chất khí thoát ra ở Anôt.
ĐS:
a. VO2 =22,82 lít, VH2 = 45,63. ( khối lượng muối không hề thay đổi).
b. Chú ý : Có 2 khả năng xảy ra: H2S + O2 → S + H2O or H2S + O2 → SO2 + H2O.
Bài 4. Điện phân có màn ngăn, điện cực trơ 100 ml dung dịch MgCl 2 0,15M với cường độ dòng điện là
0,1A trong 960s. Tính nồng độ mol/lít của các ion trong dung dịch sau điện phân ( Biết rằng thể tích
không thay đổi trong suốt quá trình điện phân).
ĐS: [Mg2+]= 0,1M ; [Cl-]=0,2M.
Bài 5. Điện phân 200 ml dung dịch KCl 1M ( d = 1,15 gam/ml) có màn ngăn xốp. Tính nồng độ % các
chất trong dung dịch sau điện phân trong 2 trường hợp sau:
1. Khí thoát ra ở Catôt (đktc) là: 1,12 lít.
2. Khí thoát ra ở Catôt (đktc) là 4,48 lít.
ĐS: TH1 = (3,3% và 2,47% ) ; TH2 = 5%.
Bài 6. Điện phân dung dịch NaOH nồng độ x% trong 100 giờ với I =26,8Ampe thì được 100 gam dung
dịch có nồng độ 24%. Tính x.
ĐS: x = 2,4%.
Bài 7. Điện phân 0,2 lít dung dịch CuSO4 với điện cực trơ với I = 9,65 Ampe. Khi cả 2 điện cực đều có
1,12 lít khí thì dừng điện phân.
a. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch CuSO4. và thời gian điện phân?
b. Dung dịch sau điện phân nặng hơn hay nhẹ hơn dd đầu bao nhiêu gam.
ĐS: a. CM = 0,25 , t =
b. Giảm 4,9 gam
Bài 8. Điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ.
a. Trình bày cơ chế điện phân.
b. Khi ở âm cực bắt đầu có bọt khí xuất hiện thì dừng điện phân thấy khối lượng âm cực tăng 4,8
gam. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch.
ĐS: CM =0,3M.
Bài 9. Điện phân muối sunfat của kim loại M hoá trị II. Khi ở Anôt thu được 0,448 lít khí thì thấy khối
lượng của Catôt tăng 2,368g. Tìm M.
ĐS: niken. ( M = 59)
Bài 10. Cho 250 gam dung dịch CuSO4 8% (ddA). Điện phân dung dịch A cho đến khi nồng độ của dung
dịch giảm đi bằng một nửa so với trước phản ứng thì dừng lại.
- Tính khối lượng kim loại bám lên Catôt và thể tích khí thoát ra ở nanôt (đo ở điều kiện tiêu chuẩn).
ĐS: m↓ = 4,08 và V khí = 0,714 lít.
Bài 11. Hòa tan 4,5 gam tinh thể XSO4.5H2O vào nước thu được dung dịch A với điện cực trơ.
- Nếu thời gian điện phân là t giây thì thu được kim loại tại catôt và 0,007 mol khí tại anôt.
- Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được 0,024 mol khí (ở 2 điện cực).
Chuyên đề : Điện phân

4


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
a. Xác định CTPT của tinh thể muối.
b. Khi I = 1,93 Ampe. Tính thời gian điện phân t?
HD: Điểm chú ý: Nếu H2O chưa bị điện khí thoát ra ở Anôt là O2. t giây → 0,007 mol
Suy ra 2t (s) → 0,014< 0,024. Chứng tỏ H2O đã điện phân và khí H2 = 0,01 mol.
Từ đó ta tính được M = 64. Đó là kim loại Cu.
Loại 2: Điện phân dung dịch chứa 2 muối hay nhiều chất khác nhau:
Ở dạng này ta chỉ xét các kiểu như sau: - 2 muối trong đó có 1 cation bị khử và 1 anion bị khử.
- 2 muối có 2 cation bị khử.
Bài 12. Dung dịch X chứa CuSO4 và NaCl.
a. Trình bày cơ chế điện phân xảy ra khi điện phân dung dịch chứa a mol CuSO 4 và b mol NaCl (Điện
cực trơ có màn ngăn) trong các trường hợp sau đây: b = 2a, b>2a, b<2a.
b. Nếu thể tích của dung dịch là 100 ml, nồng độ của hai muối bằng nhau bằng 0,01M với cường độ
dòng điện là 0,5A. Tính thời gian điện phân nếu pH của dung dịch sau điện phân bằng 2.
ĐS: b. t = 2123 giây.
Bài 13. Trộn 200 ml dung dịch AgNO 3 với 300 ml dung dịch Cu(NO 3)2 được dung dịch A. Lấy 250 ml
dung dịch A thực hiện điện phân với cường độ dòng điện là 0,429 Ampe thì sau 5 giờ điện phân hoàn
toàn lượng muối trong dung dịch A, khối lượng kim loại thu được là 6,36 gam. Tính nồng độ của 2 muối
trong dung dịch trước khi pha trộn.
ĐS: gọi x, y là mol muối AgNO3 và CuSO4.
x. F
2.yF
0, 429.t1
0, 429.t 2
Ta có x =
và y =
. t1 =
và t2 =
0, 429
0, 429
1. F
2. F
ta có t1+t2 = 5.3600 = 18000. suy ra
x + 2y = 0,08 (1)
108x + 64y = 6,36 (2)
Giải hệ: x = 0,05mol; y = 0,015mol. → [AgNO3 ] = 0,5M và [Cu(NO3)2 ] = 0,1M.
Bài 14. Tiến hành điện phân 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm 0,005 mol HCl 0,005 mol NaCl và 0,01
mol CuCl2 với cường độ dòng điện không đổi, điện cực trơ màn ngăn xốp cho tới khi H 2O bị điện phân ở
2 điện cực.
a. Cho biết thứ tự điện phân xảy ra như thế nào? viết p.trình điện phân.
b. Tính pH của dung dịch tại thời điểm bắt đầu điện phân, và tại từng thời điểm các chất điện
phân vừa hết.
c. Vẽ đồ thị biễu diễn sự thay đổi pH trong suốt quá trình điện phân.
Bài 15.Cho 200 gam dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 4,25% và Cu(NO3)2 9,4% ( dung dịch A). Điện
phân dung dịch A cho đến khi ở Catôt có 8,2 gam Kim loại bám vào thì dừng lại được dung dịch B.
a. Tính nồng độ % của các chất có trong dung dịch B.
b. Nếu điện phân dung dịch B với cường độ dòng điện là 5A thì cần bao nhiêu thời gian để điện
phân hết muối trong dung dịch.
ĐS: a) C% Cu(NO3)2 = 5,545% và C% HNO3 = 4,542%. b) t = 2171,25s.
Bài 16. Hòa tan 6,32 gam hỗn hợp gồm Ag2SO4 và CuSO4 vào nước được dung dịch A. Điện phân dung
dịch A cho đến khi ở catôt xuất hiện bọt khí thì dừng lại. Lấy Catốt rửa sạch làm khô, cân lại thấy khối
lượng catôt tăng 3,44 gam.
a. Viết các phương trình điện phân.
b. Tính % khối lượng các muối trong hỗn hợp đầu.
ĐS: % Ag2SO4= 49,37% và % CuSO4 = 50,63%.
Bài 17. Trung hòa dung dịch X chứa hỗn hợp KCl và HCl. Điện phân có màn ngăn 200 gam dung dịch X
cho đến khi tỉ khối khí ở điện cực dương giảm thì dừng điện phân. Trung hoà dung dịch sau điện phân
cần 200 ml dung dịch H2SO4 0,5M. Cô cạn dung dịch sau khi trung hoà thì được 15,8 gam muối khan.
a. Viết các phương trình điện phân xảy ra.
b. Tính nồng độ C% của dung dịch muối.
ĐS: C% KCl = 7,725% và % NaCl = 2,925%.
Bài 18. Hoà tan 7,8 gam hỗn hợp X gồm Ag và Cu bằng dung dịch H 2SO4 đặc 98% đun nóng được 1,4 lít
khí SO2 điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch A.
a. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong X.
Chuyên đề : Điện phân

5


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
b. Chia dung dịch A thành hai phần bằng nhau. Phần 1 phản ứng hết với 50g dung dịch NaOH 4%
thì bát đầu xuất hiện kết tủa. Tính C% của các chất trong dung dịch A.
c. Phần hai đem điện phân với cường độ dòng điện 0,5Ampe trong 2 giờ. Tính khối lượng của kim
loại bám trên Catôt.
ĐS: a. nếu gọi a và b là mol Ag và Cu → a = 0,0375 và b = 0,05. ; c. m = 3,094 gam.
Loại 3: Điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp nhau.
Bài 19. Mắc nối tiếp 3 bình điện phân: Bình 1 đựng dung dịch CuCl 2. Bình 2 đựng dung dịch Na2SO4,
bình 3 đựng dung dịch AgNO 3. Hỏi khi ở catot thoát ra 3,2 gam kim loại thì ở các điện cực khác thoát ra
những chất gì và bao nhiêu gam?
Bài 20. Cho dòng điện đi qua 3 bình điện phân mắc nối tiếp nhau với điện cực trơ. Bình 1 chứa dung dịch
H2SO4, bình 2 chứa dung dịch AgNO3 dư, bình 3 chứa dung dịch CuCl2 dư. Cho biết những sản phẩm nào
thoát ra trên các điện cực ở 3 bình và khối lượng là bao nhiêu nếu như đã có 1 mg H 2 thoát ra ở điện cực
catốt ở bình thứ nhất.
Bài 21. Cho hai bình điện phân giống nhau có điện cực trơ mắc nối tiếp nhau. Bình 1 đựng 100 ml dung
dịch AgNO3 0,15M, Bình 2 đựng 100 ml dung dịch muối sunfat của một kim loại M (II)đứng sau Al
trong dãy hoạt động của các kim loại. Tiến hành điện phân 2 bình với thời gian t. Khi ở Catôt bình 1 có
0,648 gam KL kết tủa thì ở bình 2 bắt đầu có khí thoát ra và khối lượng của kim loại kết tủa là 0,192 g.
a. Xác định kim loại trong bình 2.
b. Tính nồng độ mol/lít của các chất trong bình 1 sau điện phân.
HD:.
Bài 19 , 20 cùng một hướng chung: vì 3 bình mắc nối tiếp nên ta có các chất thoát ra ở các điện cực cở
mỗi bình đều có chung công thức tính:
m1 =

It A1
It A
It A
.
m2 = . 2 m 3 = . 3
F n1
F n2
F n.3

A1 A 2 A 3
:
:
. Khi đề cho biết 1 giá trị m ta tính được các giá trị còn lại.
n1 n 2 n 3
A1 A 2
108 M
:
: . ⇔ 0,648: 0,192 =
: → M = 64. Vậy kim loại M là Cu.
Bài 21. m1:m2=
n1 n 2
1 2
[AgNO3 ] = 0,09 M; [HNO3 ]= 0,06M.

Ta sẽ lập được tỉ lệ: m1:m2:m3 =

Chuyên đề: PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
Chuyên đề : Điện phân

6


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
A – LÍ THUYẾT
I/ Khái niệm - Bản chất của phản ứng:
- Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân là phản ứng phân huỷ các hợp chất hoá học dưới tác dụng của nhiệt độ.
- Bản chất: Phân cắt các liên kết kém bền trong phân tử hợp chất vô cơ hay hữu cơ bởi nhiệt độ.
* Lưu ý:
(1) Phản ứng nhiệt phân có thể thuộc phản ứng oxi hoá - khử hoặc không:
VD:

0

t
2KClO3 
→ 2KCl + 3O2 : Thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
0

t
CaCO3 
→ CaO + CO2 : Không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.

(2) Phản ứng điện phân nóng chẩy không thuộc phản ứng nhiệt phân vì nó phân huỷ dưới tác dụng của
dòng điện một chiều.
II/ Các trường hợp nhiệt phân:
1/ Nhiệt phân hiđroxit:
* NX: Các bazơ không tan đều bị phân huỷ ở t0 cao:
0

t
2M(OH)n 
→ M2On + nH2O. (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba)

PƯ:

* Lưu ý:
+ Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)2 có mặt không khí:
0

t
4Fe(OH)2 + O2 
→ 2Fe2O3 + 4H2O

+ Với AgOH và Hg(OH)2 : Không tồn tại ở nhiệt độ thường.
2AgOH 
→ Ag2O + H2O
Hg(OH)2 
→ HgO + H2O
Ở nhiệt độ cao thì Ag2O và HgO tiếp tục bị phân huỷ:
0

t
2Ag2O 
→ 4Ag + O2
0

t
2HgO 
→ 2Hg + O2

2/ Nhiệt phân muối:
a/ Nhiệt phân muối amoni (NH4+):
* NX:
- Tất cả các muối amoni đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi nung nóng.
- Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NH4+ không bền.
- Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào bản chất của anion gốc axit trong muối (có hay
không có tính oxi hoá).
* TH1: Nếu anion gốc axit trong muối không có tính oxi hoá (VD: X -; PO43-; CO32-...)
0

PƯ:

t
(NH4)nA 
→ nNH3 + HnA : Không thuộc phản ứng oxi hoá khử.

VD:

t
NH4Cl (rắn) 
→ NH3 (k) + HCl (k)

0

* TH2: Nếu anion gốc axit trong muối có tính oxi hoá (VD: NO 3-; NO2- ; Cr2O42-...) thì sản phẩm của phản ứng
không phải là NH3 và axit tương ứng:
VD:

0

0
t
NH4NO3 
→ N2O + 2H2O (Nếu nung ở > 500 C có thể cho N2 và H2O)
0

t
NH4NO2 
→ N2 + 2H2O
0

t
(NH4)2Cr2O4 
→ Cr2O3 + N2 + 4H2O

b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO3-):
* NX: - Tất cả các muối nitrat đều dễ bị nhiệt phân.
- Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NO3- kém bền với nhiệt.

Chuyên đề : Điện phân

7


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
- Sản phẩm của quá trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả năng hoạt động của kim loại có trong muối.
Có 3 trường hợp:

TH1:
K Ba Ca Na Mg
Muối nitrit + O2
VD:

TH2
Zn Fe Co Ni
Oxi + NO2 + O2

Al

Sn Pb H 2 Cu

TH3
Hg Ag Pt Au
Kim loại + NO2 + O2

0

t
2NaNO3 
→ 2NaNO2 + O2
0

t
2Cu(NO3)2 
→ 2CuO + 4NO2 + O2
0

t
2AgNO3 
→ 2Ag + 2NO2 + O2

* Lưu ý:

+ Ba(NO3)2 thuộc TH2
+ Tất cả các phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
+ Khi nhiệt phân NH4NO3
0

t
NH4NO3 
→ N2O + 2H2O

+ Khi nhiệt phân muối Fe(NO3)2 trong môi trường không có không khí: Có phản ứng:
0

(1)

0

(2)

t
2Fe(NO3)2 
→ 2FeO + 4NO2 + O2
t
4FeO + O2 
→ 2Fe2O3

+ Nếu phản ứng hoàn toàn thì chất rắn trong bình sau phản ứng là Fe 2O3.
c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat:
* Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO3-) :
* NX: Tất cả các muối hiđrocacbonat đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi đun nóng.
0

t
PƯ: 2M(HCO3)n 
→ M2(CO3)n + nCO2 + nH2O
0

t
VD: 2NaHCO3 
→ Na2CO3 + CO2 + H2O

* Nhiệt phân muối cacbonat (CO32-) :
* NX: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) đều bị phân huỷ bởi nhiệt.
0

t
PƯ: M2(CO3)n 
→ M2On + CO2
0

t
VD: CaCO3 
→ CaO + CO2

* Lưu ý:
- Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và hiđrocacbonat đều không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
- Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 trong không khí có pư:
0

t
FeCO3 
→ FeO + CO2
0

t
4FeO + O2 
→ 2Fe2O3

d/ Nhiệt phân muối chứa oxi của clo:
* NX: Tất cả các muối chứa oxi của clo đều kém bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng và phản ứng phân
huỷ đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
0

VD1:

t
2NaClO 
→ 2NaCl + O2 (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).

VD2:

Phản ứng nhiệt phân muối KClO3 xảy ra theo 2 hướng.
0

400 C
4KClO3 
→ KCl + 3KClO4
0

> 600 C
2KClO3 →
2KCl + 3O2 (2)
xt:MnO2

Chuyên đề : Điện phân

(1)

(Phản ứng tự oxi hoá - khử).

(phản ứng oxi hoá nội phân tử).

8


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
VD3:

0

t
2CaOCl2 
→ 2CaCl2 + O2

e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO42-):
* NX:
- Nhìn chung các muối sunfat đều khó bị phân huỷ bởi nhiệt so với các muối khác
- Nguyên nhân: Do liên kết trong ion SO42- bền:
- Phản ứng:
+ Các muối sunfat của các kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) rất khó bị nhiệt phân. Ở nhiệt độ cao
nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng).
+ Các muối sunfat của các kim loại khác bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (>1000 0C).
0

PƯ:

t cao
2M2(SO4)n 
→ 2M2On + 2nSO2 + nO2

VD:

t cao
2MgSO4 
→ 2MgO + 2SO2 + O2

(thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).

0

f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO32-):
* NX: Các muối sunfit đều kém bền nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng:
PƯ:

0

t
4M2(SO3)n 
→ 3M2(SO4)n + M2Sn

(thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử).

g/ Nhiệt phân muối photphat (PO43-):



NX: Hầu như các muối photphat đều rất bền với nhiệt và không bị nhiệt phân ở t 0cao.

B- BÀI TẬP PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
Câu 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2, thu được 6,8 gam chất rắn và khí X.
Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là
(cho H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23).
A. 6,3 gam
B. 6,5 gam
C. 5,8 gam
D. 4,2 gam
Câu 2: Khi nung hỗn hợp các chất Fe(NO3)2; Fe(OH)3; FeCO3 trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được
một chất rắn là:
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe
D. Fe2O3
Câu 3: Thu được chất nào khi đun nhẹ muối amoni nitrit?
A. N2; H2O
B. N2O; H2O
C. H2; NH3; O2
D. H2; N2; H2O
Câu 4: Nhiệt phân hoàn toàn 1 muối amoni của axit cacbonic sau đó dẫn toàn bộ sản phẩm vào 50 gam dung dịch
H2SO4 19,6 % thì đủ tạo một muối trung hoà có nồng độ 23,913%. Công thức và khối lượng của muối ban đầu là:
A. (NH4)2CO3; 9,6 gam
B. (NH4)2CO3; 11,5 gam
C. NH4HCO3; 9,6 gam
D. NH4HCO3; 11,5 gam
Câu 5: Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 một thời gian rồi dừng lại, làm nguội và đem cân thấy khối lượng giảm
0,54 gam so với ban đầu. Khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bị nhiệt phân là:
A. 1,88 gam
B. 9,4 gam
C. 0,47 gam
D. 0,94 gam
Câu 6: Tiến hành nung 6,06g muối nitrat của một kim loại kiềm thu được 5,1g muối nitrit .Hỏi muối nitrat của kim
loại đem phân hủy là gì ?
A. Na
B. K
C. Cs
D. Rb
Câu 7: Nung 316g KMnO4 một thời gian thấy còn lại 300g chất rắn. Vậy phần trăm KMnO4 bị nhiệt phân là:
A. 50%
B. 40%
C. 30%
D. 25%
Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp MgCO 3; CaCO3 rồi cho toàn bộ khí thoát ra (khí A) hấp thụ vừa hết bằng
dung dịch Ca(OH)2 thu được kết tủa B và dung dịch C. Hỏi A, B, C lần lượt là những chất gì?
A. CO; CaCO3; Ca(HCO3)2
B. CO2; CaCO3; Ca(HCO3)2
C. CO; Ca(HCO3)2; Ca(OH)2
D. CO2; Ca(HCO3)2, CaCO3
Câu 9: Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam một muối nitrat của kim loại R thì sau phản ứng ta thu được 4 gam chất rắn.
Xác định công thức phân tử của muối trên.
A. AgNO3
B. Mg(NO3)2
C. Cu(NO3)2
D. Trường hợp khác
Câu 10: Khí oxi thu được khi nhiệt phân các chất: H 2O2, KMnO4, KClO3, KNO3 . Khi nhiệt phân 10 gam mỗi chất
trên, thể tích khí oxi thu được ở điều kiện tiêu chuẩn lớn nhất là:
A. KNO3
B. KMnO4
C. H2O2
D. KClO3

Chuyên đề : Điện phân

9


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên
Câu 11: Đem nung 1,50 gam một muối cacbonat một kim loại cho đến khối lượng không đổi, thu được 268,8 cm3
khí cacbon đioxit (đktc). Kim loại trong muối cacbonat trên là:
A. Zn
B. Mn
C. Ni
D. Ca
Câu 12: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3, phần còn lại là tạp chất trơ. Nung m gam đá một thời gian thu được
chất rắn nặng 0,78m gam. Hiệu suất phân huỷ CaCO3 bằng :
A. 58,8%
B. 65%
C. 78%
D. 62,5%
Câu 13: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp 2 muối NH 4HCO3; (NH4)2CO3 thu được hỗn hợp khí và hơi trong đó CO 2
chiếm 30% về thể tích. vậy tỉ lệ số mol NH4HCO3; (NH4)2CO3 theo thứ tự là :
A. 3:1
B. 1:2
C. 2:1
D. 1:1
Câu 14: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO 3)2 và Mg(NO3)2 đến khối lượng không đổi thì sau phản
ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam. Thành phần % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:
A. 50% và 50%
B. 47,34% và 52,66%
C. 71,76% và 28,24%
D. 60% và 40%
Câu 15: Nung nóng hoàn toàn 27,3 gam hỗn hợp NaNO 3; Cu(NO3)2. Hỗn hợp khí thoát ra được dẫn vào nước dư
thì thấy có 1,12 lít khí (đktc) không bị hấp thụ (lượng O 2 hoà tan không đáng kể). Khối lượng Cu(NO 3)2 trong hỗn
hợp ban đâu là:
A. 8,6 gam
B. 18,8 gam
C. 28,2 gam
D. 4,4 gam
Câu 16: Nhiệt phân hoàn toàn m gam Cu(NO 3)2 thu được 0,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) và chất rắn Y. Giá trị của m
là:
A. 4 gam
B. 2 gam
C. 9,4 gam
D. 1,88 gam

Chuyên đề : Điện phân

10


GV: Vũ Thị Luyến - Trường THPT Hà Huy Tập-Cẩm Xuyên

Chuyên đề : Điện phân

11



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×