Lý thuyết Điện phân Hóa lớp 12 (Kết nối tri thức)

Lý thuyết Hóa 12 Bài 16: Điện phân- Kết nối tri thức

A. Lý thuyết Điện phân

I. Hiện tượng điện phân

1. Khái niệm

- Điện phân là một quá trình oxi hóa – khử xảy ra tại các điện cực khi có dòng điện một chiều với hiệu điện thế đủ lớn đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.

- Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong quá trình điện phân là phản ứng không tự xảy ra mà phải nhờ tác động của điện năng để gây ra phản ứng đó.

- Các chất tham gia vào quá trình điện phân có thể ở trạng thái nóng chảy (điện phân nóng chảy) hoặc dung dịch (điện phân dung dịch). Trong quá trình điện phân, dưới tác dụng của điện phân, các ion âm sẽ di chuyển về điện cực dương, các ion dương sẽ di chuyển về điện cực âm

- Theo quy ước chung, đối với cả pin điện và bình điện phân, tại cathode xảy ra quá trình khử và tại anode xảy ra quá trình oxi hóa. Do vậy, trong điện phân cathode là cực âm, anode là cực dương.

2. Nguyên tắc điện phân

- Khi bình điện phân chứa nhiều chất oxi hóa và chất khử, các quá trình xảy ra tại anode và cathode tuân theo thứ tự sau:

+ Tại anode, chất khử mạnh hơn sẽ bị oxi hóa trước

+ Tại cathode, chất oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước

- Ở điều kiện chuẩn, độ mạnh yếu của các chất oxi hóa và chất khử được so sánh dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn hoặc vị trí cặp oxi hóa – khử trong dãy điện hóa

Thứ tự điện phân tại cathode: Au³⁺ > Ag⁺ > Hg²⁺ > Cu²⁺ > H⁺> H₂O.

II. Ứng dụng của phương pháp điện phân

1. Sản xuất kim loại

- Trong công nghiệp, một số kim loại trung bình và yếu được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch

2. Tinh chế kim loại

- Từ nguồn kim loại thô (kim loại phế liệu hoặc sau quá trình nhiệt luyện, thủy luyện), các kim loại như Zn, Ni, Co, Cu, Ag, Au,… được tinh chế bằng phương pháp điện phân

3. Mạ điện

- Phương pháp điện phân được sử dụng trong mạ điện, trong đó ion kim loại bị khử, tạo thành lớp kim loại rắn bao phủ trên bề mặt kim loại cần mạ nhằm trang trí bề mặt hoặc chống sự ăn mòn.

- Trong kĩ thuật mạ điện, các kim loại mạ thường là chromium, nickel, đồng, vàng, bạc, platium,…

B. Trắc nghiệm Điện phân

Đang cập nhật …

C. Sơ đồ tư duy Điện phân

Trắc nghiệm: Điện phân

Phần I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.

Câu 1. Khi điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn, các chất được tạo ra ở anode (cực dương) và cathode (cực âm) lần lượt là

A. Cl₂ và NaOH, H₂.

B. Na và Cl₂.

C. Cl₂ và Na.

D. NaOH và H₂.

Câu 2. Khi điện phân dung dịch gồm NaCl 1,0 M và CuSO₄ 0,5 M, thứ tự điện phân ở anode là

A. H₂O, Cl^–.

B. Cl^–, H₂O.

C. ${\text{SO}}_4^{2-}$, Cl^–, H₂O.

D. Cl^–, ${\text{SO}}_4^{2-}$, H₂O.

Câu 3. Quá trình xảy ra đầu tiên tại cực âm khi điện phân dung dịch gồm NaCl và CuCl₂ là

A. khử ion Cl^–.

B. oxi hóa ion Cl^–.

C. khử ion Cu²⁺.

D. khử H₂O.

Câu 4. Trong quá trình điện phân KCl nóng chảy với các điện cực trơ, ở cathode xảy ra quá trình

A. oxi hóa ion K⁺.

B. khử ion K⁺.

C. oxi hóa ion Cl^–.

D. khử ion Cl^–.

Câu 5. Phản ứng hóa học chính xảy ra trong quá trình điện phân nóng chảy Al₂O₃ trong 3NaF.AlF₃ là

A. 2AlF₃ → 2Al + 3F₂.

B. 2NaF → Na + F₂.

C. 2H₂O → 2H₂ + O­.

D. 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂­.

Câu 6. Phương trình hóa học nào sau đây biểu diễn quá trình điều chế kim loại bằng phương pháp điện nóng chảy?

A. 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂.

B. 2Al + Cr₂O₃ → Al₂O₃ + 2Cr.

C. Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu.

D. 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂.

Câu 7. Khi điện phân dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 0,1 M và AgNO₃ 0,1 M, quá trình oxi hóa xảy ra ở anode là

A. 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

B. 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^–.

C. Cu²⁺ + 2e → Cu.

D. Ag⁺ + 1e → Ag.

Câu 8. Dung dịch X chứa hỗn hợp các muối: MgCl₂, CuCl₂, FeCl₂ và KCl. Kim loại tách ra đầu tiên ở cathode khi điện phân dung dịch là

A. Cu.

B. Mg.

C. K.

D. Fe.

Câu 9. Sodium được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp nào?

A. Phương pháp thủy luyện.

B. Phương pháp nhiệt luyện.

C. Phương pháp điện phân.

D. Phương pháp điện phân nóng chảy.

Câu 10. Khi điện phân dung dịch gồm Zn(NO₃)₂ 1 M và AgNO₃ 1 M, thứ tự điện phân ở cathode là

A. Zn²⁺, Ag⁺, H₂O.

B. Ag⁺, Zn²⁺, H₂O.

C. H₂O, Zn²⁺, Ag⁺.

D. Zn²⁺, H₂O, Ag⁺.

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai.

Câu hỏi. Trong công nghiệp, từ nguồn kim loại thô có thể tinh chế kim loại bằng phương pháp điện phân.

a. Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là oxi hóa ion kim loại thành kim loại.

b. Trong sự điện phân ở anode xảy ra sự oxi hóa, ở cathode xảy ra sự khử.

c. Các kim loại mạnh như Na, K, Mg, Ca, K… được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất ion của chúng.

d. Trong công nghiệp nhôm được sản xuất bằng cách điện phân aluminium oxide nóng chảy.

Phần III. Trắc nghiệm yêu cầu trả lời ngắn

Câu 1. Cho các kim loại sau: Na, Ca, Fe, Al, Zn, Cu, Ag. Có bao nhiêu kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng?

Câu 2. Điện phân dung dịch CuCl₂ trong 1 giờ với dòng điện 5A. Sau điện phân, dung dịch còn CuCl₂ dư. Khối lượng Cu đã sinh ra tại cathode của bình điện phân là bao nhiêu gam? (Cho Cu = 64).

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học 12 sách Kết nối tri thức, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 17: Ôn tập chương 5

Lý thuyết Bài 18: Cấu tạo và liên kết trong tinh thể kim loại

Lý thuyết Bài 19: Tính chất vật lí và tính chất hoá học của kim loại

Lý thuyết Bài 20: Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại

Lý thuyết Bài 21: Hợp kim

Xem thêm tài liệu Hóa lớp 12:

Giải Hóa 12 Bài 16: Điện phân

Giải SBT Hóa 12 Bài 16: Điện phân

Giáo án Điện phân lớp 12

Giáo án điện tử Điện phân lớp 12