Giải sbt Hóa 12 Bài 16 (Kết nối tri thức): Điện phân

Giải SBT Hóa 12 Bài 16: Điện phân

Câu 16.1 trang 54 SBT Hóa học 12: Ion kim loại nào sau đây bị điện phân trong dung dịch (với điện cực graphite)?

A. Na⁺

B. Cu²⁺

C. Ca²⁺

D. K⁺

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ion Cu²⁺ bị điện phân trong dung dịch (với điện cực graphite).

Câu 16.2 trang 54 SBT Hóa học 12: Ion halide hầu như không bị điện phân trong dung dịch là

A. Br^-

B. I^-

C. Cl^-

D. F^-

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Ion F^- hầu như không bị điện phân trong dung dịch.

Câu 16.3 trang 55 SBT Hóa học 12: Phương trình hóa học nào sau đây biểu diễn quá trình điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân nóng chảy?

A. CaCl₂ → Ca + Cl_2.

B. Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

C. Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu.

D. 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phương trình hóa học biểu diễn quá trình điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân nóng chảy: CaCl₂ → Ca + Cl_2.

Câu 16.4 trang 55 SBT Hóa học 12: Phương trình hóa học nào sau đây biểu diễn quá trình điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân dung dịch?

A. 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂.

B. 2Al + Cr₂O₃ → Al₂O₃ + 2Cr.

C. Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu.

D. CuCl₂ → Cu + Cl₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Phương trình hóa học biểu diễn quá trình điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân dung dịch: CuCl₂ → Cu + Cl₂.

Câu 16.5 trang 55 SBT Hóa học 12: Trong công nghiệp, quá trình điện phân dung dịch NaCl bão hòa (điện cực trơ, có màng ngăn xốp) tạo ra khí nào sau đây ở cathode?

A. Hydrogen.

B. Chlorine.

C. Oxygen.

D. Hydrogen chloride.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

$2NaCl+2H_{2}O\stackrel{dpdd}{\to }\underset{cathode}{\underbrace{2NaOH+H_2}}+\underset{anode}{\underbrace{C{l}_2}}$

Câu 16.6 trang 54 SBT Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch gồm NaCl 1 M và NaBr 1 M, quá trình oxi hóa đầu tiên xảy ra ở anode là

A. 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

B. 2Cl^- → Cl₂ + 2e.

C. 2Br^- → Br₂ + 2e.

D. Na → Na⁺ + 1e.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Tại anode có thể xảy ra phản ứng oxi hóa: Br^-, Cl^-, H₂O.

Do Br^- dễ bị oxi hóa hơn nên bị oxi hóa trước.

Câu 16.7 trang 54 SBT Hóa học 12: Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO₄ với anode bằng graphite, ở anode xảy ra quá trình

A. 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

B. 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

C. Cu²⁺ + 2e → Cu.

D. Cu → Cu²⁺ + 2e.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ở anode có thể xảy ra sự oxi hóa SO₄^2- hoặc H₂O. Tuy nhiên H₂O dễ bị oxi hóa hơn nên bị oxi hóa trước tạo thành O₂.

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

Câu 16.8 trang 55 SBT Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 0,1 M và AgNO₃ 0,1 M, quá trình khử đầu tiên xảy ra ở cathode là

A. Ag⁺ + 1e → Ag.

B. Cu²⁺ + 2e → Cu.

C. 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-.

D. 2H⁺ + 2e → H₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Tại cathode xảy ra các quá trình khử Ag⁺, Cu²⁺ và H₂O.

Vì Ag⁺ dễ bị khử hơn, nên quá trình khử đầu tiên xảy ra ở cathode là:

Ag⁺ + 1e → Ag.

Câu 16.9 trang 55 SBT Hóa học 12: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Phản ứng hóa học chính xảy ra trong quá trình điện phân nóng chảy Al₂O₃ trong 3NaF.AlF₃ là: 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂.

Câu 16.10 trang 56 SBT Hóa học 12: Việc duy trì điện áp thấp (⁓ 5 V) trong quá trình điện phân nóng chảy Al₂O₃ trong 3NaF. AlF₃ nhằm ngăn cản quá trình nào sau đây xảy ra ở cathode?

A. Al³⁺ + 3e → Al.

B. Na⁺ + 1e → Na.

C. F₂ + 2e → 2F^- .

D. O₂ + 4e → O^2-.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Việc duy trì điện áp thấp (⁓ 5 V) trong quá trình điện phân nóng chảy Al₂O₃ trong 3NaF. AlF₃ nhằm ngăn cản quá trình Na⁺ + 1e → Na xảy ra ở cathode.

Câu 16.11 trang 56 SBT Hóa học 12: Trong công nghiệp, phương pháp điện phân dung dịch được sử dụng để sản xuất một lượng đáng kể kim loại nào sau đây?

A. Zn.

B. Al.

C. Fe.

D. Mg.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Trong công nghiệp, phương pháp điện phân dung dịch được dùng để sản xuất các kim loại hoạt động trung bình và yếu.

Vậy Zn được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch.

Câu 16.12 trang 56 SBT Hóa học 12: Trong công nghiệp, việc tinh chế đồng từ đồng thô được thực hiện bằng phương pháp điện phân dung dịch với anode làm bằng

A. graphite.

B. platinum.

C. thép.

D. đồng thô.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Quá trình tinh chế kim loại được thực hiện bằng cách điện phân dung dịch chất tan (muối hoặc phức chất) của kim loại đó với anode làm bằng kim loại thô tương ứng.

Câu 16.13 trang 56 SBT Hóa học 12: Điện phân dung dịch chất nào sau đây (dùng điện cực trơ), thu được dung dịch có khả năng làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ?

A. NaBr.

B. NaCl.

C. CuSO₄.

D. CuCl₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

$CuS{O}_4^{}+H_{2}O\stackrel{dpdd}{\to }Cu+H_{2}S{O}_4+\frac{1}{2}{O}_2$

Dung dịch H₂SO₄ làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

Câu 16.14 trang 56 SBT Hóa học 12: Điện phân dung dịch chất nào sau đây (với điện cực trơ, không có màng ngăn điện cực), thu được dung dịch có khả năng tẩy màu?

A. CuSO₄.

B. NaCl.

C. K₂SO₄.

D. AgNO₃.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Điện phân dung dịch NaCl (với điện cực trơ, không có màng ngăn điện cực), thu được dung dịch Javel có khả năng tẩy màu.

Câu 16.15 trang 56 SBT Hóa học 12: Trong quá trình mạ bạc cho một chiếc vòng bằng thép thì ở anode xảy ra quá trình

A. Ag → Ag⁺ + 1e.

B. Fe → Fe²⁺ + 2e.

C. 2H2O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

D. C → C⁴⁺ + 4e.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phương pháp điện phân được dùng trong mạ điện, trong đó ion kim loại bị khử, tạo thành lớp kim loại rắn bao phủ trên bề mặt cần mạ.

Trong quá trình mạ bạc cho một chiếc vòng bằng thép thì ở anode xảy ra quá trình Ag → Ag⁺ + 1e.

Câu 16.16 trang 56 SBT Hóa học 12: Xét quá trình điện phân dung dịch NaCl 20% bằng dòng điện một chiều (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp). Quá trình khử xảy ra ở cathode là

A. 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-.

B. Cl₂ + 2e → 2Cl^- .

C. 2Cl^- → Cl₂ + 2e.

D. ${\text{H}}_{\text{2}}\text{O }\to {\text{ 2H}}^{\text{+}}\text{+ }\frac{\text{1}}{\text{2}}{\text{O}}_{\text{2}}\text{ + 2e}$

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Khi điện phân dung dịch NaCl 20% bằng dòng điện một chiều (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp). Quá trình khử xảy ra ở cathode là 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-.

Câu 16.17 trang 56 SBT Hóa học 12: 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^- .

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Trong quá trình điện phân KCl nóng chảy với các điện cực trơ, ở cathode xảy ra quá trình khử ion K⁺ .

Câu 16.18 trang 56 SBT Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch gồm CuSO₄ 1,0 M và H₂SO₄ 0,5 M, quá trình khử đầu tiên xảy ra ở cathode là.

A. 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^- .

B. Cu²⁺ + 2e → Cu.

C. ${\text{SO}}_{\text{4}}^{\text{2-}}{\text{ + 4H}}^{\text{+}}\text{ +2e }\to {\text{ SO}}_{\text{2}}{\text{ + 2H}}_{\text{2}}\text{O.}$

D. 2H⁺ + 2e → H₂ .

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ở cathode xảy ra các quá trình khử Cu²⁺, H⁺, H₂O. Trong đó Cu²⁺ bị khử trước theo quá trình: Cu²⁺ + 2e → Cu.

Câu 16.19 trang 57 SBT Hóa học 12: Cho các cặp oxi hóa – khử và thế điện cực chuẩn tương ứng:

Khi điện phân dung dịch chứa đồng thời bốn loại ion halide ở trên với nồng độ mol bằng nhau, ion halide bị điện phân đầu tiên ở anode là

A. Cl^-

B. Br^-

C. F^-

D. I^-

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Dựa vào bảng thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử, xác định được ion I^- bị điện phân đầu tiên ở anode.

Câu 16.20 trang 57 SBT Hóa học 12: Cho các cặp oxi hóa – khử và thế điện cực chuẩn tương ứng:

Khi điện phân dung dịch chứa đồng thời bốn loại cation ở trên với nồng độ mol bằng nhau, cation đầu tiên bị điện phân đầu tiên ở cathode là

A. Cu²⁺

B. Ag⁺

C. H⁺

D. Fe²⁺

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Dựa vào bảng thế điện cực chuẩn xác định được cation đầu tiên bị điện phân đầu tiên ở cathode là Ag⁺.

Câu 16.21 trang 57 SBT Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 1 M và AgNO₃ 1 M, thứ tự điện phân ở cathode là

A. Cu²⁺, Ag⁺, H₂O.

B. Ag⁺, Cu²⁺, H₂O.

C. H₂O, Cu²⁺, Ag⁺.

D. Cu²⁺, H₂O, Ag⁺.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ở cathode xảy ra quá trình nhận electron (hay quá trình khử).

Khi điện phân dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 1 M và AgNO₃ 1 M, thứ tự điện phân ở cathode là Ag⁺, Cu²⁺, H₂O.

Câu 16.22 trang 57 SBT Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch gồm CuCl₂ 1,0 M và H₂SO₄ 0,5 M, thứ tự điện phân ở anode là

A. H₂O, Cl^-.

B. Cl^-, H₂O.

C. SO₄^2-, Cl^-, H₂O.

D. Cl^-, SO₄^2-, H₂O.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ở anode xảy ra các quá trình nhường electron.

Khi điện phân dung dịch gồm CuCl₂ 1,0 M và H₂SO₄ 0,5 M, thứ tự điện phân ở anode là Cl^-, H₂O.

Câu 16.23 trang 57 SBT Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch gồm CuSO₄ và HCl (sử dụng điện cực trơ, có màng ngăn xốp), chất khí đầu tiên thoát ra ở anode là

A. O₂.

B. Cl₂.

C. H₂.

D. SO₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Khi điện phân dung dịch gồm CuSO₄ và HCl (sử dụng điện cực trơ, có màng ngăn xốp), thứ tự điện phân ở anode là Cl^-, H₂O.

Vậy chất khí đầu tiên thoát ra ở anode là Cl₂.

Câu 16.24 trang 57 SBT Hóa học 12: Điện phân dung dịch CuSO₄ với điện cực trơ. Sau một thời gian, ở cathode thu được 1,28 g Cu và ở anode có V mL khí O₂ (25^oC, 1 bar) bay ra.

Giá trị của V là

A. 495,8.

B. 124,0.

C. 247,9.

D. 743,7.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

${\text{m}}_{\text{Cu}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. }\frac{{\text{A}}_{\text{Cu}}}{{\text{n}}_{\text{Cu}}}\text{. I. t = 1,28 g }\Rightarrow \frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. I. t = }\frac{\text{1,28 . 2}}{64}=0,04$

${\text{m}}_{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. }\frac{{\text{A}}_{\text{O}}}{{\text{n}}_{\text{O}}}\text{. I. t }\Rightarrow {\text{ V}}_{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{= }\frac{\text{0,04}}{4}\text{. 24,79. 1000 = 247,9 mL}$

Hãy chọn đúng hoặc sai cho mỗi ý a, b, c, d ở các câu 16.25 – 16.27.

Câu 16.25 trang 57 SBT Hóa học 12: Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO₄ với anode bằng đồng. a) Ở anode xảy ra quá trình oxi hóa nước.

b) Khối lượng anode không thay đổi.

c) Nồng độ CuSO₄ trong dung dịch giảm dần.

d) Khối lượng cathode tăng.

Lời giải:

a) Sai. Ở anode xảy ra quá trình oxi hóa kim loại đồng: Cu → Cu²⁺ + 2e

b) Sai. Khối lượng anode giảm.

c) Sai. Nồng độ dung dịch CuSO₄ không đổi.

d) Đúng. Vì ở cathode xảy ra quá trình khử ion Cu²⁺ + 2e → Cu nên khối lượng cathode tăng.

Câu 16.26 trang 58 SBT Hóa học 12: Điện phân dung dịch NaCl bão hòa (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi nồng độ NaCl giảm đi một nửa thì dừng điện phân.

a) Dung dịch sau điện phân làm phenolphthalein chuyển màu hồng.

b) Ở cathode chỉ xảy ra quá trình khử ion Na⁺.

c) Số mol khí Cl₂ thoát ra ở anode bằng số mol H₂ thoát ra ở cathode.

d) Thứ tự điện phân ở anode là H₂O, Cl^-.

Lời giải:

a) Đúng. Ở cathode xảy ra quá trình điện phân nước: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^- , dung dịch môi trường base, làm phenolphthalein chuyển màu hồng.

b) Sai. Ở cathode xảy ra quá trình điện phân nước.

c) Đúng. Vì số electron trao đổi ở cả hai phản ứng đều bằng nhau, bằng 2.

d) Sai. Cl^- điện phân trước.

Câu 16.27 trang 58 SBT Hóa học 12: Xét quá trình điện phân nóng chảy hợp chất ion MX của kim loại kiềm:

a) Cực dương là anode, cực âm là cathode.

b) Kim loại M được tạo thành ở cực âm.

c) Điện cực âm có dòng electron chuyển đến.

d) Cực dương và cực âm nối với các cực tương ứng của nguồn điện.

Lời giải:

a) Đúng. Trong điện phân, cực dương là anode, cực âm là cathode.

b) Đúng. Ở cực âm (cathode) xảy ra quá trình oxi hóa: Mⁿ⁺ + ne → M

c) Sai. Electron chuyển đến cực dương (anode).

d) Đúng. Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy.

Câu 16.28 trang 58 SBT Hóa học 12: Để mạ 5,0 g bạc lên một đĩa sắt khi điện phân dung dịch chứa [Ag(NH₃)₂]⁺ với dòng điện có cường độ 1,5 A không đổi cần thời gian t phút.

Cho biết:

- Quá trình khử tại cathode: [Ag(NH₃)₂]⁺ + 1e → Ag + 2NH₃.

- Điện lượng q = It = n_e. F, F = 96 500 C/mol.

Giá trị của t là bao nhiêu? (Làm trong kết quả đến phần mười).

Lời giải:

Đáp án đúng là: 49,6

Số mol electron: n_e = 1. n_Ag = 0,0463 mol

Điện lượng q = n_e . F = 4468 C

$\Rightarrow \text{t = }\frac{\text{q}}{I}\text{ = }\frac{\text{4468}}{\text{1,5}}\text{ = 2078s = 49,6 min}$

Câu 16.29 trang 58 SBT Hóa học 12: Tiến hành điện phân dung dịch CuSO₄ với anode bằng đồng. Để hòa tan 100 g đồng ở anode trong 8 giờ thì cần cường độ dòng điện bằng bao nhiêu ampe? (Làm trong kết quả đến phần mười).

Lời giải:

Đáp án đúng là: 10,5 A

Quá trình oxi hóa ở anode: Cu → Cu²⁺ + 2e

Số mol electron: n_e = 2. n_Cu = 3,125 mol

Điện lượng q = n_e . F = 301563 C

$\Rightarrow \text{I = }\frac{\text{q}}{\text{t}}\text{ = }\frac{\text{301 563}}{\text{28 800}}\text{ = 10,5 A}$

Câu 16.30 trang 58 SBT Hóa học 12: Điện phân 500 mL dung dịch CuSO₄ 0,2 M (điện cực trơ) cho đến khi ở cathode thu được 3,2 g kim loại thì thể tích khí (đkc) thu được ở anode là

A. 1,24 lít.

B. 2,48 lít.

C. 0,62 lít.

D. 3,72 lít.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

${\text{m}}_{\text{Cu}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. }\frac{{\text{A}}_{\text{Cu}}}{{\text{n}}_{\text{Cu}}}\text{. I. t = 3,2 }\Rightarrow \frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. I. t}=0,1$

${\text{m}}_{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. }\frac{{\text{A}}_{\text{O}}}{{\text{n}}_{\text{O}}}\text{. I. t }\Rightarrow {\text{ V}}_{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{= }\frac{\text{0,1}}{4}\text{. 24,79 = 0,61975 lít\hspace{0.17em}}\approx \text{0,62}$

Câu 16.31 trang 58 SBT Hóa học 12: Điện phân dung dịch M(NO₃)_n (điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi), ở cathode chỉ thu được 5,4 g kim loại M và ở anode thu được 0,31 lít khí (đkc). Kim loại M là

A. Fe.

B. Cu.

C. Ag.

D. Pb.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

$\stackrel{BTe}{\to }n.n_{KL}=4n_{O_2}\iff \frac{5,4}{M}.n=4.\frac{0,31}{24,79}\Rightarrow M=108n\stackrel{n=1}{\to }M=108\left(Ag\right)$

Hãy chọn đúng hoặc sai cho mỗi ý a, b, c, d ở câu sau.

Câu 16.32 trang 59 SBT Hóa học 12: Điện phân dung dịch MSO₄ (M là kim loại) với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây, thu được a mol khí ở anode. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 2,5a mol. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nước.

a) Tại thời điểm 2t giây, có bọt khí ở cathode.

b) Tại thời điểm t giây, ion M²⁺ chưa bị điện phân hết.

c) Dung dịch sau điện phân có pH < 7.

d) Khi thu được 1,8a mol khí ở anode thì vẫn chưa xuất hiện bọt khí ở cathode.

Lời giải:

Thời điểm t giây:

- ở cathode: M²⁺ + 2e → M

- ở anode: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e (sinh ra a mol khí).

Thời điểm 2t giây:

- ở cathode: M²⁺ + 2e → M (sinh ra 3,5 a mol M)

Khi M²⁺ hết nước bị điện phân: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-(sinh ra 0,5a mol khí)

- ở anode: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e (sinh ra 2a mol khí)

a) Đúng. Tại thời điểm t giây, thu được a mol khí ở anode ⇒ thời điểm 2t giây thu được 2 a mol khí. Do vậy đã có 0,5 a mol khí sinh ra ở cathode.

b) Đúng.

c) Đúng.

d) Sai.

Câu 16.33 trang 59 SBT Hóa học 12: Điện phân V lít dung dịch CuCl₂ 0,5 M với điện cực trơ. Khi dừng điện phân thu được dung dịch X và 1,86 lít khí Cl₂ (đkc) duy nhất ở anode. Toàn bộ dung dịch X tác dụng vừa đủ với 12,6 g Fe. Giá trị của V là bao nhiêu?

Lời giải:

Ở cathode: Cu²⁺ + 2e → Cu

Ở anode: 2Cl^- → Cl₂ + 2e.

Số mol CuCl2 đã điện phân là: $\frac{1,86}{22,4}$ (mol)

Dung dịch X có CuCl₂ dư, H₂O.

Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

0,225 mol 0,225 mol

$\text{V = }\frac{\frac{\text{1,86}}{\text{22,4}}\text{+0,225}}{\text{0,5}}\text{ = 0,60 lít}$

Câu 16.34 trang 59 SBT Hóa học 12: Điện phân 200 mL dung dịch CuSO₄ nồng độ x mol/L với điện cực trơ. Sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 g 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 g kim loại. Giá trị của x là bao nhiêu?

Lời giải:

Vì dung dịch Y vẫn còn màu xanh nên Cu²⁺ chưa điện phân hết

Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng Cu sinh ra + khối lượng khí O₂ thoát ra

Gọi số mol Cu²⁺ bị điện phân là a

Ta có 64 a + 18 a = 8 g → a = 0,1

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Fe + CuSO₄ → Cu + FeSO₄

Số mol Fe tham gia phản ứng = số mol H₂SO₄ + số mol CuSO₄ dư

Gọi b là số mol CuSO₄ chưa bị điện phân

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có

Khối lượng kim loại sau phản ứng = 16,8 g – khối lượng Fe phản ứng + khối lượng Cu sinh ra.

Hay 16,8 – 56(b + 0,1) + 64 b = 12,4 ⇒ b = 0,15 mol

Tổng số mol CuSO₄ = a + b = 0,25

Vậy x = $\frac{0,25}{0,2}$ = 1,25

Câu 16.35 trang 59 SBT Hóa học 12: Điện phân 500 mL dung dịch AgNO₃ với điện cực trơ cho đến khi cathode bắt đầu có khí thoát ra thì dừng. Để trung hòa dung dịch sau điện phân cần 80 mL dung dịch NaOH 0,1 M. Biết cường độ dòng điện là 0,2A, thời gian điện phân là bao nhiêu giây?

Lời giải:

Ở cathode: Ag⁺ + e → Ag

Ở anode: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

Phản ứng trung hòa: H⁺ + OH^- → H₂O

n_NaOH = n_H+ = 0,08 . 0,1 = 0,008 (mol) ⇒ số eletron trao đổi là 0,008 mol

Số mol Ag tham gia phản ứng điện phân 0,008 mol

${\text{m}}_{\text{Ag}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{F}}\text{. }\frac{{\text{A}}_{\text{Ag}}}{\text{n}}\text{. I. t }\Rightarrow \text{ t = }\frac{{\text{n}}_{\text{Ag}}\text{.F}}{\text{I}}\text{ = }\frac{\text{0,008.96500}}{\text{0,2}}\text{ = 3860 s}$

Câu 16.36 trang 59 SBT Hóa học 12: Điện phân 500 mL dung dịch X gồm Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ với cường độ dòng điện 0,804 A cho đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cathode thì mất 2 giờ, khi đó khối lượng cathode tăng thêm 4,2 g. Nồng độ mol của Cu(NO₃)₂ trong dung dịch X là bao nhiêu?

Lời giải:

Ở cathode: Ag⁺ + e → Ag

Cu²⁺ + 2e → Cu

Ở anode: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e.

Đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cathode thì mất 2 giờ, khi đó khối lượng cathode tăng thêm 4,2 g

Sau 2h, ion kim loại a mol Ag⁺ và b mol Cu²⁺ bị điện phân hết, khối lượng cathode tăng = m_Ag + m_Cu = 108 a + 64 b = 4,2 g

Thời gian để điện phân hết a mol Ag⁺ và b mol Cu²⁺:

⇒ a = b = 0,02

Vậy nồng độ mol của Cu(NO₃)₂ trong dung dịch X là 0,03 M

Xem thêm lời giải Sách bài tập Hóa lớp 12 bộ sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 17: Ôn tập chương 5

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

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

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

Bài 21: Hợp kim

Xem thêm tài liệu Hóa học lớp 12 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Điện phân lớp 12

Giáo án điện tử Điện phân lớp 12

Giáo án Điện phân lớp 12

Giải sgk Hóa 12 Bài 16: Điện phân