A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Con đường tư duy:
Catot (-)
\(A{g^ + } > F{e^{3 + }} > C{u^{2 + }} > {H^ + } > F{e^{2 + }}... > {H_2}O\)
Mn+ : M là kiềm; kiềm thổ; nhôm không bị điện phân trong dung dịch:
\({H_2}O + 2e \to 2O{H^ - } + {H_2}\)
Anot (+)
\(N{O_3}^ - ,S{O_4}^{2 - }\) không bị điện phân
Nếu anot bằng Cu thì đầu tiên: Cu - 2e → Cu2+
Sau đó thứ tự là:
I- > Br- > Cl- > H2O
2H2O - 4e → 4H+ + O2
Chú ý áp dụng bảo toàn electron
Bài cho I và t phải tính ngay \(\sum {ne = \frac{{It}}{F}\,\,(F = 96500{t^{ - s}})} \)
Khối lượng dung dịch điện phân giảm bao gồm kết tủa (Kim loại) và khí bay lên thường là O2 ;Cl2 ;H2…
Chú ý trong nhiều TH cần áp dụng BT khối lượng.
Một số chú ý khi giải bài tập
- Chú ý về khối lượng kết tủa và bay hơi
- Chú ý về thứ tự điện phân
- Chú ý về điện cực (trơ hay không trơ)
- Chú ý bảo toàn mol electron
- Cho I và t thì tính ngay số mol e trao đổi \({{n_e} = \frac{{It}}{F}}\)
Chú ý 1: Trả lời câu hỏi sản phẩm là gì?
Chú ý 2: Đặt ẩn và áp dụng các định luật bảo toàn(BTE – BTNT có thể dùng tới BTKL)
B. BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1: Điện phân (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,15 mol Cu(NO3)2 và 0,12 mol HCl trong thời gian t giờ với cường độ dòng điện không đổi 2,68A thì ở anot thoát ra 0,672 lít khí (đktc) và thu được dung dịch X. Dung dịch X hòa tan tối đa m gam bột sắt (sản phẩm khử của NO là khí NO duy nhất). Giá trị của t và m lần lượt là
A. 0,6 và 10,08. B. 0,6 và 8,96. C. 0,6 và 9,24. D. 0,5 và 8,96.
Hướng dẫn giải
\({n_{anot}} = 0,03mol \to nC{l_2} = 0,03mol \to {n_e} = \frac{{It}}{F} = 0,06mol \to t = 0,6s\) (giờ)
Chú ý: \(4{H^ + } + N{O_3}^ - + 3e \to NO + 2{H_2}O\) do đó dung dịch cuối cùng sẽ có
\(\left\{ \begin{gathered}
nF{e^{2 + }} \hfill \\
nC{l^ - } = 0,12 - 0,06 = 0,06mol \hfill \\
nN{O_3}^ - = 0,3 - 0,03mol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to nF{e^{2 + }} = 0,165mol \to m = 9,24g\) → Chọn C
Câu 2: Điện phân có màng ngăn với điện cực trơ 250 ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 aM và NaCl 1,5M, với cường độ dòng điện 5A trong 96,5 phút. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu là 17,15 gam. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của a là:
A. 0,5M. B. 0,3M. C. 0,6M. D. 0,4M.
Hướng dẫn giải
Ta có : \(\left\{ \begin{gathered}
nCu = 0,25amol \hfill \\
nC{l^ - } = 0,375mol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to ne = \frac{{It}}{F} = 0,3mol \to nAnot = nC{l_2} = 0,15mol\)
Bên phía catot:
\(\left\{ \begin{gathered}
nCu = xmol \hfill \\
n{H_2} = ymol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
64x + 2y = 17,15 - 0,15.71 \hfill \\
2x + 2y = 0,3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,1mol = 0,25a \hfill \\
y = 0,05mol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to a = 0,4mol\) → Chọn D
Câu 3: Điện phân có màng ngăn với điện cực trơ 400ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 aM và NaCl 1M với cường độ dòng điện 5A trong 3860s. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu 10,4g. Giá trị của a là :
A. 0,125M B. 0,2M C. 0,129M D. 0,1M
Hướng dẫn giải
Ta có : \(ne = \frac{{It}}{F} = \frac{{5.3860}}{{96500}} = 0,2mol \to nC{l^ - } = 0,4mol\)
Giả sử bên catot H2O đã bị điện phân :
\(\left\{ \begin{gathered}
nCu = 0,4amol \hfill \\
nH2 = 0,1 - 0,4a \hfill \\
\end{gathered} \right. \to 10,4 = 64.0,4a + 2.(0,1 - 0,4a) + 0,2.35,5 \to a = 0,125mol\) → Chọn A
Câu 4: Điện phân dung dịch chứa x mol NaCl và y mol CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi nước bị điện phân ở 2 điện cực thì ngừng. Thể tích khí ở anot sinh ra gấp 1,5 lần thể tích khí ở catot ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Quan hệ giữa x và y là:
A. x = 3y B. x = 1,5y C. y = 1,5x D. x = 6y
Hướng dẫn giải
Vì tỉ lệ số mol khí có ở 2 cực nên Cu2+ hết trước Cl-
Bên catot : \(\left\{ \begin{gathered}
C{u^{2 + }} - 2e \to Cu \hfill \\
2{H_2}O + 2e \to 2O{H^ - } + {H_2} \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
Bên anot:
\(\begin{gathered}
2C{l^ - } - 2e \to C{l_2} \to {n_e} = x \hfill \\
\to n{H_2} = \frac{1}{3}x \to \frac{1}{3}.x.2 + 2y = x \to x = 6y \hfill \\
\end{gathered} \)
→ Chọn D
Câu 5: Điện phân có màng ngăn với điện cực trơ 400 ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 aM và NaCl 1M, với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu là 10,4 gam. Giá trị của a là:
A. 0,129 M. B. 0,2M. C. 0,125 M. D. 0,25 M.
Hướng dẫn giải
Ta có ngay :
\(\left\{ \begin{gathered}
ne = \frac{{It}}{F} = 0,2mol \hfill \\
nC{l^ - } = 0,4mol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
nC{l_2} = 0,1mol \hfill \\
nCu = 0,4amol \hfill \\
n{H_2} = bmol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
0,4a.2 + 2b = 0,2 \hfill \\
0,4a.64 + 2b = 3,3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
a = 0,125mol \hfill \\
b = 0,05mol \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
→ Chọn C
Câu 6: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ bằng dòng điện một chiều I = 9,65 A. Khi thể tích khí thoát ra ở cả hai điện cực đều là 1,12 lít (đktc) thì dừng điện phân. Khối lượng kim loại sinh ra ở catot và thời gian điện phân là:
A. 3,2 gam và 2000 giây. B. 2,2 gam và 800 giây.
C. 6,4 gam và 3600 giây. D. 5,4 gam và 800 giây.
Hướng dẫn giải
Ta có : \(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
nCu = amol \hfill \\
nH2 = 0,05mol \hfill \\
nO2 = 0,05mol \to ne = \frac{{It}}{F} = 0,05.4 = 0,2mol \to t = 2000s \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\to 2a + 0,1 = 0,2 \to a = 0,05 \to mKL = mCu = 3,2g \hfill \\
\end{gathered} \)
→ Chọn A
C. LUYỆN TẬP
Câu 1: Sau một thời gian điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ, khối lượng dung dịch giảm 4 gam. Để làm kết tủa hết ion Cu2+ còn lại trong dung dịch sau khi điện phân cần dùng 50 ml dung dịch H2S 0,5M. Nồng độ mol/l của dung dịch CuSO4 trước lúc điện phân là:
A. 0,375M. B. 0,420M. C. 0,735M D. 0,750M.
Câu 2: Điện phân 200 ml dung dịch Fe(NO3)2. Với dòng điện một chiều cường độ dòng điện 1A trong 32 phút 10 giây thì vừa điện phân hết Fe2+, ngừng điện phân và để yên dung dịch một thời gian thì thu được 0,28 gam kim loại. Khối lượng dung dịch giảm là:
A. 0,16 gam. B. 0,72 gam. C. 0,59 gam. D. 1,44 gam.
Câu 3: Điện phân 2 lít dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaCl và CuSO4 với điện cực trơ,có màng ngăn đến khi H2O bắt đầu điện phân ở cả hai cực thì dừng lại. Tại catot thu 1,28 gam kim loại đồng thời tại anot thu 0,336 lít khí(đktc). Coi thể tích dung dịch không đổi thì pH của dung dịch sau điện phân là:
A.12 B. 2 C.13 D.3
Câu 4: Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,3 mol AgNO3 bằng cường độ dòng điện 2,68 ampe, trong thời gian t (giờ) thu được dung dịch X. Cho 22,4 gam bột Fe vào dung dịch X thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) thu được 34,28 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của t là:
A. 1,25. B. 1,40. C. 1,00. D. 1,20.
Câu 5: Điện phân 400ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 1M và NaCl 1M một thời gian đến khi ở catôt thu được 4,48 lít khí thì dừng điện phân. Thể tích khí thu được ở anôt là (các khí cùng đo ở đktc):
A. 11,2 lít. B. 8,96 lít. C. 6,72 lít. D. 5,6 lít.
Câu 6: Điện phân dung dịch hỗn hợp chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khí thoát ra ở catot là 2,24 lít ở (đktc) thì ngừng điện phân. Dung dịch tạo thành hoà tan tối đa 4 gam MgO. Mối liên hệ giữa a và b là:
A. 2a - 0,2 =b B. 2a = b. C. 2a < b. D. 2a = b - 0,2.
Câu 7. Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol NaCl và x mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam. Cho thanh sắt vào dung dịch X đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO duy nhất. Giá trị của x là:
A. 0,4. B. 0,5. C. 0,6. D. 0,3.
Câu 8. Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm a mol KCl và b mol CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cho đến khi dung dịch vừa hết màu xanh thì thu được 1,12 lít khí (đktc) và 500 ml dung dịch có pH bằng 1. Giá trị của a và b lần lượt là:
A. 0,0475 và 0,054 B. 0,0725 và 0,085
C. 0,075 và 0,0625 D. 0,0525 và 0,065
Câu 9. Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất là 100%) dung dịch X chứa 0,02 mol CuCl2; 0,02 mol CuSO4 và 0,005 mol H2SO4 trong thời gian 32 phút 10 giây với cường độ dòng điện không đổi là 2,5 ampe thì thu được 200 ml dung dịch Y. Giá trị pH của dung dịch Y là:
A. 1,78. B. 1,00. C. 0,70. D. 1,08.
Câu 10. Hòa tan 0,89 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B trong dung dịch HCl dư, thu được dung dịch Y. Điện phân hoàn toàn dung dịch Y thì chỉ có 0,65 gam kim loại thoát ra ở catot. Tổng số mol của A và B trong hỗn hợp X là 0,02 mol. Hai kim loại A và B là:
A. Cu và Mg B. Cu và Ca C. Zn và Mg D. Zn và Ca.
---(Nội dung đầy đủ, chi tiết từ câu 11 đến câu 35 của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Câu 35: Điện phân 2 lít dung dịch CuSO4 (với điện cực trơ) đến khi khí thoát ra ở cả 2 điện cực đều là 0,02 mol thì dừng lại. Coi thể tích dung dịch không đổi. Giá trị pH của dung dịch sau điện phân là:
A. 1,4. B. 1,7. C. 2,0. D. 1,2.
Câu 36. Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4; 0,12 mol Fe2(SO4)3 và 0,44 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2 ampe. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 26055 giây điện phân là:
A. 5,488 lít B. 5,936 lít C. 4,928 lít. D. 9,856 lít.
Câu 37: Hòa tan hoàn toàn 5,5 gam hỗn hợp X gồm một oxit kim loại kiềm và một oxit kim loại kiềm thổ vào nước dư, thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch HCl (dư), thu được dung dịch Z. Cô cạn toàn bộ Z thu được hỗn hợp muối khan T. Điện phân nóng chảy hoàn toàn T với điện cực trơ, thu được 2,464 lít khí (đktc) ở anot và m gam hỗn hợp kim loại ở catot. Giá trị của m là:
A. 2,94. B. 3,56. C. 3,74. D. 3,82.
Câu 38: Điện phân 500 ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 a mol/l và NaCl 1 mol/l với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi 5A trong thời gian 96,5 phút (hiệu suất quá trình điện phân là 100%, nước bay hơi không đáng kể) thu được dung dịch có khối lượng giảm so với ban đầu là 17,15 gam. Giá trị của a là:
A. 0,3. B. 0,4. C. 0,5. D. 0,2.
Câu 39: Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,3 mol AgNO3 với cường độ dòng điện 2,68 A, trong thời gian t (giờ) thu được dung dịch X (hiệu suất quá trình điện phân là 100%). Cho 22,4 gam bột Fe vào X thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và sau các phản ứng hoàn toàn thu được 34,28 gam chất rắn. Giá trị của t là:
A. 1,20. B. 0,25. C. 1,00. D. 0,60.
Câu 40. Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe2(SO4)3, 0,2 mol CuSO4 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của V là:
A. 3,92. B. 5,6. C. 8,86. D. 4,48.
Câu 41. Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp 2 muối CuSO4và NaCl bằng điện cực trơ,có màng ngăn đến khi nước bị điện phân ở cả 2 điện cực thì ngừng điện phân.Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ1,16 gam Fe3O4 và ở anot của bình điện phân có 448ml khí bay ra(đktc).Khối lượng dung dịch giảm sau khi điện phân là:
A.7,10. B.1,03. C.8,60. D.2,95.
Câu 42: Cho dòng điện có cường độ I = 3 ampe đi qua một dung Cu(NO3)2 trong một giờ, số gam Cu được tạo ra là:
A. 3,58gam. B. 1,79gam. C. 7,16gam. D. 3,82gam.
Câu 43: Điện phân có màng ngăn 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,5M và NaCl 2,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 7,5A trong 3860 giây thu được dg X. X có khả năng hoà tan m gam Zn. Giá trị lớn nhất của m là:
A. 9,75. B. 3,25. C. 6,5. D. 13.
Câu 44. Hòa tan 58,5 gam NaCl vào nước được dung dịch X nồng độ C%. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ có màng ngăn cho tới khi anot thoát ra 63,5 gam khí thì được dung dịch NaOH 5%. Giá trị của C là:
A. 5,85. B. 6,74. C. 8,14. D. 6,88.
Câu 45: Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0,2M với cường độ dòng điện I=9,65A. Tính khối lượng Cu bám vào catôt sau khoảng thời gian điện phân là t1=200 giây và t2=500 giây (giả thiết hiệu suất phản ứng điện phân là 100%, toàn bộ kim loại sinh ra đều bám vào catot).
A. 0,64 gam và 1,6 gam B. 0,32 gam và 0,64 gam
C. 0,32 gam và 1,28 gam D. 0,64 gam và 1,28 gam
Câu 46. Điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng đồng, dòng điện có I = 1,34 trong 15 phút. Sau khi điện phân khối lượng hai điện cực thay đổi như thế nào ?
A. Catot tăng 0,4 gam và anot giảm 0,4 gam
B. Catot tăng 3,2 gam và anot giảm 0,4 gam
C. Catot tăng 3,2 gam và anot giảm 3,2 gam
D. Catot tăng 0,4 gam và anot giảm 3,2 gam
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Phương pháp giải bài toán điện phân môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng đề thi này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới.
