SỬ DỤNG TƯ DUY NAP ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN
1. Tìm hiểu về hệ điện phân
Ta có thể hiểu một hệ điện phân (dung dịch) đơn giản gồm:
+ Một bình đựng dung dịch chất điện phân, ví dụ dung dịch CuSO4, CuCl2, KCl, FeCl2, Fe(NO3)2,… hoặc dung dịch hỗn hợp nhiều chất.
+ Hai cực gồm cực (+) và Anôt và cực (−) catôt được nối trực tiếp với các cực tương ứng của dòng điện một chiều.
Tại cực − catôt
Các ion dương bị hút về phía catôt.
Thứ tự điện phân là: \(A{g^ + } > F{e^{3 + }} > C{u^{2 + }} > {H^ + } > N{i^{2 + }} > F{e^{2 + }}... > {H_2}O\)
Các ion của kim loại từ Al3+ về trước (Al3+ , Mg2+, Na+, Ca2+…) không bị điện phân.
Phương trình điện phân H2O : \({H_2}O + 2e \to 2O{H^ - } + {H_2} \uparrow \)
Tại cực + anôt
Các ion âm bị hút về phía anôt.
Thứ tự điện phân là: Kim loại \( > {I^ - } > B{r^ - } > C{l^ - } > {H_2}O\)
Các ion SO42-, NO3-, F- không bị điện phân trong dung dịch.
Phương trình điện phân \({H_2}O:2{H_2}O - 4e \to 4{H^ + } + {O_2} \uparrow \)
Chú ý: Nếu anôt làm bằng kim loại (Cu) thì anôt sẽ bị tan (bị điện phân) đầu tiên.
2. Tư duy giải toán điện phân
Chúng ta sẽ tư duy chặn đầu bằng cách hỏi xem:
+ Dung dịch sau điện phân còn gì ?
+ Ở hai cực xảy ra những phản ứng gì ?
+ Khối lượng thay đổi là do đâu ?
+ Số mol có tính ngay được theo công thức \({n_e} = \frac{{It}}{F} = \frac{{It}}{{96500}}\) ?
+ Cần chú ý sau điện phân có H+ và NO3- thì \(4{H^ + } + NO_3^ - + 3e \to NO + 2{H_2}O\)
+ Cuối cùng là áp các định luật bảo toàn.
Ví dụ 1: 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 gam 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. 1,25. B. 2,25 C. 3,25. D. 1,5.
Định hướng tư duy giải:
+ Dung dịch vẫn còn màu xanh nghĩa là chưa bị điện phân hết.
+ Khối lượng giảm là do có sự tách ra của Cu và O2.
Có ngay \(\left\{ \begin{array}{l}
Cu:a\left( {mol} \right)\\
{O_2}:b\left( {mol} \right)
\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}
64{\rm{a}} + 32b = 8\\
2{\rm{a}} = 4b
\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}
a = 0,1\left( {mol} \right)\\
b = 0,05\left( {mol} \right)
\end{array} \right.\)
Và \( \to \underbrace {0,2{\rm{x}}{\rm{.64}}}_{Cu} + \mathop {16,8}\limits_{F{\rm{e}}} = \underbrace {0,1.64 + 12,4 + 0,2{\rm{x}}{\rm{.56}}}_{Cu + F{\rm{e}}} \to x = 1,25M\)
Ví dụ 2: Điện phân 150 ml dung dịch AgNO3 1M với điện cực trơ trong t giờ, cường độ dòng điện không đổi 2,68A (hiệu suất quá trình điện phân là 100%), thu được chất rắn X, dung dịch Y và khí Z. Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 14,5 gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N5+ ). Giá trị của t là
A. 0,8 B. 1,2 C. 1,0 D. 0,3
Định hướng tư duy giải:
+ Vì chất rắn chứa hỗn hợp kim loại nên Ag+ có dư.
+ Ta sẽ tư duy đón đầu bằng cách trả lời Ví dụ hỏi: Dung dịch cuối cùng chứa gì?
- Đương nhiên là Fe(NO3)2. Thế số mol tính sao? Đơn giản thôi
Có \(n_{NO}^ \uparrow = a\left( {mol} \right)\left\{ \begin{array}{l}
\to {n_{F{\rm{e}}{{\left( {N{O_3}} \right)}_2}}} = \frac{{0,15 - a}}{2}\\
\to {n_{{H^ + }}} = {n_e} = 4{\rm{a}}
\end{array} \right.\)
\( \to 0,15.108 + 12,6 = 14,5 + 56\frac{{0,15 - a}}{2} + \underbrace {108.4{\rm{a}}}_{A{g^ + }\,bi\,dien\,phan}\)
\( \to a = 0,025 \to {n_e} = 4.0,025 = 0,1 = \frac{{2,68.t}}{{96500}} \to t = 3600\left( s \right) = 1h\)
Ví dụ 3: 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 (vẫn còn màu xanh) 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
Định hướng tư duy giải:
+ Có khí NO thoát ra nghĩa là dung dịch sau điện phân có . Như vậy, đã bị điện phân hết.
+ Dung dịch còn màu xanh chứng tỏ chưa bị điện phân hết.
+ Tư duy đón đầu với dung dịch cuối cùng chứa Fe(NO3)2 và NaNO3.
Có \(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{NO}} = a\left( {mol} \right)\\
{n_{{H^ + }}} = 4{\rm{a}} \to {n_e} = 4{\rm{a}} + \mathop {0,2}\limits_{C{l^ - }}
\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}
n_{{O_2}}^ \uparrow = a\left( {mol} \right)\\
n_{C{u^{2 + }}}^{bi\,dien\,phan} = \frac{{{n_e}}}{2} = 2{\rm{a}} + 0,1
\end{array} \right.\)
\(BTKL:\underbrace {0,2.35,5}_{Cl} + \mathop {32{\rm{a}}}\limits_O + \underbrace {\frac{{0,2 + 4{\rm{a}}}}{2}.64}_{Cu} = 21,5 \to a = 0,05\)
\({n_{{H^ + }}} = 4{\rm{a}} = 0,2 \to {n_{NO}} = 0,05 \to \left\{ \begin{array}{l}
NaN{{\rm{O}}_3}:0,2\\
F{\rm{e}}{\left( {N{O_3}} \right)_2}:\frac{{2{\rm{x}} - 0,05 - 0,2}}{2}
\end{array} \right.\)
\(BTKL:1,8 = 56.\frac{{2{\rm{x}} - 0,05 - 0,2}}{2} - 64\left( {x - 0,2} \right) \to x = 0,5mol\)
Ví dụ 4: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 xM, KCl yM (điện cực trơ, màng ngăn) đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 điện cực thì dừng lại. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 14 gam so với dung dịch ban đầu và dung dịch này hòa tan tối đa 3,96 gam Zn(OH)2. Biết thời gian điện phân là 19300 giây. Giá trị x, y cường độ dòng điện là:
A. 0,6M; 0,8M; 1,2A
B. 1M; 1,5M; 1A
C. 1M; 2M; 2A
D. 0,6M; 2M; 2A
Định hướng tư duy giải:
+ Dung dịch sau điện phân hòa tan được \({n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}} = \frac{{3,96}}{{99}} = 0,04\left( {mol} \right)\)
Nên dung dịch sau điện phân phải chứa H+ và OH-
Trường hợp 1:
Nếu dung dịch sau điện phân chứa \({H^ + } \to {n_{{H^ + }}} = 2{n_{Zn{{\left( {OH} \right)}_2}}} = 0,08\left( {mol} \right)\)
\(BTE:\left\{ \begin{array}{l}
n_{{O_2}}^ \uparrow = 0,02\left( {mol} \right)\\
{n_e} = {n_{C{l^ - }}} + {n_{{H^ + }}} = 0,08 + 0,2y \to {n_{Cu}} = 0,04 + 0,1y
\end{array} \right.\)
\(BTKL:14 = \underbrace {0,02.32}_O + \underbrace {0,2y.35,5}_{Clo} + \underbrace {64\left( {0,04 + 0,1y} \right)}_{Cu} \to y = 0,8\)
\( \to {n_{Cu}} = 0,2{\rm{x}} = 0,04 + 0,1.0,8 \to x = 0,6\)
\( \to {n_e} = 0,24 = \frac{{I.t}}{{96500}} \to I = \frac{{96500.0,24}}{{19300}} = 1,2\)
Có đáp án là A rồi nên ta không cần làm trường hợp dung dịch sau điện phân chứa nữa.
Ví dụ 5: Cho 14,625 gam NaCl vào 300 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp tới khi dung dịch giảm 26,875 gam thì ngừng điện phân. Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy có khí NO thoát ra (Sản phẩm khử duy nhất) và 0,6m gam hỗn hợp kim loại. Giá trị gần nhất với m là:
A. 11 B. 12 C. 14 D. 13
Định hướng tư duy giải:
+ 0,6m là hỗn hợp kim loại nên Cu2+ chưa bị điện phân hết.
Ta có
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{n_{NaCl}} = 0,25\left( {mol} \right)\\
n_{NO}^ \uparrow = a\left( {mol} \right) \to {n_{{H^ + }}} = 4{\rm{a}} \to n_{{O_2}}^ \uparrow = a
\end{array} \right.\\
BTE:{n_e} = 0,25 + 4{\rm{a}} \to n_{C{u^{2 + }}}^{bi\,dien\,phan} = \frac{{{n_e}}}{2} = 2{\rm{a}} + 0,125
\end{array}\)
\(BTKL:26,875 = \left( {2{\rm{a}} + 0,125} \right).64 + 0,25.35,5 + 32{\rm{a}} \to a = 0,0625\)
\(BTNT.N:\left\{ \begin{array}{l}
NaN{{\rm{O}}_3}:0,25\\
F{\rm{e}}{\left( {N{O_3}} \right)_2}:\frac{{0,6 - 0,0625 - 0,25}}{2} = 0,14375
\end{array} \right.\)
\(BTKL:m + \left( {0,3 - 0,25} \right).64 = 0,6m + 0,14375.56 \to m = 12,125\)
----(Để xem nội dung chi tiết từ ví dụ 6 đến ví dụ 21 vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)----
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
Câu 1: Hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2 và KCl. Cho 80,7 gam X tan hết vào H2O thu được dd Y. Điện phân dung dịch Y (có màng ngăn, điện cực trơ) đến khi H2O bắt đầu điện phân ở hai cực thì dừng điện phân. Thấy số mol khí thoát ra ở anot bằng 3 lần số mol khí thoát ra từ catot. Lấy ½ dung dịch Y cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được y gam kết tủa. Các phản ứng hoàn toàn. Giá trị của y là:
A. 86,1 B. 53,85 C. 43,05 D. 29,55
Câu 2: Cho 7,76 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu (tỉ lệ số mol Fe : Cu = 7 : 6) tác dụng với dung dịch chứa 0,4 mol HNO3 thu được dung dịch Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của ). Tiến hành điện phân dung dịch Y với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi I = 9,65A trong thời gian t giây, thấy khối lượng catot tăng 4,96 gam (kim loại sinh ra bám hết vào catôt). Giá trị của t là
A. 2000 B. 2400 C. 2337 D. 2602
Câu 3: Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,2 mol AgNO3 với cường độ dòng điện 3,86 A, trong thời gian t giây thu được dung dịch X (hiệu suất quá trình điện phân là 100%). Cho 16,8 gam bột Fe vào X thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và sau các phản ứng hoàn toàn thu được 22,7 gam chất rắn. Giá trị của t là:
A. 3000 B. 5000 C. 3600 D. 2500
Câu 4: Điện phân 100 gam dung dịch X chứa 0,15 mol CuSO4 và a mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng, thu được dung dịch Y. Dung dịch Y hòa tan tối đa 2,7 gam Al. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nước. Nồng độ phần trăm của K2SO4 trong Y là?
A. 34,30% B. 26,10% C. 33,49% D. 27,53%
Câu 5: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 xM, KCl yM (điện cực trơ, màng ngăn) đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 điện cực thì dừng lại. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 14 gam so với dung dịch ban đầu và dung dịch này hòa tan tối đa 3,96 gam Zn(OH)2. Biết thời gian điện phân là 19300 giây. Giá trị x, y, cường độ dòng điện là:
A. 0,6M; 0,8M; 1,2A B. 1M; 1,5M; 1A C. 1M; 2M; 2A D. 0,6M; 2M; 2A
Câu 6: Cho 14,625 gam NaCl vào 300 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp tới khi dung dịch giảm 26,875 gam thì ngừng điện phân. Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy có khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất) và 0,6m gam hỗn hợp kim loại. Giá trị gần nhất với m là:
A. 11 B. 12 C. 14 D. 13
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 (vẫn còn màu xanh) 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 X chứa a mol CuSO4 và 0,15 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây thu được 2,24 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở 2 điện cực là 4,76 lít (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân đạt 100% và các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của a là:
A. 0,20 B. 0,15 C. 0,25 D. 0,30
Câu 9: Điện phân dung dịch chứa 0,15 mol Fe(NO3)3; 0,25 mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ cường độ dòng điện 2,68A trong 8 giờ thu được dung dịch X. Lấy dung dịch X ra khỏi bình điện phân và để yên cho đến khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và có khí NO thoát ra. Dung dịch Y có thể hòa tan tối đa bao nhiêu gam Cu? (biết NO là sản phẩm khử duy nhất của các phản ứng trên).
A. 15,60 B. 16,40 C. 17,20 D. 17,60
Câu 10: Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 bằng dòng điện một chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và dung dịch X. Dung dịch X hòa tan được tối đa 2,04 gam Al2O3. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là
A. 7720 B. 9408 C. 9650 D. 8685
Câu 11: Điện phân dung dịch chứa 0,15 mol Fe(NO3)3; 0,25 mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ cường độ dòng điện 2,68A trong 8 giờ thu được dung dịch X. Lấy dung dịch X ra khỏi bình điện phân và để yên cho đến khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và có khí NO thoát ra. Dung dịch Y có thể hòa tan tối đa bao nhiêu gam Cu? (biết NO là sản phẩm khử duy nhất của các phản ứng trên).
A. 15,60 B. 16,40 C. 17,20 D. 17,60
Câu 12: Điện phân 200 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M với điện cực trơ trong t giây, cường độ dòng điện không đổi 2,5A (hiệu suất quá trình điện phân là 100%), thu được chất rắn X, dung dịch Y và khí Z. Cho 6 gam Mg vào Y, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 9,36 gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của ). Giá trị của t là
A. 6948 B. 5790 C. 6176 D. 6562
Câu 13: Tiến hành điện phân V lít dung dịch chứa Cu(NO3)2 1M và NaCl 0,5M bằng điện cực trơ tới khi khối lượng dung dịch giảm m gam thì dừng điện phân. Cho 9,5 gam Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thu được 1,12 lít khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 5,7 gam hỗn hợp rắn không tan. Giá trị của m gần nhất với
A. 12,8 B. 15,4 C. 17,6 D. 14,7
Câu 14: Điện phân với điện cực trơ dung dịch hỗn hợp chứa 0,3 mol FeCl3, 0,1 mol CuCl2, 0,2 mol HCl đến khi khí bắt đầu thoát ra ở catot thì ngắt dòng điện. Để yên bình điện phân rồi thêm dung dịch AgNO3 dư vào, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có a mol AgNO3 tham gia phản ứng. Giá trị của a là:
A. 1,10 B. 1,05 C. 1,15 D. 0,95
Câu 15: Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,2 mol Cu(NO3)2, cường độ dòng điện là 2,68A trong thời gian t (giờ), thu được dung dịch X. Cho 14,4 gam bột Fe vào dung dịch X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và 13,5 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của t là:
A. 0,25 B. 1,00 C. 0,60 D. 1,20
Câu 16: Có 2 đựng dung dịch điện phân, trong đó bình (1) đựng 20ml dung dịch NaOH 1,73M; bình (2) đựng dung dịch gồm 0,225 mol Cu(NO3)2 và 0,2 mol HCl.Mắc nối tiếp bình (1) và bình (2). Điện phân các dung dịch bằng dòng điện một chiều với cường độ dòng điện không đổi trong một thời gian. Khi dừng điện phân, tháo ngay catot ở các bình. Sau phản ứng, thấy nồng độ NaOH ở bình (1) là 2M. Cho tiếp 14 gam bột Fe vào bình (2) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn không tan. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5. Giá trị m là
A. 10,4 B. 9,8 C. 8,3 D. 9,4
Câu 17: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất 100% dòng điện có cường độ không đổi) dung dịch X gồm 0,05 mol FeCl3,0,1 mol CuCl2 và 0,2 mol HCl, sau một thời gian điện phân thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 8,525 gam so với khối lượng dung dịch X. Cho 4,32 gam bột Mg vào Y đến khi kết thúc các phản ứng thu được m gam chất rắn. Biết các khí sinh ra hòa tan không đáng kể trong nước. Giá trị của m là:
A. 4,26 B. 5,32 C. 4,88 D. 5,28
Câu 18: Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl (dùng dư), thu được dung dịch Y có chứa 13,0 gam FeCl3. Tiến hành điện phân dung dịch Y bằng điện cực trơ đến khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,64 gam. Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất); đồng thời thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 116,85 gam B. 118,64 gam C. 117,39 gam D. 116,31 gam
Câu 19: Điện phân 100 gam dung dịch X chứa 0,15 mol CuSO4 và a mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng, thu được dung dịch Y. Dung dịch Y hòa tan tối đa 2,7 gam Al. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nước. Nồng độ phần trăm của K2SO4 trong Y là ?
A. 34,30% B. 26,10% C. 33,49% D. 27,53%
Câu 20: Chia 1,6 lít dung dịch chứa Cu(NO3)2 và HCl thành hai phần bằng nhau. Điện phân phần 1 (điện cực trơ) với cường độ dòng điện là 2,5A, sau t giây thu được 0,14 mol khí duy nhất ở anot. Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 550 ml dung dịch NaOH 0,8M và thu được 1,96 gam kết tủa. Cho m gam bột Fe vào phần 2 đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 0,7m gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của m gần nhất với:
A. 23,7 B. 22,5 C. 20,8 D. 24,6
Câu 21: 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. 0,2 B. 0,5 C. 0,3 D. 0,4
Câu 22: Hòa tan hết 8,56 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và CuO trong 400 ml dung dịch HNO3 1M, kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Y và 0,01 mol NO (sản phẩm khử duy nhất). Điện phân dung dịch Y (điện cực trơ, không màng ngăn, hiệu suất 100%) vói cường độ dòng điện không đổi 5A, trong 1 giờ 36 phút 30 giây. Khối lượng catot tăng lên và tổng thể tích khí thoát ra (đktc) ở hai điện cực khi kết thúc điện phân lần lượt là:
A. 1,28 gam và 2,744 lít. B. 3,8 gam và 1,400 lít.
C. 3,8 gam và 2,576 lít. D. 1,28 gam và 3,584 lít.
Câu 23: Hòa tan 72 gam hỗn hợp gồm Fe2(SO4)3 và CuSO4 có tỉ lệ mol tương ứng là 2:1 vào bình đựng 0,1 mol H2SO4 loãng thì thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X (với điện cực trơ) với cường độ dòng điện 10A trong thời gian 4825 giây. Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm bao nhiêu gam so với dung dịch trước điện phân? (giả sử trong quá trình điện phân nước bay hơi không đáng kể)
A. 14,2 gam B. 8,85 gam C. 12,2 gam D. 9,6 gam
Câu 24: Điện phân với điện cực trơ (H = 100%) 100 gam dung dịch X chứa FeCl3 16,25%; HCl 3,65% và CuCl2 13,5% trong 1 giờ 15 phút với cường độ dòng điện không đổi là 7,72 ampe thu được dung dịch Y và thấy tổng thể tích các khí ở hai cực thoát ra ở đktc là V lít. (biết khí sinh ra không tan trong nước và nước bay hơi không đáng kể). Giá trị của V là:
A. 4,704 lít. B. 4,256 lít. C. 5,376 lít. D. 4,480 lít.
Câu 25: Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X chứa CuSO4 và NaCl (có tỉ lệ mol tương ứng 3:2) bằng dòng điện một chiều có cường độ 5 A, sau thời gian t giờ thu được dung dịch Y chứa hai chất tan và thấy khối lượng dung dịch Y giảm 33,1 gam so với khối lượng của dung dịch X. Dung dịch Y hòa tan tối đa 3,6 gam Al. Giả sử khí sinh ra trong quá trình điện phân thoát hết ra khỏi dung dịch. Giá trị của t gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 4,5 B. 6 C. 5,36 D. 6,66
Câu 26: Điện phân dung dịch chứa Cu(NO3)2, CuSO4 và NaCl với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi 2A, hiệu suất 100%. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:
| Thời gian điện phân (giây) | t | t + 2895 | 2t |
| Tổng số mol khí ở 2 điện cực | a | a + 0,03 | 2,125a |
| Số mol Cu ở catot | b | b + 0,02 | b + 0,02 |
Giá trị của t là
A. 4825 B. 3860 C. 2895 D. 5790
Câu 27: 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
Câu 28: Điện phân hỗn hợp 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO3)2 sau một thời gian thu được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm 21,5.Cho thanh sắt vào dung dịch X đến phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng thanh sắt giảm 2,6 gam và thoát ra khí NO duy nhất.Tính a?
A. 0,2 B. 0,4 C. 0,6 D. 0,5
Câu 29: 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 30: 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 31: Đế bảo vệ vật bằng sắt, người ta mạ Ni ở bề ngoài vật bằng cách điện phân dung dịch muối Ni2+ với điện cực catot là vật cần mạ, anot là một điện cực làm bằng Ni. Điện phân với cường độ dòng điện 1,93 ampe trong thời gian 20.000s. Tính bề dày lớp mạ nếu diện tích ngoài của vật là 2dm2; tỉ trọng của Ni là 8,9 g/cm3.
A. 0,066 cm B. 0,033 cm C. 0,066 mm D. 0,033mm
Câu 32: 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 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
Câu 33: Điện phân với điện cực trơ (H = 100%) 100 gam dung dịch X chứa FeCl3 16,25%; HCl 3,65% và CuCl2 13,5% trong 1 giờ 15 phút với cường độ dòng điện không đổi là 7,72 ampe thu được dung dịch Y. Khối lượng dung dịch Y thay đổi thế nào so với khối lượng dung dịch X (biết khí sinh ra không tan trong nước và nước bay hơi không đáng kể)?
A. giảm 12,72 gam. B. giảm 19,24 gam. C. giảm 12,78 gam. D. giảm 19,22 gam.
Câu 34: Điện phân dung dịch X gồm x mol KCl và y mol Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp), khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng điện phân thu được dung dịch Y (làm quỳ tím hóa xanh), có khối lượng giảm 2,755 gam so với khối lượng dung dịch X ban đầu (giả thiết nước bay hơi không đáng kể). Cho toàn bộ lượng Y trên tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, kết thúc phản ứng thu được 2,32 gam kết tủa. Tỉ lệ x : y là
A. 3:4 B. 4:3 C. 5:3 D. 10:3
Câu 35: 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 36: 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 37: 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 38: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe2(SO4)3, 0,2 moi 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 39: Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp 2 muối CuSO4 và 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 đủ l,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 40: 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 dd 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
ĐÁP ÁN VÀ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI BÀI TẬP TỰ RÈN LUYỆN
| 01. B | 02. A | 03. D | 04. A | 05. A | 06. B | 07. B | 08. A | 09. A | 10. A |
| 11. A | 12. C | 13. D | 14. C | 15. B | 16. C | 17. C | 18. A | 19. A | 20. A |
| 21. A | 22. D | 23. B | 24. A | 25. C | 26. B | 27. D | 28. B | 29. D | 30. B |
| 31. A | 32. C | 33. B | 34. D | 35. B | 36. B | 37. D | 38. A | 39. D | 40. C |
---(Để xem nội dung đáp án chi tiết vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Trên đây là phần trích dẫn nội dung tài liệu Sử dụng tư duy NAP để giải bài toán điện phân môn Hóa học 11, để xem nội dung đầy đủ, chi tiết vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em đạt điểm số thật cao!
