Với mục đích có thêm tài liệu giúp các em học sinh lớp 12 củng cố kiến thức môn Hóa học HOC247 giới thiệu đến các em tài liệu Lý thuyết và bài tập về phản ứng điện phân môn Hóa học 12 năm 2021 được biên tập và tổng hợp với lý thuyết và bài tập thực hành có đáp án, lời giải chi tiết giúp các em tự luyện tập làm đề.
Hi vọng tài liệu này sẽ có ích cho các em, chúc các em có kết quả học tập tốt!
1. LÍ THUYẾT
1.1. Điện phân nóng chảy
- Thường điện phân muối clorua của kim loại mạnh, bazơ của kim loại kiềm, hoặc oxit nhôm
+ Muối halogen: RCln → R + n/2Cl2 ( R là kim loại kiềm, kiềm thổ)
+ Bazơ: 2MOH → 2M + ½ O2 + H2O
+ Oxit nhôm: 2Al2O3 → 4Al + 3O2
1.2. Điện phân dung dịch
a. Muối của kim loại tan
- Điện phân dung dịch muối halogenua ( gốc –Cl, -Br …) có màng ngăn, tạo bazơ + halogen + H2
VD: 2NaCl + H2O → 2NaOH + Cl2 + H2
- Điện phân dung dịch muối halogen nếu không có màng ngăn, Cl2 sinh ra phản ứng với dung dịch kiềm tạo nước giaven.
VD: 2NaCl + H2O → NaCl + NaClO + H2
b. Muối của kim loại trung bình yếu: khi điện phân dung dịch sinh kim loại
- Nếu muối chứa gốc halogenua ( gốc –Cl, - Br …): Sản phẩm là KL + phi kim
VD: CuCl2 → Cu + Cl2
- Nếu muối chứa gốc có oxi: Sản phẩm là KL + Axit + O2
VD:
2Cu(NO3)2 + 2H2O → 2Cu + 4HNO3 + O2
2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + 2H2SO4 + O2
- Muối của kim loại tan với gốc axit có oxi, axit có oxi, bazơ tan như NaNO3, NaOH, H2SO4 …
- Coi nước bị điện phân: 2H2O → 2H2 + O2
2. BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH 10 % đến khi dung dịch NaOH trong bình có nồng độ 25 % thì ngừng điện phân. Thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở anot và catot lần lượt là:
A. 149,3 lít và 74,7 lít
B. 156,8 lít và 78,4 lít
C. 78,4 lít và 156,8 lít
D. 74,7 lít và 149,3 lít
Hướng dẫn giải
mNaOH (trước điện phân) = 20 gam
Điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước:
H2O → 1/2 O2 (anot) + H2 (catot) → NaOH không đổi
→ m (dung dịch sau điện phân) = 80 gam
→ m (H2O bị điện phân) = 200 – 80 = 120 gam
→ nH2O = 20/3 mol → VO2 = 74,7 lít và VH2 = 149,3 lít
Câu 2: Điện phân hòa toàn 2,22 gam muối clorua kim loại ở trạng thái nóng chảy thu được 448 ml khí (ở đktc) ở anot. Kim loại trong muối là:
A. Na
B. Ca
C.K
D. Mg
Hướng dẫn giải
nCl2 = 0,02
Tại catot: Mn+ + ne → M
Theo đlbt khối lượng mM = m(muối) – m(Cl2) = 2,22 – 0,02.71 = 0,8 gam
Tại anot: 2Cl– → Cl2 + 2e
Theo đlbt mol electron ta có nM = → M = 20.n → n = 2 và M là Ca
(hoặc có thể viết phương trình điện phân MCln M + n/2Cl2 để tính) → đáp án B
Câu 3: Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện là 10A trong thời gian 268 giờ. Sau khi điện phân còn lại 100 gam dung dịch NaOH có nồng độ 24%. Nồng độ % của dung dịch NaOH trước khi điện phân là:
A. 4,2%
B. 2,4%
C. 1,4%
D. 4,8%
Hướng dẫn giải
Khi điện phân, NaOH ko bị điện phân mà nước bị điện phân.
H2O ---> H2 + 1/2.O2
Áp dụng ĐL Fa-ra-đay (ĐL II), ta có:
số mol e trao đổi = 10.268.3600/96500 = 100 (mol).
2H+ + 2e ---> H2
...........100.....50
=> n(H2O) = 50 mol
=> khối lượng nước bị điện phân = 900 g
=> khối lượng dd ban đầu = 1000 g.
Khối lượng NaOH trong dd = 100.24% = 24 (g)
---> C%(dd ban đầu) = 24/1000.100% = 2,4 %.
Câu 4: Điện phân (với điện cực Pt) 200ml dd Cu(NO3)2 đén hki bắt đầu có khí thoát ra ở catot thì ngừng lại. Để yên dd cho đến khi khối lượng catot không đổi, lúc đó khối lượng catot tăng thêm 3,2g so với lúc chưa điện phân. Nồng độ mol của dd Cu(NO3)2 trước phản ứng là:
A. 0,5M
B. 0,9M
C. 1M
D. 1,5M
Hướng dẫn giải
đp: Cu(NO3)2…→ Cu + 2HNO3…. (1)
x mol x 2x
Để yên dd cho đến khi khối lượng catot không đổi khi đó có phản ứng:
3Cu + 8HNO3 (2)
Do khối lượng catot tăng 3,2g nên sau (2) Cu dư (HNO3 hết)
Theo (1), (2): mCu(dư) = 64(x-3x/4) = 3,2 (tính theo HNO3)
3. LUYỆN TẬP
Câu 1. 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 2. Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt xảy ra
A. sự oxi hoá ion Cl-.
B. sự oxi hoá ion Na+.
C. sự khử ion Cl-.
D. sự khử ion Na+.
Câu 3. 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 ở cực âm có sự tham gia của kim loại hoặc ion kim loại.
B. Phản ứng ở cực dương đều là sự oxi hoá Cl–.
C. Đều sinh ra Cu ở cực âm.
D. Phản ứng xảy ra luôn kèm theo sự phát sinh dòng điện.
Câu 4. Có các phát biểu sau:
1. Lưu huỳnh, photpho đều bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3.
2. Ion Fe3+ có cấu hình electron viết gọn là [Ar]3d5.
3. Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo.
4. Phèn chua có công thức là Na2SO4.Al2(SO4)3.24H2O.
Các phát biểu đúng là:
A. 1, 3, 4.
B. 2, 3, 4.
C. 1, 2, 4.
D. 1, 2, 3.
Câu 5. Điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng đồng (anot tan) và điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng graphit (điện cực trơ) đều có đặc điểm chung là
A. ở anot xảy ra sự oxi hoá: Cu→ Cu2+ + 2e.
B. ở catot xảy ra sự khử: Cu2+ + 2e → Cu.
C. ở catot xảy ra sự oxi hoá: 2H2O + 2e → 2OH– + H2.
D. ở anot xảy ra sự khử: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e.
Câu 6. Khi điện phân dung dịch NaCl (cực âm bằng sắt, cực dương bằng than chì, có màng ngăn xốp) thì
A. ở cực âm xảy ra quá trình khử H2O và ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Cl− .
B. ở cực âm xảy ra quá trình oxi hoá H2O và ở cực dương xảy ra quá trình khử ion Cl− .
C. ở cực âm xảy ra quá trình khử ion Na+ và ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Cl− .
D. ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Na+ và ở cực âm xảy ra quá trình khử ion Cl− .
Câu 7. Điện phân dung dịch gồm NaCl và HCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp). Trong quá trình điện phân, so với dung dịch ban đầu, giá trị pH của dung dịch thu được
A. tăng lên.
B. không thay đổi.
C. giảm xuống.
D. tăng lên sau đó giảm xuống.
Câu 8: Điện phân hoàn toàn 200ml 1 dd chứa 2 muối là Cu(NO3)2 và AgNO3 với I=0,804A, thời gian điện phân là 2giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44g. Nồng độ mol của mỗi muối trong dd ban đầu lần lượt là:
A. 0,1M và 0,2M
B. 0,1M và 0,1M
C. 0,1M và 0,15M
D. 0,15M và 0,2M
Câu 9: Điện phân nóng chảy hoàn toàn 1,9g muối clorua của kim loại M được 0,48g kim loại M ở catot. Kim loại M là:
A. Zn
B. Ca
C. Mg
D. Ba
Câu 10: Điện phân một dd muối MCln với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16g kim loại M thì ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc). Kim loại M là:
A. Mg
B. Fe
C. Cu
D. Ca
Câu 11: Có 400ml dd chứa HCl và KCl đem điện phân trong bình điện phân có vách ngăn với cường độ dòng điện 9,65A trong 20 phút thì dung dịch chứa một chất tan có PH=13 (coi thể tích dung dịch không đổi). Nồng độ mol/lit của HCl và KCl trong dung dịch ban đầu lần lượt?
A. 0,2M và 0,2M
B. 0,1M và 0,2M
C. 0,2M và 0,1M
D. 0,1M và 0,1M
Câu 12: Điện phân 200ml dd CuSO4 0,2M với I=10A trong thời gian a, thấy có 224ml khí (đktc) thoát ra ở anot. Biết điện cực trơ và hiệu suất phản ứng là 100%. Khối lượng kim loại bám ở catot là:
A. 1,38g
B. 1,28g
C. 1,52g
D. 2,56g
Câu 13: Điện phân dd hh chứa 0,04mol AgNO3 và 0,05mol Cu(NO3)2 (điện cực trơ), dòng điện 5A, trong 32 phút 10 giây. Khối lượng kim loại bám vào catot là:
A. 6,24g
B. 3,12g
C. 6,5g
D. 7,24g
Câu 14: Sau một thời gian điện phân 200ml dd CuCl2 người ta thu được 1,12 lít khí (đktc) ở anot. Ngâm đinh sắt sạch trong dd còn lại sau khi điện phân. Phản ứng xong, nhận thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,2g. Nồng độ mol ban đầu cảu dd CuCl2 là:
A. 1M
B. 1,5M
C. 1,2M
D. 2M
Câu 15: Điện phân (với điện cực Pt) 200ml dd Cu(NO3)2 đén hki bắt đầu có khí thoát ra ở catot thì ngừng lại. Để yên dd cho đến khi khối lượng catot không đổi, lúc đó khối lượng catot tăng thêm 3,2g so với lúc chưa điện phân. Nồng độ mol của dd Cu(NO3)2 trước phản ứng là:
A. 0,5M
B. 0,9M
C. 1M
D. 1,5M
Câu 16: Điện phân 250g dd CuSO4 8% đến khi nồng độ CuSO4 trong dd thu được giảm đi và bằng một nửa so với trước phản ứng thì dừng lại. Khối lượng kim bám ở catot là:
A. 4,08g
B. 2,04g
C. 4,58g
D. 4,5g
Câu 17: Điện phân dd hỗn hợp chứa Ag2SO4 và CuSO4 một thời gian thấy khối lượng catot tăng lên 4,96g và khí thoát ra ở anot có thể tích là 0,336 lít (đktc). Khối lượng kim loại bám ở catot lần lượt là:
A. 4,32g và 0,64g
B. 3,32g và 0,64g
C. 3,32g và 0,84
D. 4,32 và 1,64
Câu 18: Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện là 10A trong thời gian 268 giờ. Sau khi điện phân còn lại 100 gam dung dịch NaOH có nồng độ 24%. Nồng độ % của dung dịch NaOH trước khi điện phân là:
A. 4,2%
B. 2,4%
C. 1,4%
D. 4,8%
Câu 19: Cho 2lit dd hỗn hợp FeCl2 0,1M và BaCl2 0,2M (dd X)
a. Điện phân dd X với I=5A đến khi kết tủa hết ion kim loại bám trên catot thì thời gian điện phân là:
A. 7720s
B. 7700s
C. 3860s
D. 7750s
b. Điện phân (có màng ngăn) dd X thêm một thời gian nữa đến khi dd sau điện phân có pH = 13 thì tổng thể tích khí thoát ra ở anot (đktc) là:
A. 3,36lít
B. 6,72lit
C. 8,4 lít
D. 2,24lit
Câu 20: Đem điện phân 200ml dd NaCl 2M(d=1,1g/ml) với điện cực bằng than có màng ngăn xốp và dd luôn luôn được khuấy đều.Khí ở catot thoát ra 22,4 lít khí đo ở điều kiện 20 độ C, 1atm thì ngừng điện phân. Cho biết nồng độ phần trăm của dd NaOH sau điện phân:
A.8%
B.54,42%
C. 16,64%
D. 8,32%
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Lý thuyết và bài tập về phản ứng điện phân môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
