Khi điện phân dung dịch nào dưới đây tại cathode xảy ra quá trình khử nước?

 

Điện phân dung dịch NaCl bão hòa, không có màng ngăn để sản xuất hóa chất nào dưới đây?

Điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tiễn sản xuất và đời sống như luyện kim, tinh chế kim loại, mạ điện, ...

Điện phân \(\mathrm{CaCl}_{2}\) nóng chảy, ở cathode xảy ra quá trình nào? 

Cho sơ đồ (1) biểu diễn sự điện phân dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4}(\mathrm{aq})\) với điện cực trơ, sơ đồ (2) biểu diễn quá trình tinh luyện đồng \((\mathrm{Cu})\) bằng phương pháp điện phân. Trong sơ đồ (2), các khối đồng có độ tinh khiết thấp được gắn với một điện cực của nguồn điện, các thanh đồng mỏng có độ tinh khiết cao được gắn với một điện cực của nguồn điện. Dung dịch điện phân là dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4}\).

Một nhóm học sinh tìm hiểu quá trình thu hồi kim loại đồng. (copper) bằng phương pháp điện phân từ một đồng xu làm bằng hợp kim Cu - Zn chứa khoảng 95% đồng về khối lượng. Giả thuyết của nhóm học sinh là “khi điện phân, chỉ có tạp chất trong đồng xu tan hết vào trong dung dịch, còn lại sẽ là đồng tinh khiết”. Để kiểm tra giả thuyết này, nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm như sau:

- Cân để xác định khối lượng ban đầu của đồng xu (2,23 gam) và thanh đồng tinh khiết (2,55 gam).

- Nối đồng xu với một điện cực và thanh đồng tinh khiết với điện cực còn lại của nguồn điện một chiều, rồi nhúng vào bình điện phân chứa dung địch copper(II) sulfate.

- Điện phân ở hiệu điện thế phù hợp.

- Sau một thời gian điện phân, làm khô, rồi cân để xác định lại khối lượng của đồng xu vả thanh đồng tinh khiết, thấy khối lượng đồng xu là 1,94 gam và khối lượng thanh đồng là m₁ gam.

Cho hình minh họa một hệ thống điện phân như sau:

Trong quá suốt quá trình điện phân, khí màu vàng lục sinh ra tại cực (1) và kim loại màu trắng bạc sinh ra tại cực (2). Phát biểu nào sau đây là đúng?

Trong quá trình mạ điện, một kỹ thuật viên nhúng một tấm zinc (Zn) có khối lượng 15,625 gam vào 300 mL dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4} 0,2 \mathrm{M}\). Sau một thời gian, lấy tấm Zn ra, rửa sạch, sấy khô và cân lại thấy khối lượng là 15,615 gam. Khối lượng Cu bám vào tấm Zn là bao nhiêu gam? (Giả sử toàn tộ lượng Cu sinh ra đều bám hết vào thanh Zn ).

Cho các cặp oxi hoá - khử và thế điện cực chuẩn tương ứng:

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

Hai nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm điện phân dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4}\) với một điện cực than chì và một điện cực bằng đồng (bỏ qua sự thay đổi thể tích của dung dịch khi điện phân).

Nhóm 1: Nối điện cực than chì với cực dương và điện cực đồng với cực âm của nguồn điện.

Nhóm 2: Nối điện cực than chì với cực âm và điện cực đồng với cực dương của nguồn điện.

Hai nhóm đều đưa ra giả thuyết sau: trong quá trình điện phân, nồng độ ion \(\mathrm{Cu}^{2+}\) giảm dần ứng với màu xanh của dung dịch nhạt dần. Phát biểu nào sau đây là sai?

Hòa tan 4,5 gam tinh thể \(\mathrm{MSO}_{4} .5 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\) vào nước thu được dung dịch X . Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A. Nếu thời gian điện phân là \(\mathrm{t}(\mathrm{s})\) thì thu được kim loại M ở cathode và \(173,53 \mathrm{~mL}\) khí tại anode. Nếu thời gian điện phân là \(2 \mathrm{t}(\mathrm{s})\) thì thu được \(594,96 \mathrm{~mL}\) khí. Biết thể tích các khí đo ở đkc. Tính giá trị \(\mathrm{t}(\mathrm{s})\). Coi như quá trình điện phân tuân theo lý thuyết, bỏ qua sự thay đổi nhiệt độ và quá thế.

Trong quá trình điện phân, \(1 \mathrm{mol} \  \mathrm{Cr}^{3+}\) được điện phân cần bao nhiêu mol electron?

\(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) có nhiệt độ nóng chảy rất cao \(\left(2050^{\circ} \mathrm{C}\right)\) nên việc điện phân nóng chảy \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) nguyên chất sẽ khó thực hiện. Hiện nay, theo công nghệ Hall-Héroult, người ta hoà tan \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) trong cryolite \(\left(\mathrm{Na}_{3} \mathrm{AlF}_{6}\right)\) nóng chảy được hỗn hợp chất điện phân có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn (khoảng gần \(1000^{\circ} \mathrm{C}\) ). Giải pháp này giúp tiết kiệm năng lượng, đồng thời tạo ra chất lỏng có tính dẫn điện tốt, nhẹ hơn Al và nổi lên phía trên lớp A 1 lỏng, bảo vệ Al không bị oxi hoá bởi không khí. Sơ đồ thùng điện phân được biểu diễn như hình dưới:

Quá trình điện phân được tiến hành với dòng điện có hiệu điện thể thấp (khoảng 5 V ) và cường độ dòng điện \(100-300 \mathrm{~km}\). Để sản xuất được 1 tấn Al cần tiêu tốn khoảng 2 tấn \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} 50 \mathrm{~kg}\) cryolite, 400 kg than côc.

Cho biết: Năng lượng điện tiêu thụ theo lí thuyết, \(\mathrm{A}_{\mathrm{lt}}=\frac{\mathrm{U}_{\mathrm{m}} \cdot \mathrm{m} \cdot \mathrm{F}}{9 \cdot 3,6 \cdot 10^{6}}(\mathrm{kWh})\). Với \(\mathrm{m}_{\mathrm{Al}}\) là khối lượng Al được điều chế ( gam ); F là hằng số Faraday, \(\mathrm{F}=96485 \mathrm{C} \mathrm{mol}^{-1}, \mathrm{U}(\mathrm{V})\) là hiệu điện thế áp đặt vào hai cực của bình điện phân.

Một sinh viên thực hiện điện phân theo sơ đồ như hình bên.

-   Bình (1) chứa 100 ml dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4} 1 \mathrm{M}\).

-   Bình (2) chứa 100 ml dung dịch \(\mathrm{AgNO}_{3} 1 \mathrm{M}\).

Sau thời gian \(t\) giây, sinh viên quan sát thấy ở cathode bình (2) bắt đầu xuất hiện khí. Biết trong hệ điện phân nối tiếp, số điện tử truyền dẫn trong các bình là như nhau. Nguyên tử khối của Cu và Ag lần lượt là 64 và 108 đvC.

Coi như nhiệt độ ở 2 bình là không thay đổi và bỏ qua các quá trình phụ.Tính số gam Cu bám lên điện cực trong bình (1) tại thời điểm t giây.

Thí nghiệm điện phân dung dịch copper (II) sulfate với các điện cực trơ (graphite) được mô phỏng như hình vẽ sau đây: 

Điện phân dung dịch copper(II) sulfate, nhóm học sinh đã tiến hành như sau: Nhúng hai điện cực vào cốc đựng khoảng 60 mL dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4} 0,5 \mathrm{M}\) rồi nối hai điện cực với nguồn điện để tiến hành điện phân (Chú ý không để hai điện cực đã nối nguồn điện chạm vào nhau). Thời gian điện phân là 5 phút với cường độ dòng điện 10A. Quan sát hiện tượng thí nghiệm xảy ra, một học sinh phát biểu như sau: 

Một học sinh muốn xác định hàm lượng Cu có trong hợp \(\operatorname{kim} \mathrm{Cu}-\mathrm{Zn}\), học sinh đã tiến hành làm thí nghiệm như sau:

  - Bước 1: Tiến hành cân thanh hợp kim Cu-Zn (2,25 gam) và thanh đồng nguyên chất (2,58 gam).

  - Bước 2: Nối thanh hợp kim với cực dương, thanh đồng nguyên chất với cực âm của nguồn điện một chiều có hiệu điện thế phù hợp, rồi nhúng vào bình điện phân chứa dung dịch copper(II) sulfate.

Sau một thời gian điện phân, làm khô, rồi cân lại khối lượng thanh đồng nguyên chất (2,99 gam). Giả thuyết trong quá trình điện phân không chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố khác như: hoạt độ của ion và quá thế, \(\ldots\). Học sinh đã phát biểu như sau:

Một học sinh tiến hành thí nghiệm điện phân 100 mL dung dịch \(\mathrm{CuSO}_{4} 0,5 \mathrm{M}\), sử dụng bộ dụng cụ được mô tả như hình bên.

Cho biết trong thí nghiệm: hiệu điện thế được giữ cố định, đảm bảo nước không bị điện phân ở cả hai điện cực, bỏ qua sự bay hơi của nước trong quá trình điện phân.Cho các phát biểu sau:

. Một học sinh làm thí nghiệm: Điện phân dung dịch NaCl

- Lắp thiết bị thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ như hình bên dưới.                                                                                                                       

- Rót khoảng 80 mL dung dịch NaCl bão hoà vào cốc rồi nhúng hai điện cực graphite vào dung dịch.

- Nối hai điện cực graphite với hai cực của nguồn điện và tiến hành điện phân trong khoảng 5 phút.

- Cho một mẫu cánh hoa màu hồng vào cốc chứa khoảng 5 mL dung dịch sau điện phân.

Quan sát hiện tượng thí nghiệm, học sinh có nhận xét:

Một chiếc khuyên tai dạng đĩa tròn mỏng có đường kính \(5,00 \mathrm{cm}\) được mạ với lớp phủ Au dày 0,02 mm từ dung dịch \(\mathrm{Au}^{3+}\).

Cho:

- Khối lượng riêng của Au là \(\mathrm{D}=19,7 \mathrm{g} / \mathrm{cm}^{3}, \pi=3,14\).

- \(\mathrm{F}=96500 \mathrm{C} / \mathrm{mol} ; \mathrm{I}=0,10 \mathrm{A}\).

Thời gian để mạ vàng cho chiếc khuyên tai là bao nhiêu giờ? (làm tròn đến hàng phần trăm)

Cryolite là một chất được thêm vào trong quá trình điện phân nóng chảy quặng bauxide để sản xuất kim loại Al. Cryolite có công thức hóa học là