\(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) 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 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.

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:

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 \(\mathrm{CuSO}_{4}\).

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

. 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:

Nước Javel là một hóa chất quen thuộc, thường dùng làm chất tẩy rửa và khử trùng. Quá trình sản xuất nước Javel ( NaClO ) trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân dung dịch NaCl loãng không có màng ngăn để tạo ra hỗn hợp chứa NaClO.

Cho các phát biểu sau:

Tiến hành thí nghiệm như hình vẽ dưới đây:

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.

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: 

Điện phân dung dịch copper(II) sulfate bằng cặp điện cực Cu với cường độ dòng điện không đổi. Đồ thị nào sau đây biểu diễn sự thay đổi khối lượng của anode theo thời gian?

Cryolite (còn gọi là băng thạch) có công thức phân tử \(\mathrm{Na}_{3} \mathrm{AlF}_{6}\), được thêm vào \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) trong quá trình điện phân \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) nóng chảy để sản xuất aluminium. Cryolite không có tác dụng nào sau đây?

Điện phân dung dịch \(\mathrm{Cu}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}\) với điện cực trơ, ở anode xảy ra quá trình nào?

Mạ điện là một trong những ứng dụng của điện phân dựa trên định luật Faraday. Sơ đồ bên dưới minh họa một bình điện phân được sử dụng để mạ bạc cho muỗng bằng đồng. Tính khối lượng kim loại bạc tạo thành phủ lên muỗng bằng đồng khi dùng dòng điện 2,1A trong 45 phút để mạ điện thìa đồng với hiệu suất là 80% (làm tròn đáp án đến hàng phần mười).

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

Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), ở cathode thu được chất nào sau đây?

Trong công nghiệp, xút (sodium hydroxide) được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch sodium chloride có màng ngăn xốp. Bằng phương pháp này, người ta cũng thu được khí chlorine. Chất khí này được làm khô (loại hơi nước) rồi hoá lỏng để làm nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến và sản xuất hoá chất.

Từ quá trình điện phân nêu trên, một lượng chlorine và hydrogen sinh ra được tận dụng để sản xuất hydrochloric acid đặc thương phẩm \(\left(32 \%, \mathrm{D}=1,153 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}\right.\) ở \(\left.30^{\circ} \mathrm{C}\right)\).

Một nhà máy với quy mô sản xuất 200 tấn xút mỗi ngày thì đồng thời sản xuất được bao nhiêu \(\mathrm{m}^{3}\) acid thương phẩm trên. Biết rằng, tại nhà máy này, \(60 \%\) khối lượng chlorine sinh ra được dùng tổng hợp hydrochloric acid và hiệu suất của toàn bộ quá trình từ chlorine đến acid thương phẩm đạt \(80 \%\) về khối lượng.

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

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

Trong công nghiệp, kim loại nhôm (aluminium, Al) được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy aluminium oxide. Biết hiệu suất của quá trình chuyên hóa Al₂O₃ thành Al là 95,4%. Để sản xuất 5,4 tân Al cân sử dụng bao nhiêu tân nguyên liệu Al₂O₃ (làm tròn đến hàng phần mười)?

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?