Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li nhằm thúc đẩy một phản ứng hóa học mà nếu không có dòng điện, phản ứng sẽ không tự xảy ra. Trong thiết bị điện phân:
- Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa. Anot được nối với cực dương của nguồn điện một chiều.
+ Gốc axit có chứa oxi không bị điện phân (ví dụ: \({N{O_3}^ - ,{\rm{ }}S{O_4}^{2 - },{\rm{ }}P{O_4}^{3 - },{\rm{ }}C{O_3}^{2 - },{\rm{ }}Cl{O_4}^ - ,{\rm{ }} \ldots }\)).
Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: \({2{H_2}O{\rm{ }} \to {\rm{ }}{O_2}\; + {\rm{ }}4{H^ + }\; + {\rm{ }}4e}\)
+ Thứ tự anion bị điện phân: \({{S^{2 - }}\; > {\rm{ }}{I^ - }\; > {\rm{ }}B{r^ - }\; > {\rm{ }}C{l^ - }\; > {\rm{ }}RCO{O^ - }\; > {\rm{ }}O{H^ - }\; > {\rm{ }}{H_2}O}\)
- Catot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng khử. Catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều.
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như \({{K^ + },{\rm{ }}N{a^ + },{\rm{ }}C{a^{2 + }},{\rm{ }}B{a^{2 + }},{\rm{ }}M{g^{2 + }},{\rm{ }}A{l^{3 + }} \ldots }\)
Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: \({2{H_2}O{\rm{ }} + {\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}{H_2}\; + {\rm{ }}2O{H^ - }}\)
Cho dãy điện hóa sau:
.png)
Thí nghiệm 1: Một sinh viên thực hiện quá trình điện phân dung dịch chứa đồng thời \(CuS{O_4},{\rm{ }}F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3},{\rm{ }}HN{O_3},{\rm{ }}Al{\left( {N{O_3}} \right)_3}\) Al(NO3)3 bằng hệ điện phân sử dụng các điện cực than chì cho đến khi bắt đầu thấy xuất hiện khí ở catot thì dừng điện phân.
Thí nghiệm 2: Sinh viên đó tiếp tục điện phân dung dịch hỗn hợp chứa 0,04 mol AgNO3 và 0,05 mol Cu(NO3)2 với điện cực trơ, cường độ dòng điện 5A, trong 32 phút 10 giây. Sau khi dừng điện phân, sinh viên đó nhấc catot và đem rửa sach, sấy khô và đem cân thấy khối lượng catot tăng m gam so với ban đầu. Biết hiệu suất điện phân đạt 100%. (Cho NTK: Cu = 64 đvC; Ag = 108 đvC)
Trong thí nghiệm 1, kim loại bám vào catot sau khi dừng điện phân là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi điện phân dung dịch, tại catot thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
Ta thấy tại catot ion Al3+ không bị điện phân nên không xét đến.
Dựa vào dãy điện hóa ta thấy tính oxi hóa: Fe3+ > Cu2+ > H+ > Fe2+
Vậy thứ tự điện phân tại catot là
\(\begin{array}{*{20}{l}} {{e^{3 + }},{\rm{ }}C{u^{2 + }},{\rm{ }}{H^ + },{\rm{ }}F{e^{2 + }}:}\\ {\;\left( 1 \right){\rm{ }}F{e^{3 + }}\; + {\rm{ }}1e{\rm{ }} \to {\rm{ }}F{e^{2 + }}}\\ {\;\left( 2 \right){\rm{ }}C{u^{2 + }}\; + {\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}Cu}\\ {\;\left( 3 \right){\rm{ }}2{H^ + }\; + {\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}{H_2}}\\ {\;\left( 4 \right){\rm{ }}F{e^{2 + }}\; + {\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}Fe} \end{array}\)
Theo đề bài, ta dừng điện phân khi bắt đầu xuất hiện khí thoát ra tại catot ⟹ bán phản ứng (2) vừa kết thúc
Các bán phản ứng đã diễn ra là:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {\;\left( 1 \right){\rm{ }}F{e^{3 + }}\; + {\rm{ }}1e{\rm{ }} \to {\rm{ }}F{e^{2 + }}}\\ {\;\;\;\;{\rm{ }}\left( 2 \right){\rm{ }}C{u^{2 + }}\; + {\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}Cu} \end{array}\)
Vậy sau khi dừng điện phân chỉ có kim loại Cu bám vào catot.
Câu hỏi liên quan
-
Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ dung dịch X:
Hình vẽ trên minh họa cho phản ứng nào dưới đây:
-
TN nào sau đây có phản ứng hóa học xảy ra?
-
Trong PTN, chất rắn tinh khiết nào sau đây không có tác dụng hút ẩm?
-
Tiến hành các thí nghiệm:
(a) Cho bạc kim loại vào dung dịch sắt (III) nitrat.
(b) Cho dung dịch bạc nitrat vào dung dịch sắt (III) nitrat.
(c) Cho sắt kim loại vào dung dịch sắt (III) clorua.
(d) Cho dung dịch bạc nitrat vào dung dịch sắt (II) nitrat.
(e) Cho đồng kim loại vào dung dịch sắt (III) nitrat
Các thí nghiệm xảy ra phản ứng là
-
Thí nghiệm với dung dịch HNO3 thường sinh ra khí độc NO2. Để hạn chế khí NO2 thoát ra từ ống nghiệm, người ta nút ống nghiệm bằng
(a) bông khô
(b) bông có tẩm nước
(c) bông có tẩm nước vôi trong
(d) bông có tẩm giấm ăn
Trong 4 biện pháp trên, biện pháp có hiệu quả nhất là:
-
Tiến hành các thí nghiệm sau:
(a) Cho Al vào dung dịch FeCl3 dư.
(b) Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch FeCl2.
(c) Nhiệt phân Cu(NO3)2.
(d) Đốt nóng FeCO3 trong không khí.
(e) Điện phân dung dịch AgNO3 với điện cực trơ.
Sau khi kết thúc các phản ứng, số thí nghiệm thu được kim loại là
-
Xác định a, b dựa vào hình vẽ khi cho HCl 0,1M vào 200 ml dung dịch K[Al(OH)4] 0,2M?
-
Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm điều chế chất lỏng Y từ dung dịch X:
Trong thí nghiệm, xẩy ra phản ứng hóa học nào sau đây?
-
Tìm giá trị của x trong đồ thị?
-
Tiến hành thí nghiệm xà phòng hóa tristearin theo các bước sau:
Bước 1: Cho vào bát sứ khoảng 1 gam tristearin và 2 – 2,5 ml dung dịch NaOH nồng độ 40%.
Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp khoảng 30 phút và khuấy liên tục bằng đũa thủy tinh, thỉnh thoảng thêm vài giọt nước cất để giữ cho thể tích của hỗn hợp không đổi.
Bước 3: Rót thêm vào hỗn hợp 4 – 5 ml dung dịch NaCl bão hòa nóng, khuấy nhẹ rồi để nguội.
Phát biểu nào sau đây sai?
-
Cho thí nghiệm như hình vẽ. Khi cho nước vào bình chứa chất rắn X, thu được khí Y. Sục khí Y vào dung dịch brom thì thấy dung dịch brom nhạt màu. Y là:
.png)
-
Một mẫu khí thải sục vào dung dịch CuSO4, thấy xuất hiện kết tủa màu đen. Hiện tượng này do trong khí thải có ?
-
Tiến hành các thí nghiệm sau:
(a) Cho Mg vào dung dịch Fe2(SO4)3 dư
(b) Sục khí Cl2 vào dung dịch FeCl2
(c) Dẫn khí H2 dư qua bột CuO nung nóng
(d) Cho Na vào dung dịch CuSO4 dư
(e) Nhiệt phân AgNO3
(f) Điện phân nóng chảy Al2O3
Sau khi kết thúc các phản ứng, số thí nghiệm thu được kim loại là
-
Xác định biểu thức liên hệ m1 và m2 biết thực hiện các thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Cho m1 gam fructozơ phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, đun nóng, thu được a gam Ag.
Thí nghiệm 2: Thủy phân m2 gam saccarozơ trong dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng (hiệu suất phản ứng thủy phân là 75%) một thời gian thu được dung dịch X. Trung hòa dung dịch X bằng dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, đun nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được a gam Ag.
-
200 ml dung dịch X gồm NaAlO2 0,1M và Ba(OH)2 0,1M tác dụng với bao nhiêu ml HCl 2M, thu được 0,78 gam kết tủa.
-
Hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế chất hữu cơ Y:
Phản ứng nào sau đây xảy ra trong thí nghiệm trên là gì?
-
Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li nhằm thúc đẩy một phản ứng hóa học mà nếu không có dòng điện, phản ứng sẽ không tự xảy ra. Trong thiết bị điện phân:
- Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa. Anot được nối với cực dương của nguồn điện một chiều.
+ Gốc axit có chứa oxi không bị điện phân (ví dụ: \({N{O_3}^ - ,{\rm{ }}S{O_4}^{2 - },{\rm{ }}P{O_4}^{3 - },{\rm{ }}C{O_3}^{2 - },{\rm{ }}Cl{O_4}^ - ,{\rm{ }} \ldots }\)). Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng:\({2{H_2}O{\rm{ }} \to {\rm{ }}{O_2}\; + {\rm{ }}4{H^ + }\; + {\rm{ }}4e}\)
+ Thứ tự anion bị điện phân: \({{S^{2 - }}\; > {\rm{ }}{I^ - }\; > {\rm{ }}B{r^ - }\; > {\rm{ }}C{l^ - }\; > {\rm{ }}RCO{O^ - }\; > {\rm{ }}O{H^ - }\; > {\rm{ }}{H_2}O}\)
- Catot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng khử. Catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều.
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như \({K^ + },N{a^ + },{\rm{ }}C{a^{2 + }},{\rm{ }}B{a^{2 + }},{\rm{ }}M{g^{2 + }},{\rm{ }}A{l^{3 + }} \ldots {\rm{ }}\). Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: \(2{H_2}O{\rm{ }} + {\rm{ }}2e{\rm{ }} \to {\rm{ }}{H_2}\; + {\rm{ }}2O{H^ - }\)
Cho dãy điện hóa sau:
.png)
Thí nghiệm 1: Một sinh viên thực hiện quá trình điện phân dung dịch chứa đồng thời \(AgN{O_3},{\rm{ }}Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2},{\rm{ }}Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3},{\rm{ }}Mg{\left( {N{O_3}} \right)_2}\)bằng hệ điện phân sử dụng các điện cực than chì.
Thí nghiệm 2: Sinh viên đó tiếp tục điện phân dung dịch X gồm 0,04 mol AgNO3 và 0,06 mol Fe(NO3)3 với I = 5,36A, điện cực trơ. Sau thời gian t giây, sinh viên đó lấy catot rửa sạch và sấy khô thấy catot tăng 5,44 gam.
(Cho NTK: Fe = 56 đvC; Ag = 108 đvC).
Trong thí nghiệm 2, giá trị của t là:
-
Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li nhằm thúc đẩy một phản ứng hóa học mà nếu không có dòng điện, phản ứng sẽ không tự xảy ra. Trong thiết bị điện phân khi điện phân dung dịch:
*Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa. Anot được nối với cực dương của nguồn điện một chiều.
+ Gốc axit có chứa oxi không bị điện phân (ví dụ: NO3-, SO42-, PO43-, CO32-, ClO4-, …). Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
+ Thứ tự anion bị điện phân: S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH- > H2O
* Catot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng khử. Catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều.
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như K+,Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+… Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
.png)
Thí nghiệm 1: Một sinh viên thực hiện quá trình điện phân dung dịch X chứa đồng thời AgNO3, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2, Fe(NO3)2 bằng hệ điện phân sử dụng các điện cực than chì.
Thí nghiệm 2: Sinh viên đó tiếp tục thực hiện điện phân dung dịch CuCl2. Sau một thời gian sinh viên quan sát thấy có 6,4 gam kim loại bám vào catot. Biết nguyên tử khối của Cu và Cl lần lượt là 64 và 35,5.
Trong thí nghiệm 1, giá trị pH của dung dịch thay đổi như thế nào?
-
Ở PTN, khí X được điều chế và thu vào bình tam giác theo hình vẽ bên.
Khí X được tạo ra từ phản ứng hóa học nào sau đây?
-
Cho sơ đồ điều chế và thử tính chất của chất X như hình vẽ
X và Y lần lượt là
