chuyên đề điện phân trong hóa học

CHƯƠNGC ĐỀ:TOÁN VỀ ĐIỆN
PHÂN
Bài 1 :
Hoà tan 150 gam tinh thể CuSO
4
.5H
2
O vào 600 ml dung dịch HCl 0,6M
đc dung dịch A.Chia dung dịch A thành ba phần bằng nhau.
a) Tiến hành điện phân phần I với d?ng điện có cường độ 1,34A trong bốn
giờ .Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catốt và thể tích khí (đkc) thu
đc ở anốt .Biết hiệu suất điện phân là 100%.
b) Cho 5,4 gam nhôm vào phần II .Sau một thời gian thu đc 1,344 lít khí ,
dung dịch B và chất rắn C .Cho dung dịch B tác dụng với xút dư rồi lấy
kết tủa nung ở nhiệt độ cao đc 4 gam chất rắn . Tính lượng chất rắn C.
c) Cho 13,7 gam kim loại Ba vào phần III .Sau khi kết thúc tất cả các
phản ứng , lọc kết tủa rửa sạch và đem nung ở nhiệt độ cao th? thu đc
bao nhiêu gam chất rắn ?.Biết rằng khi tác dụng với bazơ Cu
2+
chỉ tạo
Cu(OH)
2
.
Hướng dẫn:
a) Số mol CuSO
4
ban đầu là=150:250 =0,6 mol .Số mol HCl ban đầu =0,36
mol.Vậy mỗi phần có 0,2 mol CuSO
4
và 0,12 mol HCl
Lượng đồng thu đc=m=

gIT
n
A
F
4,64.3600.34,1.32.
500.96
11
==
hay 0,1 mol
Các phản ứng điện phân xảy ra theo tr?nh tự
CuSO
4
+ 2HCl
→
Cu + Cl
2
+ H
2
SO
4
(1)
0,12 0,06 0,06
2CuSO
4
+ 2H
2
O
→
2Cu + O
2

+ 2H
2
SO
4
(2)
Để thu đc 0,1 mol Cu phải có 0,04 mol Cu sinh ra ở (2) khi đó có 0,02 mol O
2
sịnh ra ở anốt. Vậy song song với thu đc 0,1 mol Cu ở catốt th? ở anốt có
0,06+0,02=0,08 mol khí sinh ra hay 1,792 lít khí
b) Số mol Al=0,2 mol.Số mol khí sinh ra là:0,06 mol
Pứ: 2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
0,04 0,12 0,06
Sau pứ này Al c?n 0,2-0,04=0,16 mol và phản ứng tiếp với CuSO
4
tạo dung
dịch B .Dung dịch B tác dụng với xút dư vẫn có kết tủa sauy ra CuSO
4
không
pứ hết nên c?n dư trong dung dịch B .Gọi a là số mol CuSO
4
đ? phản ứng với
Al ta có PT:
2Al + 3CuSO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Cu (3)
a
3
2
a a
CuSO
4
+ 2NaOH
→
Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4

(0,2-a) (0,2-a)
Cu(OH)
2

→
0
t

CuO + H
2
O
(0,2-a) (0,2-a)
1
⇒
0,2-a=
15,005,0
80
4
=⇒= a

Vậy lượng chất rắn C=lượng Cu sinh ra ở (3) +lượng Al c?n dư
=0,15.64+
g22,1127.15,0.
3
2
16,0 =






−
c) Số mol Ba=0,1 mol
Ba+2HCl
→
BaCl
2

+ H
2

0,06 0,12
Ba c?n dư 0,04 mol sẽ phản ứng với tiếp với nước
Ba+ 2H
2
O
→
Ba(OH)
2
+ H
2

0,04 0,04
Trong dung dịch khi kết thúc hai pứ trên có số mol Ba
2+
= số mol Ba =0,1
molvà só mol OH
-
=2số mol Ba(OH)
2
=0,08 mol
Ba
2+
+ SO
4
2-

→

BaSO
4
Cu
2+
+ 2OH
-

→
Cu(OH)
2
0,1 (0,2) 0,1 0,04 0,08 0,04
Chỉ có CuSO
4
bị nhiệt phân Cu(OH)
2

→
0
t
CuO + H
2
O
0,04 0,04
Vậy chất rắn thu đc sau khi nung là=0,1.233+0,04.80=26,5g
Nhận xét đề:Sỡ dĩ các phản ứng điện phân diễn ra theo tr?nh tự trên v? Cl
-
ưu
tiên nhường electron ở anốt trước H
2
O.

Bài 2:
Hoà tan hoàn toàn 10,65 g hỗn hợp gồm 1 oxit kim loại kiềm và một oxit
kim loại kiềm thổ bằng dung dịch HCl thu đc dung dịch B. Cô cạn dung dịch
B rồi điện phân nóng chảy hoàn toàn hỗn hợp muối th? thu đc 3,696 lít khí
C(27,3
0
C và 1 atm) ở anốt và hỗn hợp kim loại D ở catot.
a) Tính khối lượng D
b) Lấy m gam D cho tác dụng hết với nước đc dung dịch E và V lít
khí.Cho từ từ bột nhôm vào dung dịch E cho tới ngừng thoát khí thấy
hết p gam Al và có V
1
lít khí thoát ra .So sánh V
1
và V.Tính p theo m
c) Nếu lấy hỗn hợp kim loại D rồi luyện thêm 1,37 g Ba th? đc một hợp
kim trong đó Ba chiếm 23,07% về số mol.Hỏi hỗn hợp đầu là oxit của
các kim loại kiềm, kiềm thổ nào?
Hướng dẫn:
a) Gọi A
2
O và BO là công thức của oxit kim loại kiềm và kiềm thổ , a và b lần
lượt là số mol của chúng
A
2
O + 2HCl
→
2ACl + H
2
O BO + 2HCl

→
BCl
2
+ H
2
a 2a b b
2ACl
→
dpnc
2A + Cl
2
BCl
2

→
dpnc
B + Cl
2
2a 2a a b b b
Theo bài rat a có hệ:
2





==+
=+++
15,0
3,300.082,0

696,3.1
65,10)16()162(
ba
BbAa
⇒
2aA +bB =8,25
Đây cũng ch?nh là biểu thức tính tổng hỗn hợp kim loại D Vậy D nặng 8,25 g
b) Giả sử m gam D chứa x mol A và y mol B
2A + 2H
2
O
→
2A
+
+ 2OH
-
+H
2
B+2H
2
O
→
B
2+
+2OH
-
+H
2

x x

2
x
y 2y y
2OH
-
+2Al + 2H
2
O
→
2AlO
2
-
+3H
2
(x+2y) (x+2y)
)2(
2
3
yx +
Ta có :
y
yx
V
V
x
+
+
=
2
2

3
1
)2(
=3
⇒
V
1
= 3V
Theo các phản ứng trên , nếu lấy toàn bộ D(2a mol A và b mol B)th? tạo
(2a+2b) mol OH
-
.Số mol Al phản ứng =số mol OH
-
nên khi ấy phải dùng
0,3.27=8,1 g Al
Vậy 8,25 g D phản ứng
→
8,1 g Al
m g D pứ
→
0,982m gam Al
⇒
p=0,982m
c)Hỗn hợp D chứa 2a mol A và b mol B ta có 2a+b>a+b
2a+b > 0,15
Số mol Ba them vào =1,37:137=0,01 mol Giả sử trong D không có Ba , như
vậy lượng Ba thêm vào chiếm một tỉ lệ về số mol là
%25,6
16,0
01,0

01,0
01,0
01,02
01,0
==
++
<
++ baba
. Điều này mâu thuẫn với giả thiết là
Ba chiếm 23,07 % Vậy D phải có Ba
Như vậy D chứa 2a mol A và b mol Ba.Suy rat a có hệ







=+
=
++
+
=+
8,25137bA2
100
07,23
01,02
01,0
15,0
a

ba
b
ba
Giải rat a đc a=0,1;b=0,05;A=7
Vậy hỗn hợp đầu là Li
2
O và BaO
Bài 3:
Điện phân có màng ngăn (điện cực trơ) một dung dịch chứa m gam hỗn hợp
CuSO
4
và NaCl . ở anốt thu đc 0,448 lít khí ở điều kiện chuẩn .Dung dịch sau
điện phân có thể hoà tan hết tối đa 0,68 gam bột Al
2
O
3
. Biết rằng quá tr?nh
điện phân đc tiến hành đến khi H
2
O bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực
th? ngừg lại .
1) Tính m?
2) Sau khi điện phân khối lượng Catốt tăng bao nhiêu?
3) Sauk hi điện phân khối lượng dung dịch giảm bao nhiêu(bỏ qua nước
bay hơi) ?
3
Hướng dẫn:
1) Các pứ xảy ra khi điện phân dung dịch chứa a mol CuSO
4
và b mol NaCl

CuSO
4
+ 2NaCl
→
Na
2
SO
4
+ Cu + Cl
2
(1)
Như vậy nếu b=2a th? sau pứ này đến dung dịch Na
2
SO
4
bị điện phân và nước
sẽ tham gia pứ ở hai điện cực .Tuy nhiên dung dịch sau điện phân khi ấy sẽ
không sẽ không pứ đc với Al
2
O
3

⇒
loại trường hợp này
Vậy sau pứ (1) có thể xảy ra hai trường hợp
1 b>2a
Tiếp tục điện phân th? NaCl bị điện phân tiếp do c?n (b-2a) mol NaCl
2NaCl +2H
2
O

→
2NaOH + H
2
+ Cl
2
(2)
(b-2a) (b-2a)
)2(
2
1
ab −

)2(
2
1
ab −
Trong pứ này có H
2
O tham gia pứ ở catốt .Khi (2) kết thúc bắt đầu có H
2
O tham
gia pứ ở catốt .Theo đề bài sự điện phân dừng lại . Pứ của 0,68 g Al
2
O
3
=0,006
mol Al
2
O
3

với dung dịch NaOH
Al
2
O
3
+ 2NaOH
→
2NaAlO
2
+H
2
O
0,006 0,012
Suy ra số mol Cl
2
sinh ra ở (2) là0,0006 mol Do đó số mol của Cl
2
sin ra ở (1) là
mol014,0006,0
3,22
448,0
=−
=số mol CuSO
4
bị điện phân =
2
1
số mol NaCl bị điện
phân
Vậy ở (1) có 0,028 mol NaCl bị điện phân , (2) có 0,012 mol NaCl bị điện phân

,c?n CuSO
4
chỉ tham gia ở (1) là 0,014 mol nên
1) m=160.0,014+ 58,5(0,028+0,012) = 4,58 g
2) Sau điện phân khối lượng catốt tăng =0,014.64=0,896 g
3) Sau điện phân khối lượng dung dịch giảm = khôis lượng catốt tăng + khối
lượng các khí thoát ra =0,896+ 71(0,014+0,006) +2.0,006=2,328 g
2 b< 2a
Tiếp tục điện phân th? NaCl hết dugn dịch mới gồm Na
2
SO
4
và CuSO
4
bị điện
phân : CuSO
4
+ H
2
O
→
Cu + H
2
SO
4
+
2
1
O
2

(3)
(a-
2
b
) (a-
)
2
b
(a-
)
2
b

2
1
(a-
)
2
b

Trong phản ứng này có nước tham gia pứ ở anốt .Khi (3) kết thúc bắt đầu có nước
tham gia pứ ở catốt.Theo bài ra sự điện phân dừng lại : Phản ứng của 0,006 mol
Al
2
O
3
với H
2
SO
4

:
Al
2
O
3
+ 3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+3 H
2
O
0,006 0,018
Suy ra số mol O
2
sinh ra ở (3) là
009,0.
2
1
. Vậy số mol Cl
2
sinh ra ở (1) là 0,02-

0,009-0,011 mol =số mol CuSO
4
bị điện phân=
2
1
số mol NaCl bị điện phân
Vậy ở (1) có 0,011 mol CuSO
4
bị điện phân , ở (3) có 0,018 mol CuSO
4
bị điện
phân , c?n NaCl chỉ tham gia ở (1) là 0,022 mol nên
4
1) m=160(0,011+0,018)+ 58,5.0,022=5,927 g
2) khối lượng catot tăng =(0,011+0,018)64=1,856 g
3) Khối lượng dung dịch giảm =khối lượng catot tăng +khối lượng khí thoát
=1,856+ 71.0,011+ 0,009.32=2,925 g
Bài 4:
Một hỗn hợp gồm 23,5 gam muối cacbonnat kim loại hoạt động hoá trị II
(A) và 8,4 gam muối cacbonat kim loại hoạt động hoá trị II(B) đem hoà tan
hoàn tan vào HCl dư rồi cô cạn và điện phân nóng chảy hoàn toàn thấy có m
gam các kim loại tạo ra ở catot và V lít Clo thoát ra ở anot .Biết khi trộn m
gam các kim loại này với m gam Ni rồi cho tác dụng với H
2
SO
4
dư th? thể tích
H
2
sinh ra nhiều gấp 2,675 lần so với khí sinh ra khi có một m?nh Ni và biết

phân tử lượng của oxit kim loại B bằng nguyên tử lượng của kim loai A
1) Viết các phương tr?nh hoá học xảy ra
2) Tính thành phần % khối lượng của A và B tạo ra ở catốt
3) Tính thể tích V của khí Clo
Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Hướng dẫn :
1) Gọi hai muối trên là ACO
3
và BCO
3
với số mol tương ứng trong hỗn hợp là
a và b . Các pứ
ACO
3
+ 2HCl
→
ACl
2
+ H
2
O +CO
2

a a
BCO
3
+ 2HCl
→
BCl
2

+ H
2
O + CO
2

b b
ACl
2

→
A +Cl
2
BCl
2

→
B + Cl
2

a a a b b b
A +H
2
SO
4

→
ASO
4
+ H
2

B + H
2
SO
4

→
BSO
4
+ H
2

a a b b
Ni+ H
2
SO
4

→
NiSO
4
+ H
2

c c
(với c là số mol tương ứng với m gam Ni)
2) Theo bài rat a có hệ :










+=
=++
=+
=+
=+
16BA
2,675c cba
59cbB¢
4,8)60(
5,23)60(
a
Bb
Aa
Giải ra ta được A=40; B=24; a=0,235;b=0,1;c=0,2
Vậy A là Ca và B là Mg . Suy ra %Ca=79,66%
%Mg = 20,34%
3) Thể tích Clo thu được =22,4(a+b) =7,504l
Bài 5:
a) Tính lượng quặng bôxit chứa 40% Al
2
O
3
để điều chế 1 tấn Al bằng
phương pháp điện phân , giả sử hiệu suất chế biến quặng và điện phân
5

là 100%
b) Tính lượng cực than làm anot bị tiêu hao khi điện phân nóng chảy
Al
2
O
3
để sản xuất Al có khối lượng 27 tấn trong trường hơp sau:
• Tất cả khí thoát ra ở anot là CO
2

• Khí thoát ra ở anốt gồm 10% CO và 90% CO
2
(theo thể tích)
• Khí thoát ra ở anốt gồm 10% O
2
và 10% CO ; 80% CO
2
Hướng dẫn:
a) Phương tr?nh điện phân :
2Al
2
O
3

→
4Al + 3O
2
Lượng Al
2
O

3
cần =1 tấn.
t88,1
27.4
102.2
=
2.102 g 4.27 g Lượng quặng 40% cần=1,88.
t7,4
40
100
=
?
←
1 tấn
b) 27 tấn nhôm ứng với 27.10
6
:27=10
6
mol Al
Cứ 4 mol Al sinh ra th? kèm theo 3 mol O
2
vậy số mol O
2
sinh ra khi ấy
=10
6
.
10.5,7
4
3

=
5
mol
Các pứ xảy ra của oxi với anốt
C + O
2

→
CO
2
(2) 2C + O
2

→
2CO (3)
1 Tất cả thoát ra ở anốt là CO
2

Theo (2) th? số mol C=số mol O
2
=7,5.10
5
mol .Vậy lượng C cần=9.10
6
g
2 Khí thoát ra gồm 10% CO và 90 % CO
2

Gọi x là số mol C cháy tạo CO
2

2y là số mol C cháy tạo CO
Ta có hệ:



=
=+
yx
yx
2,9
105.5,7
Giải rat a đc x=710526 mol y=39473,6 mol
Suy ra lượng C cần= 12(x+2y) =9473664 g
3 Khí thoát ra gồm 10% O
2
;10% CO và 80% CO
2

Gọi a là số mol C cháy tạo CO
2

2b là số mol C cháy tạo CO, c là số mol O
2
có trong hỗn hợp
Ta có hệ:






=
=
=++
cb
ba
cba
2
2.8
105.5,7
Giải rat a đc b=39473 và a=631578
Suy ra lượng C cần=12(a+2b) =8526303g
Bài 6:
Điện phân nóng chảy a gam muối A tạo bởi kim loại M và halogen X thu đc
0,96 gam M ở catot và 0,896 lít khí ở anot. Mặt khác hoà tan a gam muối A
vào nước rồi cho dung dịch trên tác dụng với AgNO
3
dư được 11,48 gam kết
tủa .
a) X là halogen nào?
6
b) Trộn 0,96 gam kim loại M với 2,242 g kim loại M
’
cung hoá trị duy
nhất rồi đốt hết hỗn hợp này bằng oxi th? thu đc 4,162 gam hỗn hợp
hai oxit . Để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp này cần 500 ml dung dịch
H
2
SO
4

nồng độ c M
• Tính % về số mol mỗi oxit trong hôn xhợp của chúng
• Tính tỉ lệ khối lượng nguyên tử giữa M và M
’

• Tính c
Hướng dẫn:
a) Gọi công thức của muối A là MX
n
ta có pứ
2MX
n

→
dpnc
M + nX
2
MX
n
+nAgNO
3

→
M(NO
3
)
2
+ nAgX
b b
2

nb
b nb
Suy ra :





=+
==
48,11)108(
04,04,22:896,0
2
Xnb
nb
⇒
X=35,5. Vậy halogen là Clo
b) Ta có pứ đốt b mol kim loại M và d mol kim loại M
1

2M +
2
n
O
2

→
M
2
O

n
2M
’
+
2
n
O
2

→
M
’
2
O
n
b
4
bn

2
b
d
4
dn

2
d
Suy ra :










=+++
=
=
=
162,4)16'()162(
242,2'
04,0
2
96,0
22
naMnM
dM
bn
Mb
db
Giải rat a đc nb=0,08 và nd=0,04
Như vậy b=2d
⇒
M chiếm 66,7 % và M
’
chiếm 33,3 %
Lấy pt (3) :pt (1)
⇒

96,0
242,2'
=
Mb
dM
Do b=2d nên
⇒

96,0
242,2
2
'
=
Md
dM

⇒

67,4
'
=
M
M
Các pứ :
M
2
O
n
+ nH

2
SO
4

→
M
2
(SO
4
)
n
+ H
2
O
2
b

2
nb

M
’
2
O
n
+ nH
2
SO
4

→
M
’
2
(SO
4
)
n
+ H
2
O
2
d

2
nd

⇒
Số mol H
2
SO
4
=
06,0)04,008,0(
2
1
22
=+=+
dnbn
Vậy nồng độ H

2
SO
4
= 0,06:0,5=0,12 M
Bài 7:
Hoà tan 1,12 gam hỗn hợp gồm Ag và Cu trong 19,6 gam dung dịch
7
H
2
SO
4
đặc nóng (dung dịch A) thu được SO
2
và dung dịch muối B .Cho
Ba(NO
3
)
2
tác dụng với dung dịch thu được khi oxi hoá SO
2
thoát ở trên bằng
nước brôm dư thu được 1,864 gam kết tủa.
Hoà tan lượng muối B thành 500 ml dung dịch , sau đó điện phân 100
ml trong thời gian 7 phút 43 giây với điện cực trơ và cường độ d?ng điện
I=0,5 A
a) Tính khơi lượng Ag và Cu trong hỗn hợp
b) Tính nồng độ % của axit H
2
SO
4

trong A, biết chỉ có 10% H
2
SO
4
đ? pứ
với Ag và Cu .Nếu lấy
2
1
dung dịch A pha lo?ng để có pH =2 th? thể
tích dung dịch sau khi pha lo?ng là bao nhiêu ?( biết H
2
SO
4
điện ly
hoàn toàn )
c) Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot .Nếu điện phân với anôt bằng
Cu cho đến khi trong dung dịch không c?n ion Ag
+
th? khối lượng catot
tăng bao nhiêu gam và khối lượng anôt giảm bao nhiêu .Biết rằng ở
anôt xảy ra quá tr?nh : Cu -2e
→
Cu
2+

Hướng dẫn:
a) gọi x và y là số mol của Ag và Cu , ta có các pứ
2Ag + 2H
2
SO

4

→
Ag
2
SO
4
+SO
2
+ 2H
2
O
x x 0,5x 0,5x
Cu + 2H
2
SO
4

→
CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
y 2y y y
SO
2
+ Br

2
+2 H
2
O
→
2HBr + H
2
SO
4

(0,5x+y) (0,5x+y)
Ba(NO
3
)
2
+ H
2
SO
4

→
BaSO
4
+2HNO
3
(0,5x+y) (0,5x+y)
Theo bài ra ta có hệ:




==+
=+
008,0233:864,15,0
12,164108
yx
yx
Giải ra được :x=0,008 và
y=0,004
Vậy lượng Ag=0,864 g và luợng Cu=0,256g
b) Số mol H
2
SO
4
đ? pứ =x+2y=0,16 mol hay 1,568 gam
Suy ra lượng axit có trong A =1,568.
10
100
=15,68 g
Vậy C% H
2
SO
4
=
%80
6,19
68,15
=
. Số mol H
2
SO

4
có trong dung dịch A =0,16:2=0,08
mol
Phương tr?nh điện li của H
2
SO
4
:
H
2
SO
4

→
2H
+
+ SO
4
2-

0,08 0,16
Theo bài ra pH =2
⇒
[H
+
] =10
-2
M
8
Gọi V là thể tích dung dịch

⇒

2
10
16,0
−
=
V
⇒
V=
l16
10
16,0
2
=
−
c) Số mol Ag
2
SO
4
=0,5x=0,004 mol
CuSO
4
= y= 0,004 mol
số mol Ag
2
SO
4
có trong 100 ml dung dịch =0,004:5=8.10
-4

=số mol CuSO
4
có
trong 100 ml dung dịch.Khi điện phân, Ag
2
SO
4
bị điện phân trước theo pứ
2Ag
2
SO
4
+ 2H
2
O
→
4Ag + O
2
+2 H
2
SO
4

Giả sử Ag
2
SO
4
bị điện phân hết, ta sẽ thu được 2.8.10
-4
=16.10

-4
mol Ag , khi đó
thời gian điện phân là t được tính theo công thức:
m =
It
n
A
F
.
1
⇒
t=309 giây
Thời gian điện phân trong bài toán là 7 phút 43 giây=463 giây > 309 giây
⇒
CuSO
4
đ? bị điện phân trong 463-309=154 giây theo pứ:
2CuSO
4
+ 2H
2
O
→
2Cu + O
2
+ 2H
2
SO
4

Gọi z là số mol CuSO
4
đ? bị điện phân, khi đó thu đc z mol Cu và:
64z =
154.5,0.
2
64
.
500.96
1
⇒
z=4.10
-4
Do đó đ? có Ag và Cu bám vào catot.Khối lượng này nặng
108.16.10
-4
+ 64.4.10
-4
=0,1984 g
Sơ đồ điện phân dung dịch muối B
anốt(Cu) < Ag
2
SO
4
> catốt
SO
4
2-
; H
2

O CuSO
4
; H
2
O Ag
+
; Cu
2+
;H
2
O
Cu -2e
→
Cu
2+
Ag
+
+ e
→
Ag
Phương tr?nh điện phân
Cu + Ag
2
SO
4

→
CuSO
4
+ 2Ag

8.10
-4
8.10
-4
16.10
-4

Vậy anốt giảm 8.10
-4
.64=0,0512 g
catốt giảm 16.10
-4
.108=0,1728 g
Bài 8:
Hoà tan 1,66 gam hỗn hợp A gồm Mg;MO;R
2
O
3
(M là kim loại đứng sau
hiđrô;R là kim loại đứng trước hiđrô trong d?y điện hoá) bằng một lượng vừa
đủ dung dịch HCl thu được khí B và dung dịch C.Cho lượng khí B trên đi
qua ống đựng 1,6 gam CuO nung nóng được 1,344 gam chất rắn (biết có 80%
khí B tham gia phản ứng)
Cô cạn ½ dung dịch C được 2,42 gam muối khan .Tiến hành điện phân ½
dung dịch C với điện cực trơ cho đến khi trong dung dịch không c?n ion M
2+
th? thu được 22,4 ml khí ở anot.
a) Tính % khối lượng các chất trong A, cho tỉ số khối lượng
nguyên tử của M và R là 2,37
b) Nếu thêm từ từ dung dịch NaOH có pH=13 vào 1/10 dung

dịch C cho tới khi lượng kết tủa thu được không đổi th? tốn
hết bao nhiêu ml dung dịch NaOH?
9
Hướng dẫn:
a) Gọi a,b,c lần lượt là số mol của MgO,MO và R
2
O
3
có trong A , ta có các pt
phản ứng
Mg + 2HCl
→
MgCl
2
+H
2
MO + 2HCl
→
MCl
2
+ H
2
O
a a a b b
R
2
O
3
+ 6HCl
→

2RCl
3
+ 3H
2
O
C 2c
Có 80% khí H
2
, tức 0,8a mol H
2
phản ứng với CuO nên :
H
2
+ CuO
→
Cu + H
2
O
0,8a 0,8a 0,8a
Điện phân dung dịch C cho đến khi không c?n ion M
2+
thực chất là điện phân
muối MCl
2
: MCl
2

→
dp
M + Cl

2

2
b

2
b
số mol CuO có trong ống =1,6:80 = 0,02 mol
Nếu CuO phản ứng hết th? số mol Cu sinh ra = số mol CuO =0,02 khi ấy chất
rắn thu được là Cu nặng =64.0,02 =1,28 # 1,344
⇒
CuO c?n dư.
Vậy ta có hệ sau









=
==
=++++
=+−
=++++
37,2
001,022400:4,22
42,2)5,106().71(85

344,18,0.64)8,002,0(80
66,1)482()16(24
2
22
R
M
b
ba
cRM
aa
RcMba
Giải ra ta được a=0,02; b=0,002;
c=0,01; M=64; R=27. Suy ra %Mg=28,9%; %CuO=9,63%; %Al
2
O
3
=61,47%
b)
10
1
dung dịch C gồm 0,002 mol MgCl
2
; 0,0002 mol CuCl
2
và 0,002 mol
AlCl
3
. Các pứ xảy ra :
MgCl
2

+ 2NaOH = Mg(OH)
2
+ 2NaCl
0,002 0,004
CuCl
2
+ 2NaOH = Cu(OH)
2
+ 2NaCl
0,0002 0,0004
AlCl
3
+ 3NaOH = Al(OH)
3
+ 3NaCl Al(OH)
3
+ OH
-
= AlO
2
-
+ 2H
2
O
0,002 0,006 0,002 0,002 0,002
Số mol NaOH đ? dung =0,004 + 0,0004 +0,006+ 0,002=0,0124(mol)
Dung dịch NaOH có pH=13
⇒
pOH= 14-13=1
⇒

[OH
-
] =10
-1
=0,1M
⇒
dung dịch NaOH có nồng độ 0,1M
Vậy thể tích dung dịch NaOH cần dung =0,0124:0,1=0,124 l=124ml
Bài 9 :
Để hoà tan hết 11,2 gam hợp kim Cu –Ag tiêu tốn 19,6 gam dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng thu được khí A và 5lít dung dịch B .
1. Cho A tác dụng với nước Clo dư , dung dịch thu được lại cho tác
dụng với BaCl
2
dư thu đc 18,64 gam kết tủa .
10
a) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hợp kim .
b) tính nồng độ % của dung dịch H
2
SO
4
ban đầu
2. Nếu cho 280 ml dung dịch NaOH 0,5 M vừa đủ hấp thụ hoàn toàn
khí A ở trên th? khối lượng muối thu đc là bao nhiêu ? lấy 100ml dung dịch
B đem điện phân (điện cực platin ) trong 7 phút 43 giây I=0,5A .
a) tính khối lượng kim loại đ? bám vào catot và nồng độ mol của các
chất sau khi điện phân với giả thiết thể tích dung dịch vẫn là 100ml .

b) Nếu quá tr?nh điện phân với một bằng Cu cho đến khi trong dung
dịch không c?n Ag
+
th? khối lượng các điện cực tăng , giảm bao nhiêu ? Biết
rằng ở anốt Cu bị tan ra theo phản ứng Cu -2e = Cu
2+
.
Hướng dẫn:
1. Gọi a, b là số mol của Cu – Ag có trong hỗn hợp đ? cho ta có các pứ tạo khí A
(SO
2
): Cu + 2H
2
SO
4
= CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
a 2a a a
2Ag + 2H
2
SO
4
= Ag
2
SO

4
+ SO
2
+ 2H
2
O
b b b/2 b/2
SO
2
+ Cl
2
+2H
2
O = 2HCl + H
2
SO
4
H
2
SO
4
+ BaCl
2
= 2HCl +BaSO
4
↓
( )
2
b
a +

( )
2
b
a +

( )
2
b
a +

( )
2
b
a +
Như vậy ta có hế





==+
=+
08,0233:64,18
2
2,1110864
b
a
ba
Giải ra ta được a=0,04 ; b=0,08

⇒
% Cu=22,85%; %Ag=77,15 %
Số mol H
2
SO
4
=2a+b=0,16. Vậy nồng độ % dd H
2
SO
4
=
%80
8,19
98.16,0
=
2. Số mol NaOH đ? dung=0,28.0,5= 0,14 mol . Số mol SO
2
thu đc đem pứ
=a+b/2=0,08 mol . Do 1< số mol NaOH/ số mol SO
2
<2
⇒
thu đc 2 muối .
Gọi số mol NaHSO
3
:x mol ; Na
2
SO
3
: y mol theo các pứ

SO
2
+ NaOH = NaHSO
3
SO
2
+ 2NaOH = Na
2
SO
3
+ H
2
O
x x x y 2y y
ta có hệ :



=+
=+
14,02
08,0
yx
yx
Giải rat a đc x=0,02 và y=0,06
Vậy mNaHSO
3
= 2,08 g ; mNa
2
SO

3
=7,56 g
a) 5 lít dd B chứa 0,04 mol Ag
2
SO
4
và 0,04 mol CuSO
4

⇒
100ml dung dịch B
chứa 0,0008 mol mỗi muối . Gọi t thời gian điện phân Ag
2
SO
4
theo pt :
2Ag
2
SO
4
+2H
2
O = 4Ag + O
2
+ 2H
2
SO
4

0,0008 mol 0,0016 mol 0,0008 mol

Ta có 0,0016.108=
t.5,0.
1
108
.
96500
1
⇒
t=309giây . Vậy sau đó đ? điện phân thêm
463-309 =154 giây : 2CuSO
4
+ 2H
2
SO
4
= 2Cu + O
2
+ 2H
2
SO
4
11
với 154 giây điện phân th? mCu thu đc là =
96500
1
.
g0256,0154.5,0.
2
64
=

hay
0,0004 mol . pứ trên cũng tạo ra 0,0004 mol H
2
SO
4
CuSO
4
c?n 0,0004 mol
Suy ra lượng kim loại thu được =0,0016.108+0,0004.64=0,1984 g .
Số mol H
2
SO
4
có trong dung dịch sau pứ =0,0008+0,0004=0,0012
C
M H
2
SO
4
=0,0012:0,1=0,012M; [CuSO
4
] =0,0004:0,1=0,004M
b) đây là quá tr?nh điện phân với anốt tan , trong dung dịch có sự điện ly
Ag
2
SO
4
= 2Ag
+
+ SO

4
2-
; CuSO
4
= Cu
2+
+ SO
4
2-
Dung dịch sau điện phân không c?n Ag
+
, tức là Ag
2
SO
4
bị điện phân hết theo pt:
Cu + Ag
2
SO
4
= CuSO
4
+ 2Ag
0,0008 0,0008 0,0016
Vậy anốt tan ra 0,0008 mol Cu nên catốt giảm 0,0008.64 =0,0512 g
catốt có 0,0016 mol Ag tạo ra , nên catốt tăng 0,0016.108 =0,1728 gam
Bài 10:
Mắc nối tiếp 2 b?nh điện phân:
B?nh X chứa 800 ml dung dịch HCl nồng độ a(mol/l) và MCl
2

nồng độ
4a(mol/l) . B?nh Y chứa AgNO
3
.
Sau 3 phút 13 giây điện phân th? khối lượng kim loại tụ ở b?nh X là 0,16 gam
, b?nh Y là 0,54 gam
Sau 9 phút 39 giây điện phân th? khối lượng kim loại tụ ở b?nh X là 0,32 gam
, b?nh Y là 1,62 gam
Ngưng điện phân , lọc lấy các dung dịch ở 2 b?nh trên , đổ vào nhau th? đc
dung dịch Z có tổng thể tích là 1,6 lít và thu đc 0,61705 gam kết tủa .
a) giải thích các quá tr?nh điện phân
b) tính nguyên tử lượng của M
c) tính nhiệt độ mol của các dung dịch của các dung dịch X, Y, Z
d) H?y so sánh thể tích khí thoát ra ở anốt của các b?nh X và Y . Các pứ
xảy ra hoàn toàn . Coi thể tích của các dung dịch không thay đổi khi
điện phân.
Hướng dẫn:
a) ta có hai b?nh điện phân mắc nối tiếp :
• B?nh X chứa 800 ml dd MCl
2
và HCl
• B?nh Y chứa 800 ml dd AgNO
3

Ta lại có các thí nghiệm
1 Sau 3’12’’, khối lượng kim loại ở X là 0,16 gam và ở Y là 0,54 g
2 Sau 9’39’’, khối lượng kim loại ở X là 0,32 gam và ở Y là 1,62 g
Khi tăng gấp 3 thời gian , khối lượng kim loại ở X tăng gấp 2 , khối lượng kim
loại ở Y tăng gấp 3 . Do đó, ta có thể suy ra , khi tăng gấp 2 thời gian (6’26’’).
Muối MCl

2
ở b?nh X đ? điện phân hết và phần thời gian c?n lại (9’39’’-
6’26’’=3’13’’), HCl bị điện phân ở b?nh Y , sau 9’39’’ , muối AgNO
3
có thể bị
điện phân chưa hết .
Ta có các pt:
12
1 ở b?nh X:
MCl
2
= M + Cl
2
2HCl = H
2
+ Cl
2

0,005 mol 0,005 mol 0,01 0,005 mol
2 Ở b?nh Y:
2AgNO
3
+H
2
O = 2Ag + 1/2O
2
+ 2HNO
3

0,015 0,015 0,015

Gọi số mol MCl
2
; HCl lần lượt có trong X là a,4a mol ; số mol AgNO
3
ở b?nh Y
là b mol , nguyên tử khối của M là m. Ứng với thời gian tăng gấp đôi ta có các
khối lượng kim loại M ở X =0,32 g và khối lượng Ag ở Y =1,08 gam
Ta có các pt sau:
m
M
=
96500.2
mIt
⇒
0,32=
96500.2
mIt
(1) ; m
Ag
=
2.96500
108It
⇒
1,08=
96500.2
108It
(2)
Từ (1) và (2) suy ra m=64. Vậy M là Cu
b) Sau thời gian 6’26’’ ở b?nh X n
Cu

= 0,32:64= 0,005 mol ; n
CuCl
2
= 0,005
mol =a
n
HCl
= =4a=0,02 mol
Sau time 9’39’’ ở Y: n
Ag
= 1,62:108= 0,015 mol ;
⇒
n
AgNO
3
= 0,015 mol
Sau time 3’13’’ c?n lại ta có :m
Cl
ở b?nh X=
96500
5,35 It
(3)
m
Ag
ở b?nh Y =0,54=
96500
54,0 It
(4) . Từ (3) (4) ta có
108
5,35

54,0
`
=
Cl
m
⇒

m
Cl
=
g1775,0
108
5,35.54,0
=
. Số mol Cl
2
sinh ra từ HCl = 0,1775:71=0,0025 mol
Số mol HCl bị điện phân ở X =0,0025.2=0,005 mol . Số mol Hcl dư= 0,02-
0,005=0,015 mol .
Ngưng điện phân , lọc lấy các dd ở hai b?nh đổ vào nhau thu đc dung dịch Z(1,6l)
và 0,61705 gam kết tủa . Do Z có kết tủa
⇒
trong b?nh Y c?n chứa AgNO
3
dư .
Ta có các pt pứ:
AgNO
3
+ HCl = AgCl
↓

+ HNO
3

0,0043 0,0043 0,0043 0,0043 mol
số mol Ag =0,61705:143,5=0,0043 mol . Số mol AgNO
3
< số mol HCl
⇒
HCl dư
và AgNO
3
hết . Số mol HCl trong Z=0,015-0,0043=0,0107 mol
Số mol AgNO
3
trong Y =0,015+0,0043=0,0193 mol
Số mol HNO
3
trong Z =0,015+ 0,0043=0,0193 mol
Ta có :Dung dịch X:
[CuCl
2
] =
M00625,0
800
1000.005,0
=
; [HCl ] =4.0,00625=0,025M
Dung dịch Y: [AgNO
3
] =

M024125,0
800
1000.0193,0
=
Dung dịch Z:[HNO
3
] = 0,0193:1,6 = 0,012 M;[HCl ] =0,0107:1,6 = 0,0067M
13
d) anốt b?nh X có pứ:2Cl
-
-2e = Cl
2
; Anốt b?nh Y có pứ: H
2
O -2e=1/2O
2
+ 2H
+

Suy ra thể tích khí sinh ra ở X gấp đôi ở b?nh Y.
Bài 11:
Nung nóng m gam hỗn hợp A gồm CuCO
3
và MCO
3
một thời gian ta
thu đc m
1
gam chất rắn A
1

và V lít CO
2
(đktc)
Cho V lít CO
2
này hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch chứa 0,4 mol
NaOH, sau đó cho thêm CaCl
2
dư vào thấy tạo thành 15 gam kết tủa .Mặt
khác đem hoà tan hoàn toàn A
1
bằng dung dịch HCl dư đc dd B và 1,568 lít
CO
2
(đktc) .Tiến hành điện phân (điện cực trơ) dung dịch B tới khi catot bắt
đầu thoát khí th? ngừng lại , thấy ở anốt thoát ra 2,688 lít khí (đktc) .Cô cạn
dung dịch B sau điện phân rồi lấy muối khan đem điện phân nóng chảy thu
đc 4 gam kim loại ở catot.
1) Tính khối lượng nguyên tử của M
2) Tính khối lượng m và m
1
.
Hướng dẫn:
1) Gọi a,b là số mol ban đầu của CuCO
3
,MCO
3
. c,d là số mol CuCO
3
,MCO

3
đ? được nhiệt phân .các pứ xảy ra:
CuCO
3

→
0
t
CuO + CO
2
MCO
3

→
0
t
MO + CO
2
c c c d d d
V lít CO
2
hấp thụ hoàn toàn vào 0,4 mol NaOH có thể theo hai khả năng sau :
3 Chỉ tạo muối Na
2
CO
3

CO
2
+ 2NaOH = Na

2
CO
3
+ H
2
O; Na
2
CO
3
+ CaCl
2
= CaCO
3
↓
+ 2NaCl
Khi ấy số mol CaCO
3
=số mol Na
2
CO
3
=số mol CO
2
=15:100=0,15 .Vậy TH
này số mol CO
2
= 0,15=c+d.
4 Tạo Na
2
CO

3
và NaHCO
3

CO
2
+ 2NaOH = Na
2
CO
3
+ H
2
O ; CO
2
+ NaOH = NaHCO
3

Na
2
CO
3
+ CaCl
2
= CaCO
3

↓
+ 2NaCl
Gọi x là số mol CO
2

đ? pứ tạo Na
2
CO
3
và y là số mol CO
2
tạo NaHCO
3
, khi
ấy:



==
=+
15,0100:15
4,02
x
yx
Suy ra y=0,1 .Vậy TH này số mol CO
2
= x+y =0,25=c+d
Các pứ sau đó:
CuO + 2HCl = CuCl
2
+ H
2
O MO + 2HCl = MCl
2
+ H

2
O
c c d d
CuCO
3
+ 2HCl = CuCl
2
+CO
2
+H
2
O; MCO
3
+ 2HCl = MCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
(a-c) (a-c) (a-c) (b-d) (b-d) (b-d)
Dung dịch B khi đó chứa a mol CuCl
2
và b mol MCl
2
. đem điện phân dd B đến
khi cực âm bắt đầu thoát khí th? ngừng lại , dung dịch sau đó cô cạn thu đc
muối , vậy muối phải là MCl
2
và M phải là kim loại đứng trước H trong d?y

điện hoá các kim loại :
CuCl
2

 →
dpdd
Cu + Cl
2
MCl
2

 →
dpdd
M + Cl
2

a a b b
14
Như vậy theo trên ta có hai TH sau:
5 Số mol CO
2
thoát ra khi nhiệt phân =0,15 khi ấy ta có hệ
c+d =0,15 (1) Từ (1) (2) suy ra a+b =0,22.Do (3)
(a-c) + (b-d) =1,568:22,4= 0,07 (2)
⇒
b=0,1. Do(4) suy ra M=40
a= 2,688:22,4 =0,12 (3) Vạy M là Ca.
bM =4 (4)
6 Số mol CO
2

thoát ra khi nhiệt phân =0,25
Khi ấy ta có hệ:
c+d= 0,25 (5) Từ (5) (6)
⇒
a+b =0,32.Do (7) suy ra
(a-c) +(b-d) =0,07 (6) b=0,2.Do (8)
⇒
M=20Vô lí.
a=0,12 (7)
bM= 4 (8)
2) Do a=0,12; b=0,1; M=40 nên :m=0,12.124 + 0,1.100=24,88 gam
m
1
= m - m
CO
2
= 24,88-44(c-d)=24,88-44.0,15=18,28 gam.
15