lý thuyết và phương pháp giải bài tập điện phân

LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

MỤC LỤC
A. LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ........................................................................ 2
I. THẾ PHÂN GIẢI VÀ QUÁ THẾ ................................................................... 2
II. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH NHỮNG SẢN PHẨM KHI ĐIỆN PHÂN
DUNG DỊCH .................................................................................................... 4
III. ỨNG DỤNG CỦA SỰ ĐIỆN PHÂN ............................................................ 6
B. BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN ............................................................................. 8
I. BÀI TẬP LÍ THUYẾT ..................................................................................... 8
1. Dạng 1: Bài tập viết phương trình phản ứng xảy ra ở các điện cực, thứ tự các
ion bị điện phân ở từng điện cực và phương trình phản ứng chung khi điện phân
(phương trình điện phân)… .....................................................................................8
1.1. Điện phân nóng chảy ....................................................................................8
1.2. Điện phân dung dịch muối tan trong nước ...................................................9
2. Dạng 2: Bài tập giải thích hiện tượng (sự biến đổi pH, sự thay đổi màu của quỳ
tím…). .................................................................................................................... 17
II. BÀI TẬP ĐỊNH LƯNG ............................................................................. 22
DẠNG 1: BÀI TỐN ĐIỆN PHÂN KHƠNG CHO GIẢ THIẾT CƯỜNG ĐỘ
DỊNG ĐIỆN I VÀ THỜI GIAN ĐIỆN PHÂN t ..................................................22
DẠNG 2: BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH CHỈ CÓ H2O ĐIỆN PHÂN
Ở HAI ĐIỆN CỰC ................................................................................................ 23
DẠNG 3: BÀI TỐN ĐIỆN PHÂN CĨ CHO GIẢ THIẾT CƯỜNG ĐỘ I, THỜI
GIAN t ...................................................................................................................23
DẠNG 4: ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH CHỨA NHIỀU CHẤT ĐIỆN PHÂN .....23
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 1

LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

A. LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN
Năm 1800, Đavy (1778 - 1829), nhà vật lý và hóa học Anh, lần đầu tiên dùng
dịng điện của pin Volta để điện phân nước và đã khẳng định giả thuyết của A.
Lavoisier (1743 - 1794) là nước gồm có oxi và hiđro. Bằng cách điện phân, Đavy đã
điều chế được những kim loại như Na, K, Mg, Ca và Ba. Nghiên cứu hiện tượng điện
phân, năm 1834 M. Faraday (1791 - 1867), học trò của Đavy, đã phát minh các quy
luật về điện phân mà nay được gọi là định luật Faraday.
I. THẾ PHÂN GIẢI VÀ QUÁ THEÁ
Điện phân là sự phân hủy chất nhờ tác dụng của dòng điện một chiều. Khi nối
nguồn điện một chiều với hai điện cực nhúng trong chất điện ly nóng chảy hay dung
dịch chất điện ly ở các điện cực của bình điện phân xảy ra các quá trình oxi hóa và khử
làm cho chất bị phân hủy. Như vậy quá trình diễn ra ở đây ngược lại ở trong pin điện:
dòng điện ở pin là do phản ứng oxi hóa khử sinh ra. Phản ứng trong pin tự phát xảy ra
còn phản ứng điện phân chỉ xảy ra khi có dịng điện.









2+
Khi nối điện cực kẽm Zn Zn với điện cực clo Cl

ở điều kiện chuẩn,
2Cl2

pin kẽm – clo có suất điện động E0 = 2,12V. Ngược lại nếu dùng dịng điện một chiều
có thế hiệu 2,12V nối với hai điện cực trơ (bằng platin hoặc than chì) nhúng trong
dung dịch ZnCl2 sẽ thấy kẽm kim loại bám vào điện cực nối với cực âm của nguồn
điện và khí clo xuất hiện ở điện cực nối với cực dương của nguồn điện, nghĩa là ở các
điện cực đó đã xảy ra hai nửa phản ứng:
Ở điện cực âm (catot):

Zn 2+ + 2e  Zn

Ở điện cực dương (anot): 2Cl-  Cl2 + 2e
Phản ứng chung xảy ra là:
Dòng điện
và
Zn2+ + 2Cl  Zn + Cl2 ở thế hiệu là 2,12V


Tương tự như vậy, phản ứng điện phân:
Cu 2+ + 2Cl-  Cu + Cl2 xảy ra ở thế hiệu là 1,02V

Phản ứng điện phân :
Trang 2


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

2H+ + 2Cl-  H2 + Cl2 xảy ra ở thế hiệu là 1,36V.

Những thế hiệu 2,12V; 1,02V và 1,36V được gọi là thế phân giải của ZnCl2 ,
CuCl2 và HCl tương ứng ở trong dung dịch 1M. Vậy thế hiệu tối thiểu của dòng điện

một chiều cần đặt vào các điện cực trơ để gây nên sự điện phân chất gọi là thế phân
giải (kí hiệu là U). Những thế phân giải của các chất trên đây đúng bằng sức điện động
của các pin tương ứng.
Thế phân giải của ZnCl2 trong dung dịch:
U = E0 2
Cl
2Cl

-

- E 0 2+ = 1,36 - - 0,76 = 2,12V
Zn
Zn

Thế phân giải của CuCl2 trong dungdịch:
U = E0 2
Cl

-

0
- E Cu 2+ = 1,36 - 0,34 = 1,02V
Cu

2Cl

Thế phân giải HCl trong dung dịch :
U = E0 2
Cl
2Cl

-

- E0 +
2H

= 1,36 - 0,00 = 1,36V
H2

Ba thí dụ trên đây cho thấy thế phân giải của một chất điện ly bao gồm thế phân
giải cation và thế phân giải của anion. Thế phân giải của ion là thế tối thiểu cần đặt vào
điện cực để ion đó tích điện hay phóng điện.
Thế phân giải của đại đa số cation và anion ở các điện cực trơ thực tế bằng thế
điện cực của nguyên tố tương ứng. Nhưng thế phân giải của một vài ion như
Fe2+ , Ni 2+ , H+ và OH-  hay H2O  về giá trị tuyệt đối rất lớn hơn thế của điện cực tương

ứng. Khi điện phân dung dịch của chất chứa các ion đó ở trong nước, người ta phải
dùng dịng điện có thế hiệu cao hơn so với suất điện động E của pin tương ứng. Thế
hiệu phụ thêm đó được gọi là q thế (kí hiệu là ΔE ).
Hiện tượng quá thế có bản chất rất phức tạp và phụ thuộc nhiều vào yếu tố liên
quan với đặc tính động học như vật liệu được dùng để làm điện cực, bề mặt của điện
cực, trạng thái tập hợp của chất thoát ra ở điện cực, với mật độ dịng điện và nhiệt độ.
Khi ở điện cực thốt ra kim loại, đại lượng quá thế thường rất bé, có thể bỏ qua
được trừ các trường hợp sắt  ΔE = 0,24V  và niken  ΔE = 0,23V  . Khi ở điện cực thoát
Trang 3

LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

ra các khí như H2 và O2 đại lượng quá thế là đáng kể, không thể bỏ qua được. Dưới
đây là quá thế của hiđro và oxi trên các điện cực khác nhau:
Điện cực

Quá thế của hiđro, V

Quá thế của oxi, V

Pt (muội)

0,03 – 0,04

0,3

Fe

0,1 – 0,2

0,3

Pt (nhẵn)

0,2 – 0,4

0,5

Ni

0,2 – 0,4

0,5

Hg

0,8 – 1,0

Như vậy thế phân giải của chất điện ly ở trong dung dịch nước được xác định
bằng:
U = E0a - E0c + ΔEa + ΔEc

Trong đó U là thế phân giải, E 0 a là thế chuẩn của điện cực dương, E 0 c là thế
chuẩn của điện cực âm (hiệu E 0 a - E 0 c là suất điện động của pin tương ứng), E 0a là
quá thế của anion ở điện cực dương và ΔE 0c là quá thế của cation ở điện cực âm.
II. GIAÛI THÍCH SỰ TẠO THÀNH NHỮNG SẢN PHẨM KHI ĐIỆN PHÂN
DUNG DÒCH
Khi điện phân dung dịch nước chứa một số loại cation và một số loại anion thì về
nguyên tắc, ở điện cực âm, cation nào có điện cực lớn hơn sẽ bị khử trước và ở điện
cực dương, anion nào có thế điện cực bé hơn sẽ bị oxi hóa trước. Tuy nhiên trên thực
tế thứ tự đó thường bị phá vỡ bởi hiện tượng quá thế. Do đó, khi điện phân dung dịch
muối của kim loại ở trong nước thì trước tiên ở các điện cực sẽ xảy ra phản ứng oxi
hóa – khử nào địi hỏi thế phân giải bé nhất.
Để làm sáng tỏ điều này, chúng ta xét thế phân giải của tất cả những trường hợp
có thể xảy ra điện phân. Thí dụ như dung dịch CoCl2 1M với các điện cực platin nhẵn.
Trường hợp thứ nhất:

Ở điện cực âm: Co2+ + 2e  Co ,

Eo = -0,28
c

Ở điện cực dương: 2Cl-  Cl2 + 2e ,

Eo  1,36
a

Trang 4


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Phản ứng điện phân: Co2+ + 2Cl-  Co + Cl2 xảy ra ở thế phân giải:
U = 1,36-(-0,28) = 1,64V .

Trường hợp thứ hai:
Ở điện cực âm: Co2+ + 2e  Co ,

Eo = 0,28
c

1
2

Ở điện cực dương: H 2O  O2 + 2H + + 2e ,

Eo = 1,23
a

Quá thế của oxi trên điện cực Pt nhẵn ΔE a = 0,5
Phản ứng điện phân: Co2+ + H 2O  Co +

1
O2 + 2H + xảy ra ở thế phân giải:
2

U = 1,23 - (-0,28) + 0,5 = 2,01V .

Trường hợp thứ ba:
Ở điện cực âm: 2H2O + 2e  H2 + 2OH- ,

Eo = -0,82
c

Ở điện cực dương: 2Cl-  Cl2 + 2e ,

Eo = 1,36
a

Quá thế của hiđro trên điện cực Pt nhẵn ΔE c = 0,4
Phản ứng điện phân: 2Cl- + 2H2O  H2 + Cl2 + 2OH- xảy ra ở thế phân giải:
U = 1,36 - (-0,82) + 0,4 = 2,58V

Trường hợp thứ tư:
Ở điện cực âm: 2H2O + 2e  H2 + 2OH-

Eo = -0,82
c

1
2

Ở điện cực dương: H 2O  O2 + 2H + + 2e Eo = 1,23
a
Quá thế của hiđro trên điện cực Pt nhẵn ΔE c = 0,4
Quá thế của oxi trên điện cực Pt nhẵn ΔE a = 0,5
Phản ứng

điện

phân:

H 2O  H 2 +

1
O2
2

xảy

ra

ở

thế

phân giải:

U = 1,23 - (-0,82) + 0,5 + 0,4 = 2,95V

Các kết quả thu được trên đây cho thấy trường hợp thứ nhất đòi hỏi thế phân giải
bé nhất nên dễ xảy ra nhất và do đó sản phẩm của q trình điện phân dung dịch CoCl2
dòng điện

trong nước là kim loại coban và khí clo: CoCl2  Co + Cl2

Trang 5


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Tính tốn tương tự như vậy, chúng ta giải thích được sự tạo thành những sản
phẩm của quá trình điện phân dung dịch nước của các chất sau đây với điện cực trơ:
dòng điện
2NaCl + 2H2 O  H 2 + Cl 2 + 2NaOH


1
dòng điện
CuSO4 + H2 O  Cu + O2 + H 2SO4

2

và sự phân hủy nước khi điện phân các dung dịch H2SO4, NaOH, Na2SO4:
H 2O  H 2 +

1
O2
2

trong đó axit, chất kiềm và muối chỉ có vai trò làm tăng độ dẫn điện của dung dịch.
III. ỨNG DỤNG CỦA SỰ ĐIỆN PHÂN
Phương pháp điện phân được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế sản xuất và
trong phịng thí nghiệm nghiên cứu.
Trong cơng nghiệp hóa chất, điện phân thường được dùng để tách lấy đơn chất từ
hợp chất. Nhiều q trình điện phân giữ vai trị then chốt trong sản xuất như:
- Sản xuất NaOH, Cl2 bằng phương pháp điện phân dung dịch NaCl đậm đặc.
Trong quá trình điện phân, sản phẩm tạo ra là NaOH, H2 và Cl2 chứ không phải là O2
do quá thế của O2 quá lớn. Clo là một trong mười hóa chất được sản xuất nhiều nhất.
Vì vậy, có thể nói rằng các nhà sản xuất đã thu lợi nhuận hàng tỉ đô la là nhờ vào việc
ứng dụng quá thế điện phân.
- Sản xuất các khí H2, O2 bằng phương pháp điện phân dung dịch K2SO4, H2SO4,
NaOH…thực chất là điện phân nước, cịn các chất muối, axit, kiềm, chỉ đóng vai trò
làm tăng độ dẫn điện của dung dịch. Trong phịng thí nghiệm, sự điện phân nước thành
H2 và O2 đã được thực hiện từ năm 1800 đến nay vẫn được sử dụng để điều chế H2 và
O2 siêu tinh khiết.
- Sản xuất Li, Na, Mg, Ca, Sr, Ba, Cl2, Br2…bằng phương pháp điện phân các
muối halogenua nóng chảy.
- Sản xuất Al bằng phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy có thêm Na3AlF6
(criolit) để giảm nhiệt độ nóng chảy của nhôm oxit.
- Sản xuất KClO3 bằng phương pháp điện phân dung dịch KCl đặc, nóng…
Trang 6

LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

- Điều chế các kim loại tinh khiết.
Bằng phương pháp điện phân người ta có thể thu được các kim loại có độ tinh
kkhiết cao như Zn, Cd, Mn, Cr, Fe. Ví dụ, khi điện phân dung dịch ZnSO4 đã được
tinh chế và thêm H2SO4, do quá thế của H2 trên Zn khá lớn, nên ở catot không tạo ra
H2 và tạo ra Zn. Sản phẩm Zn thu được đạt độ tinh khiết 99,99%.
- Tinh chế kim loại.
Nhờ phương pháp điện phân có thể tinh chế hàng loạt kim loại như Cu, Ag, Au,
Ni, Co và Pb. Phổ biến nhất là tinh chế đồng. Đồng thô (lẫn tạp chất) được dùng làm
anot, nhúng trong dung dịch điện phân CuSO4. Đồng tinh khiết được dùng làm catot.
Các ion Cu2+ từ sự hòa tan anot chuyển về catot và bị khử thành đồng tinh khiết bám
vào catot.
- Đúc các đồ vật bằng kim loại được tiến hành tương tự như tinh chế kim loại.
Trong quá trình điện phân, kim loại anot tan dần thành Mn+ và bị khử thành kim loại
bám thành lớp trên khuôn đúc ở catot.
- Mạ điện
Trong kĩ thuật, người ta mạ các kim loại như Zn, Cd, Cu, Ni, Cr, Sn, Ag và Au
lên bề mặt các đồ vật bằng kim loại để chống gỉ, tăng vẻ bóng, đẹp của đồ vật bằng
phương pháp điện phân. Trong mạ điện, kim loại để mạ được dùng làm anot nhúng
trong dung dịch muối của nó. Vật cần mạ được dùng làm catot. Trong quá trình điện
phân, kim loại làm anot tan dần thành Mn+ còn ở catot, Mn+ bị khử thành lớp kim loại
bám trên bề mặt đồ vật làm catot.
- Phân tích định tính, định lượng và tách các kim loại trong hỗn hợp của chúng.
Nguyên tắc dựa trên thế phóng điện khác nhau của các ion kim loại trong hỗn hợp. Ví
dụ: Trong dung dịch có chứa đồng thời một số ion kim loại khác nhau. Bằng cách tăng
dần điện thế đặt vào hai điện cực của bình điện phân, các kim loại lần lượt thoát ra ở

điện cực. Qua đó xác định được trong dung dịch có những ion kim loại nào và khối
lượng của chúng là bao nhiêu.

Trang 7


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

B. BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN
I. BÀI TẬP LÍ THUYẾT
1. Dạng 1: Bài tập viết phương trình phản ứng xảy ra ở các điện cực, thứ tự các
ion bị điện phân ở từng điện cực và phương trình phản ứng chung khi điện phân
(phương trình điện phân)…
Để làm dạng bài tập này cần phải chú ý đến thứ tự phản ứng của ion ở điện cực.
1.1. Điện phân nóng chảy
Thường là các muối, có thể là oxit  Al2O3  hoặc hiđroxit (NaOH). Đối với muối
thì người ta thường điện phân muối clorua nóng chảy vì chúng khơng bị phân hủy khi
nóng chảy. Phương trình phản ứng dạng tổng qt như sau:
đpnc
2ACln  2A + NaCl2 1

ñpnc
2An Om  2nA + mO2  2 

ñpnc
2A  OH n  4A + nO2 + 2nH2O


 3

Phản ứng (1) thường dùng để điều chế Na, K, Ca, Mg, Ba,…
Phản ứng (2) dùng để điều chế Al trong công nghiệp.
Phản ứng (3) thường dùng để điều chế Na.
* Cách viết sơ đồ điện phân:
- Cực âm (-)(catot): xảy ra quá trình nhận electron.
- Cực dương (+)(anot): xảy ra q trình nhường electron.
Ví dụ 1: Điện phân nóng chảy NaCl
Sơ đồ điện phân:
Catot  - 
Na

 +  Anot

NaCl

+

Na + + 1e  Na


Cl2Cl  Cl2 + 2e


đpnc

Phương trình điện phân: NaCl  Na +

1

2

Cl2

Trang 8


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Ví dụ 2: Điện phân nóng chảy NaOH
Sơ đồ điện phân:

Catot  -  NaOH

Na




+

 +  Anot
OH -

4OH-  O2 + 2H2O + 4e


Na + + 1e  Na



đpnc
Phương trình điện phân: 2NaOH  2Na + 1 O2 + H2O

2

Ví dụ 3: Điện phân nóng chảy Al2O3
Sơ đồ điện phân:
Catot  -  


Al2O3

 +  Anot




3+

O 2-

Al3+ + 3e  Al


2O2-  O2 + 4e


Al

đpnc
Phương trình điện phân: Al2O3  2Al +


3
2

O2

* Lưu ý: Khi điện phân nóng chảy hỗn hợp nhiều chất thì thứ tự phản ứng của
cation ngược với thứ tự của nguyên tố kim loại trong dãy hoạt động hóa học của kim
loại, nghĩa là nguyên tố kim loại đứng sau thì cation của nó bị khử trước.
Ví dụ 1: Điện phân nóng chảy hỗn hợp các muối ZnCl 2, NiCl 2, CuCl

2

thì ở catot,

thứ tự phản ứng của cation như sau:
Cu 2+ + 2e  Cu

Ni2+ + 2e  Ni

Zn 2+ + 2e  Zn


1.2. Điện phân dung dịch muối tan trong nước
Cách viết sơ đồ điện phân:
- Cực (-) catot : xảy ra quá trình nhận electron

Ion kim loại sau nhôm nhận electron, ion kim loại từ nhôm trở về trước không
nhận electron mà nước nhận electron.
2H2O + 2e  2OH- + H2


Trang 9


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

K + Ba 2+ Ca 2+ Na + Mg 2+ Al3+




2009

Zn2+ Fe2+ Ni2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg22+ Ag+ Hg2+



Cation kim loaïi thu e
Mn+ + ne  M

H + ( H 2 O) thu e
2H 2 O + 2e H 2  + 2OH -

- Cực (+) anot: xảy ra quá trình nhường electron: ion gốc axit khơng có oxi
nhường electron. Ion gốc axit có oxi khơng nhường electron mà nước nhường electron.
* Chú ý: Đối với cacboxylat (muối của axit cacboxylic)

- Ở catot: 2H2O + 2e  2OH- + H2


2H2O  4H+ + O2  4e


- Ở anot: 2RCOO-  R-R + 2CO2  + 2e

Phương trình điện phân:
đpdd
2RCOONa + 2H 2O  H 2  + 2NaOH + 2CO2 + R-R 

 

  


Catot

Anot

Nếu khơng có màn ngăn: CO2 + NaOH  NaHCO3

Khi nhiệt độ trong bình điện phân lớn hơn 400 C thì:
2NaHCO3  Na 2CO3 + CO2 + H2O


Ví dụ 1: Điện phân dung dịch NaCl
Catot    


NaCl

  +  Anot


Na + , H 2 O

Cl- , H 2 O

2H2O + 2e  2OH- + H2


2Cl  Cl2 + 2e


đpdd

Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H 2O  2NaOH + H 2 + Cl 2
mn


 


Catot

Ví dụ 2: Điện phân dung dịch CuSO4
Catot  -  


CuSO4

Anot

  +  Anot


Cu 2+ , H 2O

SO4 2- ,H 2 O

Cu 2+ + 2e  Cu


2H2O  4H+ + O2  4e


đpdd

Phương trình điện phân: CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4 + 1 O2
2

Bài 1: Viết sơ đồ và phương trình điện phân các muối sau:
a) Điện phân nóng chảy Ba  OH 2
b) Điện phân dung dịch AgNO3, KBr, Na2SO4
Trang 10


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Giải:
a) Sơ đồ điện phân:
  +  Anot


Catot  -   Ba(OH)2

Ba 2+

OH4OH-  O2 + 2H2O + 4e


Ba 2+ + 2e  Ba


đpnc
Phương trình điện phân: 2Ba  OH 2  2Ba + O2 + 2H2O


b) AgNO3
Sơ đồ điện phân:
  +  Anot


Catot  -   AgNO3


NO3- ,H 2 O

Ag + , H 2O

2H2O  4H+ + O2  4e


Ag + + 1e  Ag


đpdd

Phương trình điện phân: 4AgNO3 + 2H2O  4Ag + O2  + 4HNO3

- KBr
Sơ đồ điện phân:
Catot  -   KBr


  +  Anot


K + , H 2O

Br - ,H 2 O

2H2O + 2e  2OH- + H2


2Br -  Br2  + 2e



đpdd

Phương trình điện phân: 2KBr + 2H2O  2KOH + Br2  H2 
mn

- Na2SO4
Sơ đồ điện phân:
Catot  -  


Na2SO4

  +  Anot

-

Na + , H 2O

SO4 2 ,H 2 O

2H2O + 2e  2OH- + H2


2H2O  4H+ + O2  4e


Phương trình điện phân:
ñpdd

2H2O  2H2  + O2 


Bài 2: Viết các quá trình điện phân lần lượt xảy ra ở các điện cực khi điện phân
dung dịch chứa
Fe3+
Fe

2+

2+
> Cu

Cu

FeCl3 , CuCl2 , HCl
+
> 2H

H2

2+
> Fe

biết thứ

tự

thế

điện hóa

như

sau:

Fe

Trang 11


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Giải:
- Ở catot: Fe3+ + 1e  Fe2+

Cu 2+ + 2e  Cu


2H+ + 2e  H2

Fe2+ + 2e  Fe



- Ở anot: 2Cl  Cl2 + 2e

Bài 3: Viết các phương trình điện phân xảy ra khi điện phân (với điện cực trơ, có

màng ngăn) dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl trong 3 trường hợp: b = 2a; b
< 2a; b > 2a.
Giải:
Catot  -   CuSO4, NaCl


  +  Anot


Na + , Cu 2+ , H 2O
Cu 2+ + 2e  Cu


SO4 2- , Cl- , H 2O
2Cl  Cl2 + 2e


đpdd

Phương trình điện phân: CuSO4 + 2NaCl  Cu  + Cl2  + Na 2SO4(1)

a mol  2a mol
Khi: b = 2a: 2 muối điện phân vừa hết. Sau khi (1) kết thúc thì nước bị điện phân.
b < 2a: Sau khi (1) kết thúc cịn dư CuSO4 nên có phản ứng:
đpdd
CuSO4 + H2O  Cu + H2SO4 + 1 O2

2

(2)

Sau (2) thì nước bị điện phân.
b > 2a: Sau (1) NaCl dư nên có phản ứng:
đpdd
2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2  + Cl2 

mn

(3)

Sau (3) thì nước bị điện phân.
Bài 4: Giải thích và viết sơ đồ điện phân:
a/ Khi điện phân KCl nóng chảy và khi điện phân dung dịch KCl thì sản phẩm
thu được là khác nhau.
b/ Khi điện phân dung dịch KNO3, dung dịch H2SO4 thì sản phẩm thu được là
giống nhau.

Trang 12


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Giải:
a/ Do ở catot xảy ra sự khử của những chất khác nhau nên phương trình điện
phân khác nhau và cho sản phẩm là khác nhau.
Sơ đồ điện phân:
* KCl nóng chảy
Catot(-)

K

+

KCl

Anot(+)

(nc)

Cl2Cl-  Cl2 +2e


K + +1e  K


đp
Phương trình điện phân: 2KCl  2K + Cl2


Sản phẩm khử tạo thành là kim loại kali.
* Dung dịch KCl:
Catot(-)

Anot (+)
KCl

K + , H 2O

Cl- , H 2O



(H 2 O)

2H 2O + 2e  H 2 +OH 

2Cl-  Cl2 +2e


đpdd
Phương trình điện phân: 2KCl + 2H2O  2KOH + H2 + Cl 2

mn

Sản phẩm khử tạo thành là khí hiđro.
b/ Ở catot, các ion H+ hoặc các phân tử H2O bị khử, cùng giải phóng ra khí H2. Ở
anot, H2O bị oxi hóa, giải phóng khí O2. Vì vậy sản phẩm tạo thành giống nhau.
Sơ đồ điện phân:
* Dung dịch KNO3
Catot(-)
K + , H 2O
2H 2O+2e  H 2 +OH 

KCl
(H 2 O)

Anot(+)
NO3 , H 2O

2H 2O  O 2 +4H + +4e


ñp
Phương trình điện phân: 2H2O  2H2 + O2


* Dung dịch H2SO4
Catot (-)
H + , H 2O
2H + +2e  H 2


H 2SO 4
(H 2 O)

Anot (+)
SO2- , H 2O
4
2H 2O  O 2 +4H + +4e


Trang 13


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Bài 5: Có một dung dịch chứa anion NO3 và các cation kim loại có cùng nồng độ

mol/l: Cu 2+ , Ag + , Pb2+ . Hãy cho biết trình tự xảy ra sự khử của những ion kim loại này
trên bề mặt catot.
Giải:
Các trình khử ion kim loại ở catot xảy ra theo trình tự sau: ion kim loại nào có
tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước:
Ag + +1e  Ag

Cu 2+ +2e  Cu

Pb 2+ +2e  Pb


Bài 6: Các q trình oxi hóa và khử xảy ra ở các điện cực có giống nhau khơng,
nếu ta điện phân dung dịch NiSO4 với:
a/ Các điện cực trơ (Pt)
b/ Các điện cực tan (Ni)
Giải:
Các quá trình khử ở catot giống nhau, các q trình oxi hóa ở anot là khác nhau.
a/ Điện cực trơ
Sơ đồ điện phân
Catot (-)
Ni 2+ , H 2O
Ni 2+ +2e  Ni


NiSO 4
(H 2 O)

Anot (Pt) (+)

SO2- , H 2O
4
2H 2O  O 2 +4H + +4e


Catot: tạo ra Ni kim loại
Anot: tạo ra khí O2.
b/ Điện cực tan
Catot (-)
2+

Ni , H 2O
Ni 2+ +2e  Ni


NiSO 4
(H 2 O)

Anot (Ni) (+)
SO 2- , H 2O
4
Ni  Ni 2+ +2e


Hiện tượng: Ở anot khơng có khí bay ra, cực dương bị ăn mịn, có một lượng Ni
bám trên cực âm (catot).
Giải thích:
Trang 14

LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Điện cực dương bằng Ni bị ăn mòn, do Ni bị oxi hóa: Ni  Ni2+ +2e .

Những ion Ni2+ này lại chuyển dời sang cực âm, tại đây chúng bị khử thành Ni:
Ni2+ +2e  Ni .


Bài tập tự giải:
Bài 1: Điện phân một dung dịch chứa anion NO3 và các cation kim loại có cùng
nồng độ mol: Cu 2+ , Ag + , Pb2+ . Hãy cho biết trình tự xảy ra sự khử của những ion kim
loại này trên bề mặt catot?
Bài 2: Hãy viết ptpư trên mỗi điện cực và ptpư chung (nếu có) cho mỗi sự điện
phân sau:
a) Dung dịch KCl có màng ngăn và khơng có màng ngăn.
b) Dung dịch chứa đồng thời K 2SO4 và CuSO4 .
c) Dung dịch Cu  NO3 2 với anot bằng Pt, catot bằng Cu.
d) Dung dịch Cu  NO3 2 với anot bằng Cu, catot bằng Pt.
Bài 3: Hãy nêu hiện tượng và viết ptpư khi điện phân các dung dịch hỗn hợp sau
với điện cực Pt:
a) HCl và Cu  NO3 2
b) NaCl và Cu  NO3 2
c) Zn  NO3 2 và Cu  NO3 2
Xét tất cả các trường hợp có thể xảy ra khi điện phân. Ngồi phương pháp điện
phân cịn có phương pháp nào tách được kim loại đồng ra khỏi các dung dịch trên?
Bài 4: Ion Na + có bị khử hay khơng, khi người ta thực hiện những phản ứng hóa
học sau:
a) Điện phân NaCl nóng chảy.

b) Điện phân dung dịch NaCl.
c) Dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch HCl.
Viết sơ đồ, phương trình điện phân và phản ứng hóa học đã xảy ra?
Bài 5: Cho các chất ACln , R x Oy , MOH ở trạng thái nóng chảy
Trang 15


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

a) Viết phương trình điện phân từng chất?
b) Phương pháp điện phân thường dùng điều chế những kim loại nào?
Bài 6: Phản ứng nào xảy ra trong quá trình điện phân MgCl2 nóng chảy?
A. Sự oxi hóa Mg 2+

B. Sự khử ion Mg 2+

C. Sự oxi hóa ion Cl-

D. Sự khử ion Cl-

Bài 7: Trong q trình điện phân KBr nóng chảy, phản ứng nào xảy ra ở điện cực
dương (anot)?
A. Ion Br - bị khử

B. Ion Br - bị oxi hóa

C.Ion K + bị oxi hóa

D. Ion K + bị khử

Bài 8: Điện phân với điện cực trơ, có màng ngăn một dung dịch chứa các ion
Fe2+ , Fe3+ , Cu 2+ , Cl- . Thứ tự các ion bị điện phân ở catot là:

A. Fe2+ , Fe3+ , Cu 2+

B. Fe2+ , Cu 2+ , Fe3+

B. Fe3+ , Cu 2+ , Fe2+

D. Fe3+ , Fe2+ , Cu 2+

Bài 9: Cho các anion: Cl- , Br - , S2- , I- , OH- . Dãy nào sau đây sắp xếp đúng thứ thự
tăng dần tính oxi hóa của các anion ở anot (điện cực trơ)
A. Cl- , Br - ,S2- , I- , OHB. Br - ,S2- , I- , OH- ,ClC. I- , Cl- , Br - , S2- , OHD. S2- , I- , Br - , Cl- ,OHBài 10: Phát biểu nào dưới đây không đúng về bản chất q trình hóa học xảy ra
ở điện cực trong sự điện phân?
A. Anion nhường electron ở anot
B. Cation nhận electron ở catot
C. Sự oxi hóa xảy ra ở catot
D. Sự khử xảy ra ở anot
Bài 11: Có các quá trình sau:
a) Điện phân NaOH nóng chảy
Trang 16


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

b) Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn
c) Điện phân NaCl nóng chảy
d) Cho NaOH tác dụng với dung dịch HCl
2. Dạng 2: Bài tập giải thích hiện tượng (sự biến đổi pH, sự thay đổi màu của
quỳ tím…).
Để làm dạng bài tập này yếu tố cần thiết nhất phải viết chính xác các phương
trình điện phân
Bài 1: Viết sơ đồ và phương trình phản ứng xảy ra khi điện phân dung dịch hỗn
hợp CuSO4 , NaBr .
Trong quá trình điện phân, pH của dung dịch thay đổi như thế nào? Biết nồng độ
mol của CuSO4 , NaBr bằng nhau.
Giải:
Catot  -   CuSO4, NaBr


  +  Anot


Na + , Cu 2+ , H 2O

SO4 2- , Br - , H 2O

Cu 2+ + 2e  Cu


2Br   Br2 + 2e


đpdd


Phương trình điện phân: CuSO4 + 2NaBr  Cu  + Br2  + Na 2SO4

a/2  a
Vì nồng độ mol của 2 muối bằng nhau nên trong dung dịch hỗn hợp, số mol của
2 muối phải bằng nhau. Gọi a là số mol của mỗi muối thì sau (1) còn dư a/2 mol
CuSO4 . Do muối CuSO 4 có phản ứng thủy phân cho mơi trường axit nên pH của dung

dịch nhỏ hơn 7.


CuSO4 + 2H2O  Cu  OH 2 + H2SO4


Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO4 thì pH giảm dần do nồng độ H + tăng
dần.
dpdd

Tiếp đến nước bị điện phân: 2H2O  2H2  + O2 

Do nước cạn dần nên nồng độ H+ tăng dần, do đó pH giảm dần nhưng giảm chậm
do nước cạn đi chậm.

Trang 17


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Bài 2: Điện phân dung dịch gồm NaCl và HCl có màng ngăn, sau một thời gian

điện phân ta thấy:
a) Dung dịch thu được làm đỏ quỳ tím.
b) Dung dịch thu được khơng làm đổi màu quỳ tím.
c) Dung dịch thu được làm xanh quỳ tím.
Hãy giải thích q trình điện phân xảy ra trong mỗi trường hợp trên và viết ptpư.
Giải:
ñpdd
a) 2HCl  H2 + Cl2


Dung dịch thu được làm đỏ quỳ tím chứng tỏ HCl chưa điện phân xong.
b) Dung dịch thu được khơng làm đổi màu quỳ tím chứng tỏ điện phân vừa hết
HCl.
c) Dung dịch thu được làm xanh quỳ tím chứng tỏ NaCl đã bị điện phân.
đpdd
2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2  + Cl2 

mn

Bài 3: Viết ptpư có thể xảy ra khi điện phân dung dịch hỗn hợp gồm
HCl, CuCl2 , NaCl với điện cực trơ có màn ngăn. Hãy cho biết pH của dung dịch sẽ

thay đổi như thế nào (tăng hay giảm) trong quá trình điện phân.
Giải:
pH = - lg  H + 
 
Thứ tự điện phân:
ñpdd
CuCl2  Cu + Cl2 : pH không thay đổi do không làm thay đổi  H +  và pH < 7.


 
ñpdd
2HCl  H2 + Cl2 : Do  H +  giảm nên pH tăng và pH = 7 lúc vừa hết HCl.

 
ñpdd
2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2  + Cl2  : pH tiếp tục tăng lên do OH -  tăng

mn



và pH > 7.
ñpdd
2H2O  2H2  + O2  : Do nước cạn dần nên OH  tăng dần do đó pH tăng




chậm.

Trang 18


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Bài 4: Viết phương trình phản ứng điện phân (điện cực trơ) dung dịch từng chất
sau: NaCl (có màng ngăn), FeSO4 và HCl đến khi nước bắt đầu điện phân thì ngừng

lại. Cho biết quỳ tím đổi màu gì trong dung dịch còn lại sau điện phân từng chất?
Rút ra nguyên tắc chung khi điện phân dung dịch muối (của nhóm kim loại và nhóm
axit nào) để nhận được dung dịch sau điện phân là axit, bazơ?
Giải:
ñpdd
2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2  + Cl2 

mn

Dung dịch sau điện phân làm quỳ tím chuyển thành màu xanh.
đpdd
2FeSO4 + 2H2O  2Fe + O2 +2 H2SO4

mn

Dung dịch sau điện phân làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
đpdd
2HCl  H2 + Cl2


Dung dịch sau điện phân khơng làm đổi màu quỳ tím.
- Để nhận được dung dịch sau điện phân có mơi trường axit, phải điện phân dung
dịch muối tạo bởi kim loại có tính khử kém Al (sau Al) và gốc axit có oxi.
- Để nhận được dung dịch sau điện phân có mơi trường bazơ, phải điện phân
dung dịch muối tạo bởi kim loại từ Al trở về trước (Al, kiềm, kiềm thổ) và gốc axit
khơng có oxi.
Bài 5: Điện phân nóng chảy muối AX (A là kim loại kiềm, X là Cl, Br, I) thu
được chất rắn A và khí B. Cho A tác dụng với nước được dung dịch A ' và khí B' . Cho
B' tác dụng với B được khí D. Cho D tác dụng với dung dịch A ' được dung dịch E.

Viết các pthh và giải thích màu của quỳ tím.
Giải:

dpnc
2AX  2A + X2 


(1)

(A) (B)
ñpnc
2A + 2H2O  2AOH + H2 


( A ' ) ( B' )

(A)
H2 + X2  2HX


(B) ( B' )

(2)

(3)

(D)
Trang 19

LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

AOH + HX  AX + H2O


( A' )

(D)

2009

(4)

(E)

Theo (1, 2, 3, 4) thì n AOH = n HX . Do đó dung dịch E chính là dung dịch muối AX. Vì
các ion A + và X-  Cl- , Br - , I-  trung tính nên pH của dung dịch E bằng 7 và quỳ tím có
màu tím (khơng đổi màu).
Bài tập tự giải
Bài 1: Điện phân dung dịch hỗn hợp H2SO4 , CuSO4 , KBr với điện cực trơ, màng
ngăn xốp. Trong đó nồng độ mol/l của hai muối bằng nhau. Nếu thêm vài giọt quỳ vào
thì màu của dung dịch thay đổi như thế nào trong quá trình điện phân?
Bài 2: Khi điện phân dung dịch của một loại muối, giá trị pH trong không gian
gần điện cực của một cực tăng lên. Dung dịch muối nào bị điện phân?
Bài 3:
a) Hãy nêu sự giống và khác nhau giữa hai quá trình: Cho Cu tác dụng với dung
dịch AgNO3 và điện phân dung dịch AgNO3 với anot bằng Cu.
b) Một hợp chất có cơng thức CuCO3 .Cu  OH 2 . Từ chất đó hãy trình bày 3
phương pháp điều chế Cu? Phương pháp nào thu được Cu tinh khiết hơn cả?
Bài 4: Hãy giải thích:

a) Khi điện phân KCl nóng chảy và khi điện phân dung dịch KCl thì sản phẩm
thu được là khác nhau.
b) Khi điện phân dung dịch KNO3 , dung dịch H 2SO4 thì sản phẩm thu được là
giống nhau.
Bài 5: Hãy viết sơ đồ và phương trình điện phân xảy ra khi điện phân dung dịch
CuSO4 với hai điện cực bằng platin (Pt). Sau khi điện phân được một thời gian, ngắt

nguồn điện ngoài và nối hai điện cực trên bằng dây dẫn, có hiện tượng gì xảy ra? Giải
thích và minh họa bằng phương trình hóa học?
Bài 6: Điện phân canxi clorua nóng chảy được chất rắn A và khí B. Cho A tác
dụng với nước thu được khí C và dung dịch D. Thu khí B và C chophản ứng với nhau,
Trang 20


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

lấy sản phẩm hòa tan trong nước được dung dịch E. Cho một mẫu giấy quỳ tím vào
dung dịch E. Quan sát màu của giấy quỳ thấy gì? Đổ tồn bộ dung dịch D vào dung
dịch E, màu của giấy quỳ biến đổi như thế nào?Giải thích? (Biết rằng các phản ứng
đều xảy ra hoàn toàn và trong khi thực hiện phản ứng không để mất mát sản phẩm).
Bài 7: Điện phân một dung dịch hỗn hợp gồm HCl, CuCl 2, NaCl với điện cực trơ
có màng ngăn. pH của dung dịch thay đổi như thế nào trong quá trình điện phân?
A. Tăng

B. Giảm

C. Tăng rồi giảm

D. Giảm rồi tăng

Bài 8: Điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng đồng, nhận thấy màu xanh của
dung dịch khơng đổi. Đó là do ngun nhân nào sau đây?
A. Sự điện phân không xảy ra
B. Thực chất là điện phân nước
C. Đồng tạo ra ở catot lại tan ngay
D. Lượng đồng bám vào catot bằng lượng đồng tan ra ở anot do điện phân
Bài 9: Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp các muối NaCl, CuCl 2 FeCl ,3 ZnCl
,

2

.

Kim loại cuối cùng thoát ra ở catot trước khi có khí thốt ra là:
A. Zn
Bài

B. Cu
10:

Điện

phân

C. Fe
dung

dịch

X

D. Na
chứa

hỗn

hợp

các

muối

NaCl, CuCl2 , FeCl3 , ZnCl2 . Kim loại đầu tiên thoát ra ở catot trước khi có khí thốt ra

là:
A. Zn

B. Cu

C. Fe

D. Na

Bài 11: Những bán phản ứng nào sau đây xảy ra ở catot trong quá trình điện phân
dung dịch CuBr2 ?

a) Cu 2+  dd  + 2e  Cu  r 


b) Cu  r   Cu 2+  dd  + 2e
c) 2H2O + 2e  2OH- + H2


(d) 2H2O  4H+ + O2  4e

Trang 21


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

II. BÀI TẬP ĐỊNH LƯNG
DẠNG 1: BÀI TỐN ĐIỆN PHÂN KHƠNG CHO GIẢ THIẾT CƯỜNG
ĐỘ DÒNG ĐIỆN I VÀ THỜI GIAN ĐIỆN PHÂN t
* Lưu ý: Xem phương trình điện phân như một phản ứng vơ cơ bình thường
Bài 1: Tiến hành điện phân dung dịch CuSO4 một thời gian, khi ngừng điện
phân, ở catot xuất hiện 3,2g kim loại Cu. Hỏi ở anot xuất hiện khí gì và với thể tích là
bao nhiêu (đktc)?
Giải:
Phương trình điện phân:
CuSO4 + H 2O  Cu +


1
O2 + H 2SO4
2

Ta có:
1
1 3,2
n Cu = ×
= 0,025(mol)
2
2 64
 VO2 = 0,025 × 22,4 = 0,56(l)
n O2 =

Bài 2: Tính lượng các chất tham gia và thu được khi điện phân dung dịch
ZnSO4 .
ñpdd
2 ZnSO4 + 2H2O  2Zn  + O2  + H2SO4


2.161g  2mol

2.65g  22,4l  2mol




a (g)  x mol

y (g)  V (l)  z (mol)
2.161
a

2

= x x=

2.161
a

Ta có các tỉ lệ:

=

2,65
y

2a
2.161

y=

2.65.a
2.161

(Trong đó a là số gam chất bị điện phân)
Chú ý: Khi đang điện phân, tức là lúc đang có dịng điện chạy qua thì Zn bám ở
catot khơng tác dụng với H 2SO4 trong dung dịch. Lúc ngừng điện phân và để n thì

có phản ứng: Zn + H2SO4l  ZnSO4 + H2 

Trang 22


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Bài 3: Điện phân có màng ngăn 150ml dung dịch BaCl2. Khí thốt ra ở anot có
thể tích là 112ml (đktc). Dung dịch cịn lại trong bình điện phân sau khi được trung
hòa bằng HNO3 đã phản ứng vừa đủ với 20g dung dịch AgNO3 17%.
a/ Viết phương trình điện phân và các phản ứng hóa học đã xảy ra.
b/ Tính nồng độ mol/l của dung dịch BaCl2 trước khi điện phân.
Giải:
a/ Các phản ứng hóa học:
đpdd
BaCl2 + H2O  H2 + Cl2 + Ba(OH)2


(1)

Ba(OH)2 + 2HNO3  Ba(NO3 ) 2 + 2H 2O (2)

BaCl2 + 2AgNO3  Ba(NO3 ) 2 + 2AgCl


(3)

b/ Nồng độ dung dịch BaCl2:
Số mol Cl2 sinh ra ở (1):
n Cl2 =

0,112
=0,005(mol)
22,4

Khối lượng AgNO3 tham gia (3):
17×20
=3,4(g)
100
3,4
 n AgNO3 =
=0,02(mol)
170
m AgNO3 =

Theo (1): n BaCl = n Cl = 0,05(mol)
2

2

1
2

Theo (3): n BaCl = n AgNO =
2

3

0,02
=0,01(mol)
2

Nồng độ của dung dịch BaCl2 trước điện phân:
CMBaCl =

2

1000×(0,01+0,005)
=0,01(mol/l)
150

Bài 4: Điện phân (với điện cực platin) 200ml dung dịch Cu  NO3 2 đến khi bắt
đầu có bọt khí thốt ra ở catot thì dừng lại. Để yên dung dịch cho đến khi khối lượng
của catot không đổi thấy khối lượng tăng 3,2g so với lúc chưa điện phân. Tính nồng độ
M của dung dịch Cu  NO3 2 trước khi điện phân.
Trang 23


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

Giải:
Gọi x là số mol Cu  NO3 2 ban đầu
ñpdd
2Cu  NO3 2 + 2H2O  2Cu + O2 + 4HNO3


x mol

x

2x

Bắt đầu có bọt khí thốt ra ở catot là lúc nước bắt đầu bị điện phân, nghĩa là Cu  NO3 2

bị điện phân vừa hêt.
dp
2H 2O  2H 2 + O2

 
Catot

Anot

Ngừng điện phân và để yên dung dịch thì Cu tác dụng với HNO3 lỗng, giải phóng khí
NO:

3Cu + 8HNO3  3Cu  NO3 2 + 2NO + 4H2 O


Ban đầu:

x mol

Phản ứng :

2x.3
 2x
8
2x.3
x
x =
8
4

Dư:

2x

x
3,2
=
= 0,05.x = 0,2
4
64

0,2
CM  Cu NO   =
= 1 M 
3 2
0,2

Bài 5: Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ. Sau một thời gian
thấy khối lượng dung dịch giảm đi 8,0g.
a/ Tính khối lượng Cu bám trên catot.
b/ Sục khí H2S tới dư vào dung dịch sau điện phân, thu được 4,8g kết tủa. Tính
nồng độ ban đầu của dung dịch CuSO4.
Giải:
a/ Phương trình điện phân:
CuSO4 + H 2O  Cu +


1
O2 + H 2SO4 (1)
2

Khối lượng dung dịch giảm đi chính là tổng khối lượng của Cu bám vào điện cực và
khối lượng của O2 thoát ra.
Gọi x là số mol CuSO4 bị điện phân, theo (1) ta có:
Trang 24


LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN VÀ BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

2009

64x +0,5x.32 = 0,8
 x = 0,01. Vậy mCu = 0,01.64 = 0,64(g).

b/ Sau phản ứng CuSO4 dư phản ứng với H2S:
CuSO4 + H2S  CuS + H2SO4

4,8
=0,05(mol)
Ta có
96
 n CuSO4 = n CuS = 0,05(mol).
n CuS =

Vậy nồng độ ban đầu của CuSO4 là:
CM =

0,01+0,05
=0,3(M)
0,2

Bài 6: Điện phân 200ml dung dịch muối nitrat kim loại M hóa trị I điện cực trơ
cho đến khi trên bề mặt catot xuất hiện bọt khí thì ngừng điện phân. Để trung hịa dung
dịch sau điện phân, phải dùng 250ml dung dịch NaOH 0,8M.
Mặt khác, nếu ngâm một thanh kẽm có khối lượng 50g vào 200ml dung dịch
muối nitrat kim loại nói trên, phản ứng xong khối lượng thanh kẽm tăng thêm 30,2%
so với khối lượng ban đầu.
a/ Tính nồng độ mol/l của dung dịch muối nitrat trước điện phân.
b/ Tìm cơng thức hóa học của muối nitrat kim loại M.
Giải:
Điện phân dung dịch MNO3 cho đến khi trên bề mặt catot xuất hiện bọt khí, có
nghĩa là tồn bộ lượng ion M+ đã bị khử hết và đến lượt các phân tử H2O bị khử sinh
ra khí H2.
Các phương trình phản ứng:
đp
4MNO3 + 2H2O  4M + 2O2 + 4HNO3 (1)


HNO3 +NaOH  NaNO3 +H2O (2)


Zn+2MNO3  Zn(NO3 )2 +2M (3)


Số mol NaOH tham gia ở phản ứng (2):
n NaOH =

0,8×250
=0,2(mol)
1000

Trang 25