DẠNG TOÁN ĐIỆN PHÂN_07

Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 49 -
m = (0,02 + 0,02)143,5 + 108.0,1 = 68,2 (g);
Đáp án A







Dạng toán điện phân

Các em thân mến , hầu hết các em đều yếu giải các bài toán về điện phân , để giúp
các em không còn e ngại dạng toán này nữa , thầy Ngọc Quang đã cố gắng sưu tập
đầy đủ các dạng gồm các CÂU HỎI LÝ THUYẾT & DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN
PHÂN . Đặc biệt các bài tập được giải cẩn thận , chi tiết , dễ hiểu .

Chúc các em học tốt !

Lý thuyết :

- Qúa trình điện phân diễn ra ở ca tốt : Qúa trình khử các ion dương kim loại và H
2
O
 Điện phân nóng chảy : Thứ tự khử tăng dần từ trái qua phải theo chiều tăng dần tính oxi
hóa của ion kim loại
 Điện phân dung dịch : Các ion kim loại từ : Li
+
→ Al
3+
không bị điện phân (nước sẽ bị phân
).
- Qúa trình điện phân ở anot (cự dƣơng ) : Thứ tự giảm dần như sau : I
-
> Br
-
> I
-
> H
2
O (F-
không bị điện phân )

Một vài ví dụ về điện phân :

VD

1
: Điện phân dd NaCl :
NaCl → Na
+
+ Cl
-





Catot (-) Anot (+)
Na
+
không bị điện phân 2Cl
-
- 2e → Cl
2

2H
2
O + e → H
2
+ 2OH
-


→ Phương trình : 2Cl
-
+ 2H

2
O → Cl
2
+ H
2
+ 2OH
-

2NaCl + 2H
2
O → 2NaOH + Cl
2
+ H
2


Tương tự với các phương trình điên phân các chất : NaCl , CaCl , MgCl
2
, BaCl
2
, AlCl
3

→ Không thể điều chế kim loại từ : Na → Al bằng phương pháp điên phân dung dịch .

VD2 : Điện phân dung dịch : Cu(NO
3
)
2
:

Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 50 -
Cu(NO
3
)
2
→ Cu
2+
+ 2NO
3
-


Catot(-) Anot (+)

NO
3
-
không bị điện phân .
Cu
2+
+ 2e → Cu 2H
2
O - 4e → 4H
+
+ O
2

→ Phương trình : Cu
2+
+ H
2
O → Cu + 2H
+
+ ½ O
2

Cu(NO
3
)
2
+ H
2
O → Cu + 2HNO
3

+ ½ O
2


→ Tương tự với trường hợp điện phân các muối của kim loại yếu từ Zn → Hg với các gốc axit NO
3
-
,
SO
4
2-
.
FeSO
4
+ H
2
O → Fe + H
2
SO
4
+ ½ O
2


VD3 : Điện phân dung dịch Na
2
CO
3
:
Na

2
CO
3
→ 2Na
+
+ CO
3
2-




Catot (-) Anot (+)

Na
+
không bị điện phân CO
3
2-
không bị điện phân
H
2
O + 2e → H
2
+ OH
-
H
2
O – e → H
+

+ O
2


→ Phương trình : 2H
2
O → H
2
+ OH
-
+ H
+
+ O
2

H
2
O → H
2
+ O
2

→ Tương tự điện phân các dung dich NaNO
3
, Ca(NO
3
)
2
, K
2

SO
4
… (Muối của kim loại từ Na
+
→
Al
3+
với các gốc axit có chứa Oxi ) cũng điện phân tạo ra O
2
+ H
2


Công thức Faraday : Số mol e trao đổi ở mỗi điện cực :
n = It/96500
I là cường độ dòng điện , t là thời gian tính bằng s

Hoặc : n = It/96500.n
e

n
e
: hóa trị của kim loại

Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 51 -

BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN

Câu 1:Điện phân 100ml dung dịch chứa AgNO
3
0.1M và Cu(NO
3
)
2
0.1M với cường độ dòng
điện I là 1.93A.Tính thời gian điện phân (với hiệu xuất là 100%).
1)để kết tủa hết Ag (t1)
2)để kết tủa hết Ag và Cu (t
2
)
a)t
1
= 500s, t
2
= 1000s b) t
1
= 1000s, t
2
= 1500s
c)t
1
= 500s, t
2
= 1200s d) t
1

= 500s, t
2
= 1500s

n
AgNO3
= 0,01 mol ; n
Cu(NO3)2
= 0,01 mol
Để điện phân hết AgNO
3
:
n
1
= It/96500.1 → 0,01 = 1,93.t
1
/ 96500 → t
1
= 500 s

Để điện phân hết 0,01 mol Cu(NO
3
)
2
:
n
2
= It
2
/96500.2 → 0,01 = 1,93.t

2
/96500.2 → t
2
= 1000 s
→ Tổng thời gian để điện phân hết cả hỗn hợp trên là : t = t
1
+ t
2
= 500 + 1000 = 1500 s
→ Chọn đáp án d .

Câu 2:Điện phân 100ml dung dịch CuSO
4
0.2M với cường độ I = 9.65 A.Tính khối lượng
Cu bám bên catot khi thời gian điện phân t
1
= 200s và t
2
= 500s(với hiệu suất là 100%).
a) 0.32g ; 0.64g b) 0.64g ; 1.28g
c) 0.64g ; 1.32g d) 0.32g ; 1.28g


n
CuSO4
= 0,2.0,1 = 0,02 mol
Trước tiên ta cần tính thời gian để điện phân hết 0,02 mol CuSO
4
là :
n = It/96500.2 → 0,02 = 9,65.t / 96500.2 → t = 400 s

Phương trình điện phân :
CuSO
4
+ H
2
O → Cu + H
2
SO
4
+ ½ O
2


Khi điện phân trong thời gian t
1
= 200 s :
n = It/96500.2 = 9,65.200/96500.2 = 0,01 mol → Khối lượng Cu = 0,01.64 = 0,64 gam

Khi điện phân trong 500 s : Vì để điện phân hết 0,02 mol CuSO
4
hết 400s , nên 100s còn lại sẽ điện phân H
2
O
theo phương trình : H
2
O → H
2
+ ½ O
2

Khối lượng kim loại Cu thu được : 0,02.64 = 1,28 gam
→ Chọn đáp án b .

Câu 3:Điện phân 100ml dung dịch CuSO
4
0.1M cho đến khi vừa bắt đầu sủi bọt bên catot
thì ngừng điện phân. Tính pH dung dịch ngay khi ấy với hiệu suất là 100%.Thể tích dung


Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 52 -
dịch được xem như không đổi. Lấy lg2 = 0.30.
a) pH = 0.1 b) pH = 0.7 c) pH = 2.0 d) pH = 1.3

Đến khi vừa bắt đầu sủi bọt khí bên catot thì Cu
2+
vừa hết .

Điện phân dung dịch : CuSO
4
:
CuSO
4
→ Cu
2+
+ SO
4
2-



Catot(-) Anot (+)

SO
4
2-
không bị điện phân .
Cu
2+
+ 2e → Cu 2H
2
O - 4e → 4H
+
+ O
2

0,02


0,01 0,02 -

0,02
→ Số mol e cho ở anot = số mol e cho ở catot → n
H+
= 0,01 mol
→ [H+] = 0,02/0,1 = 0,2 → pH = -lg0,2 = 0,7 → Chọn đáp án B

Câu 4:Điện phân 100ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ ,có màng ngăn, cường độ
dòng điện I là 1.93A. Tính thời gian điện phân để được dung dịch pH = 12, thể tích dung
dịch được xim như không thay đổi,hiêu suất điện phân là 100%.
a) 100s b) 50s c) 150s d) 200s

Vì dung dịch có PH = 12 → Môi trường kiềm .
p H = 12 → [H
+
] = 10
-12
→ [OH
-
] = 0,01 → Số mol OH
-
= 0,001 mol
NaCl → Na
+
+ Cl
-

Catot (-) Anot (+)
Na
+
không bị điện phân Cl- + 2e → Cl
2

2H
2
O + 2e → H
2
+ 2OH
-

0,001<----------0,001
→ Số mol e trao đổi là : n = 0,001 mol
→ Áp dụng công thức Faraday : n = It/96500 → 0,001 = 1,93.t / 96500
→ t = 50 s

Câu 5:Điện phân 100 ml dung dịch CuSO
4
0,2M và AgNO
3
0.1M với cường độ dòng điện I
= 3.86A.Tính thời gian điện phân để được một khối lượng kim loại bám bên catot là
1.72g.Cho Cu =64. Ag = 108.
a) 250s b) 1000s c) 500s d) 750s

Số gam kim loại Ag tối đa được tạo thành : 0,01.108 = 1,08 gam

Số gam Cu tối đa tạo thành : 0,02.64 = 1,28 gam
Vì 1,08 < 1,72 < 1,08 + 1,28 → Điện phân hết AgNO
3
, Và còn dư một phần CuSO
4

→ Khối lượng Cu được tạo thành : 1,72 – 1,08 = 0,64 gam → n
Cu
= 0,01 mol
Áp dụng công thức Faraday :
Cho Ag : 0,01 = 3,86.t
1
/ 96500.1 → t
1
= 250s
Cho Cu : 0,01 = 3,86.t
2
/ 96500.2 → t
2
= 500 s
→ Tổng thời gian : 250 + 500 = 750 s


Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625

Convert by TVDT - 53 -
→ Chọn d .

Câu 6:Điện phân 100ml dung dịch CuCl
2
0.08M. Cho dung dịch thu được sau khi điện phân
tác dụng với dung dịch AgNO
3
dư thì thu được 0.861g kết tủa. Tính khối lượng Cu bám bên
catot và thể tích thu được bên anot. Cho Cu = 64.
a) 0.16g Cu ; 0.056 l Cl
2
b) 0.64g Cu ; 0.112 l Cl
2

c) 0.32g Cu ; 0.112 l Cl
2
d) 0.64g Cu ; 0.224 l Cl
2

n
CuCl2
= 0,008 mol
CuCl

2
→ Cu + Cl
2
(1)
0,005 ----

0,005 0,005 mol
Dung dịch sau phản ứng có phản ứng với AgNO
3
tạo ra kết tủa → CuCl
2
dư
CuCl
2
+ 2AgNO
3
→ Cu(NO
3
)
2
+ 2AgCl ↓
0,003

---------------------------------------0,006
→ CuCl2 tham gia phản ứng (1) = 0,008 – 0,003 = 0,005 mol
→ Khối lượng Cu = 0,005.64 = 0,32 gam , thể tích khí Cl
2
thu được : 0,005.22,4 = 0,112 lít
→ Chọn đáp án C .

Câu 7:Điên phân 100ml dung dịch CuSO
4
0.1M với cường độ I = 9,65A.Tính thể tích khí
thu được bên catot và bên anot lúc t1 = 200s và t
2
= 300s.
a) catot: 0 ; 112ml và anot: 112 ; 168ml
c) catot: 0 ; 112ml và anot: 56 ; 112ml
b) catot: 112 ; 168ml và anot: 56 ; 84ml
d) catot: 56 ; 112ml và anot: 28 ; 56ml

Điện phân dung dịch : CuSO
4
:

CuSO
4
→ Cu
2+
+ SO
4
2-



Catot(-) Anot (+)

SO
4
2-

không bị điện phân .
Cu
2+
+ 2e → Cu 2H
2
O - 4e → 4H
+
+ O
2

Thời gian để điện phân hết : 0,01 mol CuSO
4
:
0,01 = 9,65.t / 96500.2 → t = 200 s

Xét ở thời điểm t
1
= 200 s → n
CuSO4
điện phân hết = 0,01 mol
Phương trình điện phân CuSO
4
:
CuSO
4
+ H
2
O → Cu + H
2
SO

4
+ ½ O
2

0,01 0,01 0,005 mol
→ Thể tích khí thu được ở anot : 0,005.22,4 = 0,112 l = 112 ml
Không có khí thoát ra ở catot .

Xét ở thời điểm t2 = 300s , điện phân CuSO
4
hết 200s , còn điện phân H
2
O hết 100s
Điện phân dung dịch : CuSO
4
:
CuSO
4
→ Cu
2+
+ SO
4
2-



Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625

Convert by TVDT - 54 -


Catot(-) Anot (+)

SO
4
2-
không bị điện phân .
Cu
2+
+ 2e → Cu 2H
2
O - 4e → 4H
+
+ O
2

0,01---

0,02 0,03 ------


0,0075
H
2
O + 2e → H
2
+ OH
-

0,01 0,005
Trong 300 s số mol e trao đổi tại hai điện cực là :
n = It/96500 = 300.9,65/96500 = 0,03 mol
Trong khi đó tại catot Cu
2+
nhận 0,01.2 = 0,02 mol e → H
2
O sẽ nhận 0,03 – 0,02 = 0,01 mol e còn
lại
→ Khí thoát ra tại catot : H
2
, V = 0,005.22,4 = 0,112 lít
Khí thoát ra tại anot O
2
: V = 0,0075.22,4 = 0,168 lít
→ Chọn đáp án A .

Câu 8:Điện phân 100ml dung dịch AgNO
3
0.2M. Tính cường độ I biết rằng phải điện phân
trong thời gian 1000s thì bắt đầu sủi bọt bên catot và tính pH của dung dịch ngay khi ấy. Thể

tích dung dịch được xem như không thay đổi trong quá trình điện phân. Lấy lg2 = 0.30.
a) I = 1.93A,pH = 0,7 b) I = 2.86A,pH = 2.0

c) I = 1.93A,pH = 1.3 d) I = 2.86A,pH = 1.7

AgNO
3
→ Ag
+
+ NO
3
-



Catot(-) Anot (+)

NO
3
-
không bị điện phân .
Ag
+
+ 1e → Ag 2H
2
O - 4e → 4H
+
+ O
2

0,02-

0,02-----------------------------

0,02--

0,02
Khi bắt đầu sủi bọt khí ở bên catot có nghĩa là Ag
+
vừa hết
n
Ag+
= n
AgNO3
= 0,2.0,1 = 0,02 mol ,
Theo công thức faraday : n = It/965000 → 0,02 = I.1000/96500 → I = 1,93 A
Theo sơ đồ điện phân : n
H+
= 0,02 mol → [H
+
] = 0,02/0,1 = 0,2 → pH = -lg0,2 = 0,7
→ Chọn đáp án A .

Câu 9:Điện phân 200ml dung dịch CuSO
4
0.1M và MgSO
4
cho đến khi bắt đầu sủi bọt bên
catot thì ngừng điện phân. Tinh khối lượng kim loại bám bên catot và thể tích(đktc) thoát ra
bên anot.Cho Cu = 64, Mg = 24.

a) 1.28g; 2.24 lít b) 0.64; 1.12lít
c) 1.28g; 1.12 lít d) 0.64; 2.24 lít

n
CuSO4
= 0,02 mol
Vì ion Mg
2+
không bị điện phân nên khi ở catot bắt đầu sủi bọt khí có nghĩa là Cu2+ vừa bị
điện phân hết .
CuSO
4
→ Cu
2+
+ SO
4
2-