CHUYÊN ĐỀ LỚP 10 ĐỂ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA: phản ứng oxyhoa khử và điện phân

8. DẠNG 8: BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN
Câu VI (3,0 điểm) lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc
Trộn 50ml dung dịch H2SO4 2M, 50ml dung dịch FeBr2 0,2M và 100ml dung dịch KMnO4 0,04M được
dung dịch A.
a.Xác định giá trị pH của dung dịch A.
b. Xác định thế của điện cực Pt được nhúng trong dung dịch A.
c. Điện cực hiđro (p = 1 atm)
đươc nhúng trong dung dịch CH 3COOH 0,010 M được ghép (qua
H
cầu muối) với điện cực Pt được nhúng trong dung dịch A. Hãy biểu diễn sơ đồ pin và viết phương trỡnh
phản ứng xảy ra trong pin.
Cho: pKa (HSO4-) 2,00 ; pKa (CH3 COOH) 4,76;
(RT/F) ln = 0,0592lg ;
0
3+
2+
0
2+
E (Fe /Fe ) = 0,77V;
E (MnO4 /Mn ) = 1,51V;
E0 (Br2/Br-) = 1,085V;
2

Câu VI
a.

Nội dung
Nồng độ ban đầu các chất sau khi trộn:
C (KMnO4) =0,02M; C (FeBr2) =0,05M; C (H2SO4) =0,5M;
H2SO4 -> H+
+ HSO40,5

0,5
0,5
KMnO4 -> K+ + MnO40,02
0,02
0,02
2+
FeBr2 ->
Fe
+ 2Br0,05
0,05
0,05
Do E0 (Fe3+/Fe2+) = 0,77V < E0 (Br2/Br-) = 1,085V< E0 (MnO4- /Mn2+) = 1,51V
Nên các phản ứng xảy ra theo thứ tự:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
K1 = 1062,5 >>
Bđ
0,05
0,02
0,5
Sau
0,01
0,42
0,05
0,01
10Br- + 2MnO4- + 16H+ -> 5Br2+

Mn2+

+ 8H2O

b.

c.

0,25

K2 = 1071,8 0,25

>>
Bđ
0,1
0,01
0,42
Sau
0,05
0,34
0,025 0,02
2+
Vì K1, K2 rất lớn nên nồng độ MnO4 , Fe là rất không đáng kể.
TPGH : Fe3+ = 0,05M; Mn2+ = 0,02M; H+ = 0,34M; K+ = 0,02M; Br2 = 0,025M;
HSO4- = 0,5M; Br- = 0,05M.
Xét cân bằng:
HSO4- =
H+ +
SO42Ka = 10-2
0,5
0,34
[]
0,5 – x
0,34 + x

x
 Ka = x.(0,34+x)/(0,5 - x) => x = 0,0137M => [H+] = 0,3537M
 pHA = 0,4514
Thế của điện cực Pt nhúng vào dung dịch A được tính theo cặp Br2/Br-:
Br2 + 2e = 2BrCó E (Br2/Br-) = E0 (Br2/Br-) + (0,0592/2). Lg([Br2]/[Br-]2)
=> E (Br2/Br-) = 1,085 + (0,0592/2). Lg(0,025/[0,05]2) = 1,115V
Xác định thể của điện cực hiđro:

3,0Điểm

0,25

0,25
0,25

0,5
1


. Cùc Hi®ro: 2 H+
CH3COOH
C
0,01
[ ]
0,01 - x

+ 2e
=

x2/(0,01-x) = 10-4,76

=
H+

H2
+ CH3COO–

x

x

K a = 10-4,76

;

x = [H+] = 4,08.10-4 M

pH = 3,39

= - 0,0592 pH = - 0,0592  3,39 = - 0,2006 (V)

E (H2/CH3COOH)

0,5

*Ta có E (Br2/Br-) > E (H2/1=2H+) => điện cực Pt nhúng trong dung dịch A là
cực dương; điện cực hiđro là cực âm.
0,25
*Sơ đồ pin: (anot) (-) (Pt) H2(PH2 = 1 atm)/CH3COOH // dd A / Pt (+) (catot)
* Phản ứng xảy ra trong pin:

Catot: Br2 + 2e -> 2BrAnot: H2 + 2CH3COO- -> 2CH3COOH + 2e
Phản ứng xảy ra trong pin: H2 + Br2 + 2CH3COO- = 2CH3COOH + 2Br-.

0,25

0,25

Câu 4: (Phản ứng oxi hóa khử và điện phân, 2 điểm) lớp 10 chuyên Thái Bình
Một pin điện tạo bởi : một điện cực gồm tấm Cu nhúng trong dung dịch CuSO4 0,5 M, điện cực
thứ hai là một dây Pt nhúng trong dung dịch Fe

2+

, Fe

3+

với lượng [Fe

3+

] = 2[Fe

2+

] và một dây dẫn nối

Cu với Pt.
a) Viết sơ đồ pin, phản ứng điện cực và tính sức điện động ban đầu của pin.
3

Fe �
�
b) Cho rằng thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn, xác định tỷ số � 2 �khi pin ngừng hoạt động.
Fe �
�
�
�

c) Trộn ba dung dịch: 25 ml Fe(NO3)2 0,1 M ; 25 ml Fe(NO3)3 1,0 M ; 50 ml AgNO3 0,6 M và thêm một
Fe3 �
�
�
�
số mảnh Ag vụn. Xác định chiều phản ứng và tính giá trị tối thiểu của tỷ số
để phản ứng đổi
2
Fe �
�
�
�

chiều?
0
2+
0 3+ 2+
0
+
Cho : E (Cu /Cu) = 0,34 V ; E (Fe /Fe ) = 0,77 V ; E (Ag /Ag) = 0,8 V.
Hướng dẫn giải:

(1đ)a) Theo phương trình Nernst: E(Cu

2+

/Cu) = 0,34 +

0,059
2+
lg [Cu ] = 0,331 V
2

0,059
3+ 2+
E(Fe /Fe ) = 0,77 +
lg
2
So sánh thấy E(Fe

3+

/Fe

2+

) > E(Cu

2+

Fe3 �
�

�
�
= 0,788 V
2
Fe �
�
�
�

/Cu)  Cực Pt là cực dương, cực Cu là cực âm.
2


Sơ đồ pin : () Cu  Cu

2+

(0,5 M)  Fe

2+

; Fe

3+

 Pt (+)

Phản ứng điện cực : - ở cực Cu xảy ra sự oxihóa : Cu  Cu
- ở cực Pt xảy ra sự khử
Phản ứng chung : Cu + 2Fe

3+

 Cu

2+

: Fe

+ 2Fe

3+

2+

2+

+ 2e

+ e  Fe

2+

.

.

Sức điện động của pin = 0,788  0,331 = 0,457 V
(0,5đ)b) Khi pin ngừng hoạt động thì sức điện động E = E(Fe
Do thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn nên coi nồng độ Cu

2+

3+

/Fe

2+

)  E(Cu

2+

/Cu) = 0

không đổi và = 0,5.

Fe3 �
Fe3 �
�
�
�
�= 4,8. 108.
2+
�
�
Khi đó 0,77 + 0,059lg
= E(Cu /Cu) = 0,331 V 
2
2

Fe �
�
Fe �
�
�
�
�
�
(0,5đ)c) Tổng thể tích = 100 mL
2+
3+
+
 [Fe ] = 0,025 M ; [Fe ] = 0,25M; [Ag ] = 0,3 M
E(Fe

3+

/Fe

2+

) = 0,77 + 0,059 lg

0,25
0,025 = 0,829 V

+
3+ 2+
+
E(Ag /Ag) = 0,8 + 0,059 lg 0,3 = 0,769 V. So sánh thấy E(Fe /Fe ) > E(Ag /Ag) .

nên phản ứng xảy ra theo chiều Fe

3+

Để đổi chiều phản ứng phải có E(Fe

3+

+ Ag  Fe
/Fe

2+

2+

+
+ Ag .

+
) < E(Ag /Ag)

Fe3 �
Fe3 �
�
�
�
�
�
�> 0,9617
 0,77 + 0,059 lg

< 0,769 
2
2
Fe �
Fe �
�
�
�
�
�
�
Câu 5. Phản ứng oxi hóa khử - Điện phân (2,5 điểm) ) lớp 10 chuyên Hạ Long- Quảng Ninh
1. Cho Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V); Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V). TAgCl = 10-10.
Tính hằng sớ cân bằng của phản ứng : 2AgCl + Cu → 2Ag + Cu2+ + 2Cl-.
2. Tính nờng độ ban đầu của HSO4- biết rằng ở 25oC, suất điện động của pin
Pt | I- 0,1 (M) I3- 0,02 (M) || MnO4- 0,05 (M) Mn2+ 0,01 (M) HSO4-C (M) | Pt
có giá trị 0,824 (V).
Cho Eo(MnO4-/Mn2+) = 1,51 (V); Eo(I3-/3I-) = 0,5355 (V). K HSO4- = 10-2.
Lời giải:
Đáp án
1.
2 x AgCl + e → Ag + Cl1x

Cu

K1 =10 E

→ Cu + 2e

o

(AgCl/Ag)/0,0592

K 2-1 =10-2E

2AgCl + Cu → 2Ag + Cu2+ + 2Cl-

K=K12 xK 2 -1 =102(E

o

(AgCl/Ag) - E o (Cu 2+ /Cu))/0,0592

o

(Cu 2+ /Cu)/0,0592

0,5 điểm
3


Trong đó Eo(AgCl/Ag) được tính từ sự tổ hợp các cân bằng sau:
AgCl → Ag+ + ClT = 10-10

K 3 =10E

Ag+ + e → Ag

o

(Ag + /Ag)/0,0592

o

AgCl + e → Ag + Cl- K1 =10 E (AgCl/Ag)/0,0592 = T.K3
→ Eo(AgCl/Ag) = Eo(Ag+/Ag) – 0,0592x10 = 0,207 (V)
Vậy K = 102(0,207 – 0,337)/0,0592 = 10-4,39
2.



Ở điện cực phải:

0,5 điểm

MnO4- + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O

Ephải = Eo(MnO4-/Mn2+) +

0,0592 [MnO 4- ].[H + ]8
0,0592 0,05.[H + ]8
lg
=1,51
+
lg
2
5
0,01
[Mn 2+ ]


Ở điện cực trái:

-

0,5điểm

-

3I → I3 + 2e

0,0592 [I3- ]
0,0592 0,02
lg - 3 =0,5355 +
lg
 0,574
Etrái = E (I3 /3I ) +
2
2
[I ]
(0,1)3
o

-

-

Epin = Ephải - Etrái
→ 0,824 = 1,51 +

0,0592
lg(5.[H + ]8 ) -0,574
2

0,5điểm

→ [H+] = 0,054 (M)

Mặt khác từ cân bằng
HSO4- → H+ + SO4o
C
C
[ ] C – [H+]
[H+]
[H+]

Ka = 10-2

[H + ]2
(0,054) 2
10 

→ CHSO4-  0,346(M)
+
C  [H ] C  0,054
-2

0,5điểm

Câu 7. (2,0 điểm) ) lớp 10 chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm- Quảng Nam

Điện phân 500 ml dung dịch Y gồm: AgNO3 0,1M, Ni(NO3)2 0,5M, HNO3 0,1M ở 250C.
1. Cho biết thứ tự điện phân ở catot.
2. Tính điện thế phù hợp cần đặt vào catot để quá trình điện phân có thể xảy ra.
3. Tính khoảng thế đặt ở catot phù hợp để tách ion Ag + ra khỏi dung dịch. Coi một ion được tách
hoàn toàn khi nờng độ ion đó trong dung dịch nhỏ hơn 10-6M.
4


4. Dùng dịng điện có hiệu thế đủ lớn, có I = 5A điện phân dung dịch Y trong thời gian 1,8228 giờ
thu được dung dịch X. Tính thế của điện cực khi nhúng thanh Ni vào X, coi thể tích dung dịch thay đổi
khơng đáng kể và bỏ qua sự tạo phức hiđroxo của Ni2+.
Cho: Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V), Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V) ,Eo(Ni2+/Ni) = -0,233 (V)
Eo(2H+/H2) = 0,000 (V) 2,302 RT/F = 0,0592

F = 96500 C/mol

Đáp án
1. Cực âm (catot):
E(Ag+/Ag) = Eo(Ag+/Ag) + 0,0592lg [Ag+] = 0,799 + 0,0592 lg 0,1 = 0,7398 (V)
E(Ni2+/Ni) = Eo(Ni2+/Ni) +

0,0592
0,0592
lg [Ni2+] = -0,233 +
lg 0,5 = - 0,242 (V)
2
2

E(2H+/H2) = Eo(2H+/H2) + 0,0592lg [H+] = -0,0592 (V)
Nhận thấy: E(Ag+/Ag)> E(2H+/H2)> E(Ni2+/Ni)

Vậy thứ tự điện phân ở catot:
Ag+ + 1e � Ag0
2H+ + 2e � H2
Ni2+ + 2e � Ni0
2H2O + 2e � H2 + 2OH2. Điện thế phù hợp cần đặt vào catot để q trình điện phân có thể xảy ra:
E < E(Ag+/Ag) = 0,7398 (V)
3. Khi ion Ag+ được tách:
E'(Ag+/Ag) = Eo(Ag+/Ag) +0,0592lg [Ag+]
= 0,799 + 0,0592 lg 10-6 = 0,4438 (V)
[Ag+]= 10-6 rất nhỏ, coi như toàn bộ Ag+ đã điện phân
4Ag+ + 2H2O �
C0

4Ag + O2 + 4H+

0,1M

0,1M

TPGH: -

0,1

0,2M

E'(2H+/H2) = Eo(2H+/H2) + 0,0592lg [H+] = -0,0592lg0,2 = -0,0414 (V)
Khi catot có thế là -0,0414V thì H+ bắt đầu điện phân.
Vậy khoảng thế phù hợp để tách Ag+ ra khỏi dung dịch:
-0,0414 (V) < Ecatot < 0,4338 (V)
4. ne =

It 5.1,8228.3600
 0,34 (mol)
=
F
96500
n0 (Ag+) = 0,05 mol

n0 (Ni2+) = 0,25 mol

n0 (H+) = 0,05 (mol)
5


4Ag+ + 2H2O

��
� 4Ag + O2 + 4H+ (1)

0,05

0,05

�
2H+ + 2e ��
0,1

ne = 0,05

H2

(2)

0,1

Ni2+ + 2e

ne = 0,1

��
�

Ni0

(3)

0,095 0,19
Số mol e trao đổi ở (3) = 0,34 -0,15 = 0,19 (mol)
n(Ni2+) = 0,25 -0,095 = 0,155 (mol) => [Ni2+] = 0,31 (M)
Vậy thế của thanh Ni nhúng vào dung dịch X sau điện phân:
E(Ni2+/Ni) = Eo(Ni2+/Ni) +
= -0,233 +

0,0592
lg [Ni2+]
2

0,0592
lg (0,31) = -0,248 (V)
2

Câu 7: Phản ứng oxi hóa khử - Điện phân (lớp 10 chuyên Biên Hoà- Hà Nam)
Ở 250C, cho dịng điện một chiều có cường độ 0,5A đi qua bình điện phân chứa 2 điện cực platin nhúng
trong 200ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020M, Co(NO3)2 1,00M, HNO3 0,01M
1.
2.

Viết phương trình các nửa phản ứng có thể xảy ra trên catot và anot trong quá trình điện phân.
Khi 10% lượng ion kim loại đầu tiên bị điện phân, người ta ngắt mạch điện và nối đoản mạch hai

cực của bình điện phân. Hãy cho biết hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa.
3.
Xác định khoảng thế của ng̀n điện ngồi đặt vào catot để có thể điện phân hồn tồn ion thứ
nhất trên catot (coi q trình điện phân là hồn tồn khi nờng độ của ion bị điện phân còn lại trong dung
dịch là 0,005% so với nồng độ ban đầu)
Chấp nhận: Áp suất riêng phần của khí hiđro

= 1atm; khi tính tốn không kể đến quá thế, nhiệt độ

dung dịch không thay đổi trong śt q trình điện phân
Cho

Hằng sớ Faraday F = 96500 C.mol-1, ở 250C
Hướng dẫn giải:
Bài 9 (lớp 10 chuyên Bắc Giang)
6


Điện phân dd KCl hai giờ ở 80°C trong một bình điện phân với điện áp là 6V và cường độ dòng điện 2A .
Sau khi điện phân, CO 2 được dẫn qua dung dịch đến khi bão hòa. Sau đó, cơ cạn cẩn thận cho nước bay

hơi thấy có cặn trắng. Phân tích cho thấy trong cặn đó có mặt ba ḿi chúng là những ḿi gì?
Thí nghiệm 1: lấy m (g) hỗn hợp chứa các ḿi trên hịa tan trong nước, axit hố bằng axit nitric
tạo ra khí và chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch AgNO3 0,1M hết 18,80 ml
Thí nghiệm 2: m (g) hỗn hợp này được đun nóng đến 600°C (hỗn hợp nóng chảy), làm lạnh lần
nữa và khới lượng mẫu rắn cịn lại (m - 0,05) g. Kiểm tra mẫu rắn thấy một muối ban đầu vẫn giữ nguyên
nhưng hai muối kia đã chủn thành hai ḿi mới.
Thí nghiệm 3: lấy (m - 0,05) g của mẫu rắn còn lại hòa tan trong nước và axit hóa với axit nitric.
Một khí được hình thành có thể quan sát được. Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch AgNO 3 0,1M hết 33,05
ml.
a. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. Hai ḿi biến mất và hai ḿi mới hình thành là gì?
b. Xác định khới lượng của 3 ḿi trong hỗn hợp rắn ban đầu và 3 ḿi trong phần nóng chảy.
Hướng dẫn giải:

đp� 2KOH  Cl  H
2KCl  2H O ���
2
2
2
o
t
6KOH  3Cl ���
KClO  5KCl  3H O
2
3
2
KOH  CO � KHCO
2
3

Ba muối là KCl, KHCO3 và KClO3

KHCO3 và KClO3 bị phân hủy; KClO4 và K2CO3 được hình thành


Axit hóa: H  HCO3 � CO 2  H 2O
Phản ứng với AgNO3:
Ag+ + Cl- → AgCl
Khi nung ở 600oC:
to
2KHCO3 ��
� K 2 CO3  CO 2  H 2 O
o

t
4KClO3 ��
� 3KClO 4  KCl
Khối lượng giảm sau khi nung = m CO2  m H2O = m-(m-0,05) = 0,05 gam

1
n KHCO3 = 0,05/62 = 8,06x10-4 (mol)
2
→ m K 2CO3 = 138 x 8,06x10-4 = 0,111 (gam)
→ m KHCO3 = 2x8,06x10-4 x100 = 0,161(g)
n KCl  n Cl  n Ag  = 18,8x0,1x10-3 = 1,88x10-3(mol)
n K 2CO3 = n H2O  n CO2 

→ m KCl =74,5x1,88x10-3 = 0,140 (gam)
Sau khi nung:
n KCl  n Cl  n Ag  = 33,05x0,1x10-3 = 3,305x10-3(mol)
m KCl (sau nung) =74,5x3,305x10-3 = 0,246 (gam)
n KCl (do KClO3 phân hủy ra) = 3,305x10-3 - 1,88x10-3 = 1,425x10-3(mol)

n KClO3 = 4x n KCl = 5,7x10-3(mol) → m KClO3 =122,5x5,7x10-3 = 0,698 (gam)
n KClO4  3n KCl =3x1,425x10-3 = 4,275 x 10-3 (mol)
7


→ m KClO4 = 138,5x4,275 x 10-3 = 0,592 (gam)
Vậy khối lượng của 3 muối trước khi nung:
m KCl = 0,140 gam; m KClO3 = 0,698 gam; m KHCO3 = 0,161gam.
Khối lượng của 3 muối sau khi nung:
m KCl = 0,246 gam; m KClO4 = 0,592 gam; m K 2CO3 = 0,111gam.
Câu 7: (Phản ứng oxi hóa – khử, điện phân)chuyên 10 Bắc Ninh
1. Tính sức điện động của pin:
Pt, H2 (1atm) ∣ HCl 0,02M, CH3COONa (0,04M) ∣ AgCl, Ag
5
Cho: E 0
AgCl/ Ag 0,222V ; K CH3COOH 1,8.10 .

2. Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) một dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và
NaCl cho tới khi H2O bắt đầu bị điện phân ở cả 2 điện cực thì dừng lại. Ở anớt thu được 0,448 lít khí (ở
đktc). Dung dịch sau điện phân có thể hịa tan tới đa 0,68 gam Al2O3.
a. Tính khới lượng của m.
b. Tính khới lượng catớt tăng lên trong quá trình điện phân.
Hướng dẫn giải:
Câu 7: (Phản ứng oxi hóa – khử, điện phân)
1.Ta có :
(-) H2 - 2e = 2H+
(+) AgCl + 1e = Ag + Cl2AgCl + H2 → 2Ag + 2Cl- + 2H+
CH3COO- + H+ = CH3COOH
C
0,04

0,02
[]
0,02
0,02
CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+
C
0,02
0,02
[]
0,02 - x
0,02 + x
x

�

x 0,02  x
 1,8.105
0,02  x

x<< 0,02 → x = 1,8.10-5
→ pin: Pt, H2 (1atm)

Cl- 0,02M,

CH3COO- 0,02M

H+ 1,8.10-5M, CH3COOH 0,02M
1
E P  E0AgCl /Ag  0,059.lg   0,322V
Cl �

�
2
�
�
H
�
�
0,059
E T  E02H / H 
.lg � �  0,28V
2
PH
2. (1 điểm):


AgCl,Ag

2

2

Trong dung dịch có các ion Cu2+; SO42-; Na+; Cl Khi điện phân giai đoạn đầu:
(K): Cu2+; Na+; H2O
(A) Cl -; SO42-; H2O
2+
Cu
+2e ->
Cu
2Cl - -> Cl2 + 2e
Cu2+ +

2Cl đp
Cu
+
Cl2
CuSO4 +
2NaCl
đp
Cu
+Cl2 + Na2SO4 (1)
Sau điện phân thu được dung dịch B, hoà tan được Al2O3 vậy dd B có axit hoặc kiềm:
8


(TH1): nNaCl <

2n CuSO4

Sau (1)CuSO4 dư
2CuSO4
+
2H2O
đp
2Cu +
O2
+
Khi nước bắt đầu điện phân ở hai điện cực thì Cu2+ hết.
Al2O3
+
3H2SO4
->

Al2(SO4)3
+
0,68
n CuSO 4 = 3n Al2O 3
Theo (2, 3)
=
3.
= 0,02mol
102

n O2

=

2H2SO4

(2)

3H2O

(3)

1
n CuSO 4 = 0,01
2

Theo PT (1)

n Cl 2

=

n CuSO 4 =

0,02 - 0,01

= 0,01

n NaCl = n Cl = 0,02
 n CuSO4 = 0,03
2

đầu

m = 160.0,03 + 58,5.0,02 = 5,97(gam)
mcatốt tăng = mCu = 1,92 (g)
(TH2): nNaCl > 2n CuSO 4
Sau (1) NaCl dư:
đp ngăn
2NaCl + 2H2O
Al2O3 + 2NaOH
Hoặc có thể viết Pt tạo ra Na[Al(OH)4]

H2
+
2NaAlO2

Theo phương trình (4, 5): nNaCl = 2n Al2 O3 = 2

Cl2

+

+
H2O

2NaOH (4)
(5)

0,68 0,04
=
102
3

0,02
0,08
n NaCl đầu =
3
3
m = mCuSO4 + mNaCl = 2,627 (g)
0,02
mCu bám catốt = 64
(g)
3
Câu 8. THPT Chu Văn An- Hà Nội
Muối KClO4 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KClO 3. Thực tế khi điện phân ở một điện cực,
ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO 4 cịn đờng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một
khí khơng màu. Ở điện cực thứ hai chỉ xẩy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất. Hiệu suất tạo thành
sản phẩm chính chỉ đạt 60%.
1. Viết ký hiệu của tế bào điện phân và các nửa phản ứng ở anot và catot.
2. Tính điện lượng tiêu thụ và thể tích khí thốt ra ở điện cực (đo ở 25 0C và 1atm) khi điều chế được

332,52g KClO4.
Cho F = 96500; R = 0,082 atm.lít/mol.K; H = 1; O = 16; Cl = 35,5; K = 39
Hướng dẫn giải:
1. Kí hiệu của tế bào điện phân: Pt  KClO3 (dd)  Pt

n

CuSO 4

Phản ứng chính:

đầu

=



anot: ClO3- - 2e + H2O  ClO4 - + 2H+
catot:
2H2O + 2e  H2 + 2OHClO3- + H2O  ClO4- + H2

9


Phản ứng phụ:

anot:
catot:

2.

1
O2
2
2H2O + 2e  H2 + 2OH1
H2O 
O2 + H2
2

H2O - 2e

 2H+ +

M KClO4 

138,5 g/mol
332,52
n KClO4 
2,4mol
138,551
q = I.t = 2,4.F.100/60 = 8F = 772000 C
8F
 4 mol
Khí ở catot là hydro: n H 2 = 2 F / mol
V H 2 = nRT/P = 97,7 lít
Khí ở anot là oxy: điện lương tạo ra O2 = 8 F. 0,4 = 3,2 F
n O 2 = 3,2F/4F = 0,8 mol
V O 2 = 19,55 lít
Câu 7: Phản ứng oxi hóa khử - Điện phân (lớp 10 chun Biên Hồ- Hà Nam)
Ở 250C, cho dịng điện một chiều có cường độ 0,5A đi qua bình điện phân chứa 2 điện cực platin nhúng

trong 200ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020M, Co(NO3)2 1,00M, HNO3 0,01M
1. Viết phương trình các nửa phản ứng có thể xảy ra trên catot và anot trong quá trình điện phân.
2. Khi 10% lượng ion kim loại đầu tiên bị điện phân, người ta ngắt mạch điện và nới đoản mạch hai
cực của bình điện phân. Hãy cho biết hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa.
3. Xác định khoảng thế của ng̀n điện ngồi đặt vào catot để có thể điện phân hoàn toàn ion thứ nhất
trên catot (coi quá trình điện phân là hồn tồn khi nờng độ của ion bị điện phân còn lại trong dung dịch là
0,005% so với nồng độ ban đầu)
Chấp nhận: Áp suất riêng phần của khí hiđro

= 1atm; khi tính tốn khơng kể đến quá thế, nhiệt độ

dung dịch không thay đổi trong śt q trình điện phân
Cho
Hằng sớ Faraday F = 96500 C.mol-1, ở 250C

Hướng dẫn giải:
7.1 Các q trình có thể xảy ra trên catot:

Quá trình xảy ra trên anot: 2H2O
10


7.2

= -0,118V
Vì

nên thứ tự điện phân trên catot là: Cu2+, H+, Co2+

Khi 10% Cu2+ bị điện phân,

= 0,285V (khi đó H2 chưa thốt ra), nếu ngắt mạch điện và nới đoản

mạch 2 cực sẽ hình thành pin điện có cực dương (catot) là cặp O 2/H2O và cực âm (anot) là cặp Cu2+/Cu.
Phản ứng xảy ra:
Trên catot: O2 + 4H+ +4e → 2H2O
Trên anot: 2x Cu
→ Cu2+ +2e
+
2Cu + O2 +4H → 2Cu2+ + 2H2O
Pin phóng điện cho tới khi thế của 2 điện cực trở nên bằng nhau
7.3 Để tách hoàn toàn được Cu2+ thế catot cần đặt là

< Ec <

. Khi Cu2+ bị điện phân hồn

tồn thì [Cu2+] = 0,02.0,005% = 1.10-6 M

Vậy trong trường hợp tính khơng kể đến quá thế của H2 trên điện cực platin thì thế catot cần khớng chế trong
khoảng -0,077V < Ec < 0,159V, khi đó Cu2+ sẽ bị điện phân hồn toàn.

11