Bài 16: Điện phân

Hướng dẫn giải

- Quá trình điện phân tuân theo nguyên tắc: Khi bình điện phân chứa nhiều chất oxi hoá và chất khử, các quá trình xảy ra tại anode và cathode tuân theo thứ tự sau:

+ Tại anode, chất khử mạnh hơn sẽ bị oxi hoá trước.

+ Tại cathode, chất oxi hoá mạnh hơn sẽ bị khử trước.

- Ứng dụng của quá trình điện phân trong sản xuất: Trong sản xuất, người ta ứng dụng quá trình điện phân để sản xuất kim loại, tinh chế kim loại, mạ điện …

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

1. Phương trình phân li của NaCl ở bước 1:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

2. Quá trình xảy ra ở mỗi điện cực:

Cực dương: 

2Cl^- → Cl₂ + 2e

Cực âm: 

Na⁺ + 1e → Na.

3. Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong quá trình điện phân:

2NaCl \(\underrightarrow{đpnc}\) 2Na + Cl₂ (Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

Tại anode (cực dương): 

2Cl^- → Cl₂ + 2e

Tại cathode (cực âm): 

Cu²⁺ + 2e → Cu

Phương trình hoá học của phản ứng điện phân:

CuCl₂ \(\underrightarrow{đpnc}\) Cu + Cl₂

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

- Hiện tượng: Ở cực dương (anode) có khí thoát ra; ở cực âm (cathode) có lớp kim loại màu đỏ bám trên cathode.

- Giải thích:

Trong thí nghiệm này, khi có dòng điện chạy qua dung dịch, ion sulfate \(SO_4^{2-}\) di chuyển về phía anode, ion Cu²⁺ di chuyển về phía cathode.

+ Ở anode có thể xảy ra sự oxi hoá ion sulfate \(\left(SO_4^{2-}\right)\) hoặc phân tử H₂O. Tuy nhiên, vì H₂O dễ bị oxi hoá hơn ion sulfate nên H₂O bị oxi hoá trước, tạo thành sản phẩm là khí O₂.

\(2H_2O\rightarrow O_2+4H^++4e\)

+ Ở cathode có thể xảy ra sự khử ion Cu²⁺ hoặc phân tử H₂O. Vì ion Cu²⁺ dễ bị khử hơn H₂O nên ion Cu²⁺ bị khử trước, tạo thành ion kim loại Cu bám trên cathode.

\(Cu^{2+}+2e\rightarrow Cu\)

(Lưu ý: ion \(SO_4^{2-}\) coi như không bị điện phân)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

a) Quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra ở mỗi điện cực:

Tại anode: 

\(2Cl^-\rightarrow Cl_2+2e\)

Tại cathode: 

\(2H_2O+2e\rightarrow2OH^-+H_2\)

b) Phương trình hoá học của phản ứng điện phân:

\(2NaCl++2H_2O\text{ }\underrightarrow{đpdd}\text{ }2NaOH+Cl_2+H_2\)

c) Trong quá trình điện phân, sản phẩm tạo thành ở hai điện cực khuếch tán vào nhau sẽ xảy ra phản ứng hoá học tạo thành nước Javel:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

1. Hiện tượng: Ở hai điện cực đều có khí thoát ra.

Giải thích:

Quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra ở mỗi điện cực:

Tại anode: 

2Cl^- → Cl₂ + 2e

Tại cathode: 

2H₂O + 2e → 2OH^- + H₂

2. Dung dịch sau điện phân có tính tẩy màu, do không có màng ngăn giữa 2 cực nên sản phẩm tạo thành ở hai điện cực khuếch tán vào nhau sẽ xảy ra phản ứng hoá học tạo thành nước Javel:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

NaClO có tính oxi hoá mạnh, có khả năng phá huỷ các hợp chất màu (tính tẩy màu).

3. Nên dùng nắp đậy trong quá trình điện phân để tăng hiệu suất điều chế nước Javel, đồng thời hạn chế sự thoát Cl₂ ra ngoài môi trường gây độc hại cho người làm thí nghiệm và ô nhiễm môi trường.

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

a) Một số đồ vật được mạ kim loại: chìa khoá; đồ trang sức; chảo; nồi …

Tác dụng của việc mạ kim loại: tăng độ bền, chống ăn mòn kim loại và cải thiện tính thẩm mĩ…

b) Một số kim loại được sản xuất bằng phương pháp điện phân:

+ Một số kim loại hoạt động trung bình và yếu: Cu, Fe… được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch.

+ Các kim loại mạnh như: Na, K, Ca, Mg, Al … được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

(Trả lời bởi datcoder)