Câu 19THPTChuyên đề: Sản phẩm và quá trình điện phân • Lớp 12Tính toán điện phânVận dụng#secondary:CHEM12.L3.ELECTROCHEMISTRY.ELECTROLYSIS_CALCULATION#curriculum:undetermined
Điện phân dung dịch NaCl bão hòa là một phương pháp thu được những sản phẩm có tính ứng dụng rất cao trong ngành công nghiệp sản xuất.
- Để điều chế chlorine với xút thì trong quá trình điện phân người ta dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế nước Javel thì trong quá trình điện phân người ta không dùng màng ngăn giữa các điện cực.
Điện phân dung dịch NaCl bão hòa là một phương pháp thu được những sản phẩm có tính ứng dụng rất cao trong ngành công nghiệp sản xuất.
- Để điều chế chlorine với xút thì trong quá trình điện phân người ta dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế nước Javel thì trong quá trình điện phân người ta không dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế chlorine với xút thì trong quá trình điện phân người ta dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế nước Javel thì trong quá trình điện phân người ta không dùng màng ngăn giữa các điện cực.
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Theo thời gian, cả hai trường hợp điện phân trên nồng độ cation Na không thay đổi.
b)
Trong cả hai trường hợp điện phân trên pH của dung dịch đều tăng lên.
c)
Trong cả hai trường hợp điện phân trên tại anode đều xảy ra bán phản ứng khử anion Cl(aq) thành khí chlorine.
d)
Một loại nước Javel có khối lượng riêng 1,15 g/ml được bán trên thị trường với dung tích là 1,0 lít có nồng độ \% NaClO và NaCl lần lượt là: 12,96\% và 15,26\%. Nồng độ \% của dung dịch NaCl trước khi điện phân là 25,3\%. (Coi khí sinh ra không tan trong nước và hiệu suất phản ứng đạt 100\%). Làm tròn kết quả đến hàng phần mười.
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Xét hai quá trình điện phân dung dịch NaCl bão hòa.
a) Sai. Cả hai trường hợp Na⁺ không bị điện phâ⁺ nhưng nồng độ (mol/L) vẫn thay đổi vì thể tích dung dịch thay đổi: ở cathode nước bị tiêu thụ (2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻) và H₂ thoát ra, nên V giảm làm nồng độ Na⁺ tăng theo thời gian.
b) Đúng. Trường hợp có màng ngăn: tại cathode sinh ra NaOH (2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂) nên pH tăng. Trường hợp không màng ngăn (nước Javel): Cl₂ sinh ra tại anode tan/phản ứng với NaOH tạo NaClO (Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O), dung dịch chứa NaClO/NaOH có tính bền vững base, pH cũng tăng.
c) Sai. Tại anode xảy ra phản ứng OXI HÓA (mất electron), không phải khử: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e. Phát biểu dùng sai thuật ngữ 'khử'.
d) Đúng. Khối lượng dung dịch Javel: m = 1,15 × 1000 = 1150 g.
- m(NaClO) = 0,1296 × 1150 = 149,04 g → n = 149,04/74,5 = 2,0 mol.
- m(NaCl) = 0,1526 × 1150 = 175,49 g → n = 175,49/58,5 = 3,0 mol.
Từ Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O: sinh ra 2 mol NaClO kèm 2 mol NaCl, tức 2 mol NaCl bị điện phân thêm tạo NaClO.
→ n(NaCl) ban đầu = 3 + 2 = 5 mol → m = 292,5 g.
Khí H₂ thoát ra: 2 mol → 4 g. Khối lượng dung dịch ban đầu = 1150 + 4 = 1154 g.
C% NaCl ban đầu = 292,5/1154 × 100 = 25,35% ≈ 25,3% → khớp đề bài, phát biểu đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Na⁺ không bị điện phân nhưng thể tích dung dịch giảm (nước bị tiêu thụ, H₂ thoát ra) nên nồng độ Na⁺ tăng theo thời gian, không giữ nguyên.
b) (AI giải đề cho tôi)
Có màng ngăn: sinh NaOH tại cathode nên pH tăng. Không màng ngăn: tạo NaClO/NaOH (môi trường base) nên pH cũng tăng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tại anode xảy ra quá trình oxi hóa 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e, không phải bán phản ứng khử.
d) (AI giải đề cho tôi)
n(NaClO)=2 mol, n(NaCl)=3 mol → n(NaCl) ban đầu = 5 mol (292,5 g); m dung dịch ban đầu = 1150 + 4 (H₂) = 1154 g → C% = 25,35% ≈ 25,3%, khớp đề.
Xét hai quá trình điện phân dung dịch NaCl bão hòa.
a) Sai. Cả hai trường hợp Na⁺ không bị điện phâ⁺ nhưng nồng độ (mol/L) vẫn thay đổi vì thể tích dung dịch thay đổi: ở cathode nước bị tiêu thụ (2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻) và H₂ thoát ra, nên V giảm làm nồng độ Na⁺ tăng theo thời gian.
b) Đúng. Trường hợp có màng ngăn: tại cathode sinh ra NaOH (2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂) nên pH tăng. Trường hợp không màng ngăn (nước Javel): Cl₂ sinh ra tại anode tan/phản ứng với NaOH tạo NaClO (Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O), dung dịch chứa NaClO/NaOH có tính bền vững base, pH cũng tăng.
c) Sai. Tại anode xảy ra phản ứng OXI HÓA (mất electron), không phải khử: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e. Phát biểu dùng sai thuật ngữ 'khử'.
d) Đúng. Khối lượng dung dịch Javel: m = 1,15 × 1000 = 1150 g.
- m(NaClO) = 0,1296 × 1150 = 149,04 g → n = 149,04/74,5 = 2,0 mol.
- m(NaCl) = 0,1526 × 1150 = 175,49 g → n = 175,49/58,5 = 3,0 mol.
Từ Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O: sinh ra 2 mol NaClO kèm 2 mol NaCl, tức 2 mol NaCl bị điện phân thêm tạo NaClO.
→ n(NaCl) ban đầu = 3 + 2 = 5 mol → m = 292,5 g.
Khí H₂ thoát ra: 2 mol → 4 g. Khối lượng dung dịch ban đầu = 1150 + 4 = 1154 g.
C% NaCl ban đầu = 292,5/1154 × 100 = 25,35% ≈ 25,3% → khớp đề bài, phát biểu đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Na⁺ không bị điện phân nhưng thể tích dung dịch giảm (nước bị tiêu thụ, H₂ thoát ra) nên nồng độ Na⁺ tăng theo thời gian, không giữ nguyên.
b) (AI giải đề cho tôi)
Có màng ngăn: sinh NaOH tại cathode nên pH tăng. Không màng ngăn: tạo NaClO/NaOH (môi trường base) nên pH cũng tăng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tại anode xảy ra quá trình oxi hóa 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e, không phải bán phản ứng khử.
d) (AI giải đề cho tôi)
n(NaClO)=2 mol, n(NaCl)=3 mol → n(NaCl) ban đầu = 5 mol (292,5 g); m dung dịch ban đầu = 1150 + 4 (H₂) = 1154 g → C% = 25,35% ≈ 25,3%, khớp đề.