Câu 23THPTChuyên đề: Sản phẩm và quá trình điện phân • Lớp 12Tính toán điện phânVận dụng#secondary:CHEM12.L3.ELECTROCHEMISTRY.ELECTROLYSIS_CALCULATION#curriculum:undetermined
(Hóa 12- Chương 7 KL IA, IIA) Trong công nghiệp sản xuất Na, quá trình điện phân được thực hiện trong bình điện phân Downs với hỗn hợp nóng chảy ở 600 – 650 °C gồm NaCl và CaCl₂ theo tỉ lệ khối lượng tương ứng khoảng 3: 2. Hiệu điện thế trong bình điện phân được duy trì trong khoảng 6 – 7 V, thu được kim loại tinh khiết ở cathode. Cường độ dòng điện chạy qua chất điện li nóng chảy từ 20 – 40 kA. Cho nhiệt độ nóng chảy của NaCl và CaCl₂ lần lượt là 801 °C và 772 °C.
(Hóa 12- Chương 7 KL IA, IIA) Trong công nghiệp sản xuất Na, quá trình điện phân được thực hiện trong bình điện phân Downs với hỗn hợp nóng chảy ở 600 – 650 °C gồm NaCl và CaCl₂ theo tỉ lệ khối lượng tương ứng khoảng 3: 2. Hiệu điện thế trong bình điện phân được duy trì trong khoảng 6 – 7 V, thu được kim loại tinh khiết ở cathode. Cường độ dòng điện chạy qua chất điện li nóng chảy từ 20 – 40 kA. Cho nhiệt độ nóng chảy của NaCl và CaCl₂ lần lượt là 801 °C và 772 °C.
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Sử dụng hỗn hợp muối giúp hạ nhiệt độ nóng chảy từ đó giảm được chi phí sản xuất.
b)
Hai loại ion bị điện phân ở Cathode và Anode tương ứng là Cl⁻ và Na⁺.
c)
Theo lý thuyết thì nếu điện phân trong 1 giờ, khối lượng Na thu được tối đa là 10,4456 kg.
d)
Trong quá trình điện phân cần bổ sung liên tục hỗn hợp phản ứng như ban đầu để đảm bảo tỉ lệ khối lượng hai muối luôn bằng 3 : 2.
Đáp án chính thức: a:Đ,b:S,c:Đ,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Đúng vì nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp là 600 – 650 °C còn riêng từng muối thì nhiệt độ nóng chảy cao hơn (NaCl: 801 °C, CaCl₂: 772 °C).
b) Sai: Na ở Cathode và Cl⁻ ở Anode.
c) Đúng: m = (U·I·t)/(n·F) = (7 V × 40000 A × 3600 s)/(1 × 96500 C/mol) = 10,4456 kg (U = 7 V, I = 40 kA = 40000 A, t = 1 giờ = 3600 s, n = 1, F = 96500 C/mol).
d) Sai vì Na⁺ bị điện phân nên khối lượng giảm nhưng Ca²⁺ không bị điện phân nên khối lượng không đổi ⇒ Chỉ cần bổ sung NaCl.
a) Đúng vì nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp là 600 – 650 °C còn riêng từng muối thì nhiệt độ nóng chảy cao hơn (NaCl: 801 °C, CaCl₂: 772 °C).
b) Sai: Na ở Cathode và Cl⁻ ở Anode.
c) Đúng: m = (U·I·t)/(n·F) = (7 V × 40000 A × 3600 s)/(1 × 96500 C/mol) = 10,4456 kg (U = 7 V, I = 40 kA = 40000 A, t = 1 giờ = 3600 s, n = 1, F = 96500 C/mol).
d) Sai vì Na⁺ bị điện phân nên khối lượng giảm nhưng Ca²⁺ không bị điện phân nên khối lượng không đổi ⇒ Chỉ cần bổ sung NaCl.
b) Sai: Na ở Cathode và Cl⁻ ở Anode.
c) Đúng: m = (U·I·t)/(n·F) = (7 V × 40000 A × 3600 s)/(1 × 96500 C/mol) = 10,4456 kg (U = 7 V, I = 40 kA = 40000 A, t = 1 giờ = 3600 s, n = 1, F = 96500 C/mol).
d) Sai vì Na⁺ bị điện phân nên khối lượng giảm nhưng Ca²⁺ không bị điện phân nên khối lượng không đổi ⇒ Chỉ cần bổ sung NaCl.
a) Đúng vì nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp là 600 – 650 °C còn riêng từng muối thì nhiệt độ nóng chảy cao hơn (NaCl: 801 °C, CaCl₂: 772 °C).
b) Sai: Na ở Cathode và Cl⁻ ở Anode.
c) Đúng: m = (U·I·t)/(n·F) = (7 V × 40000 A × 3600 s)/(1 × 96500 C/mol) = 10,4456 kg (U = 7 V, I = 40 kA = 40000 A, t = 1 giờ = 3600 s, n = 1, F = 96500 C/mol).
d) Sai vì Na⁺ bị điện phân nên khối lượng giảm nhưng Ca²⁺ không bị điện phân nên khối lượng không đổi ⇒ Chỉ cần bổ sung NaCl.
