Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Sản phẩm và quá trình điện phân (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn xốp: ở cực âm (catot, sắt) xảy ra quá trình khử H${}_2$O sinh H${}_2$ (2H${}_2$O + 2e → H${}_2$ + 2OH${}^{-}$), vì ion Na${}^{+}$ khó khử hơn nước trong dung dịch loãng; ở cực dương (anot, than chì) xảy ra quá trình oxi hoá ion Cl${}^{-}$ sinh Cl${}_2$ (2Cl${}^{-}$ → Cl${}_2$ + 2e). Vậy đáp án B.

a) Sai. Khí chỉ thoát ra ở Anode (khí $O_2$). Ở Cathode chỉ có kim loại Cu bám vào, không có khí thoát ra (vì $C{u}^{2+}$ có tính oxi hóa mạnh hơn $H_2$O).
b) Đúng. Đó chính là kim loại đồng (Cu) vừa được giải phóng từ dung dịch.
c) Đúng. Do quá trình oxi hóa nước tại cực dương tạo ra khí $O_2$.
d) Đúng. Màu xanh lam là do ion $C{u}^{2+}$ tạo nên. Trong quá trình điện phân, $C{u}^{2+}$ bị khử thành Cu kim loại bám vào điện cực nên nồng độ $C{u}^{2+}$ giảm xuống, dẫn đến màu xanh của dung dịch nhạt dần.
a) Sai. Khí chỉ thoát ra ở Anode (khí $O_2$). Ở Cathode chỉ có kim loại Cu bám vào, không có khí thoát ra (vì $C{u}^{2+}$ có tính oxi hóa mạnh hơn $H_2$O).
b) Đúng. Đó chính là kim loại đồng (Cu) vừa được giải phóng từ dung dịch.
c) Đúng. Do quá trình oxi hóa nước tại cực dương tạo ra khí $O_2$.
d) Đúng. Màu xanh lam là do ion $C{u}^{2+}$ tạo nên. Trong quá trình điện phân, $C{u}^{2+}$ bị khử thành Cu kim loại bám vào điện cực nên nồng độ $C{u}^{2+}$ giảm xuống, dẫn đến màu xanh của dung dịch nhạt dần.

Đáp số 14,4.
1. Phương trình hóa học: 2NaCl + 2H${}_2$O –(đpdd, có màng ngăn)→ 2NaOH + Cl${}_2$ + H${}_2$
2. Tính toán theo lý thuyết: Theo phương trình: 2 mol NaCl tạo ra 2 mol NaOH (tỉ lệ 1:1). Khối lượng NaCl cần dùng theo lý thuyết là: m(NaCl lý thuyết) = (6,4 x 58,5) / 40 = 9,36 (tấn).
3. Tính khối lượng thực tế theo hiệu suất (65\%): Vì hiệu suất đạt 65\%, khối lượng NaCl thực tế cần dùng là: m(NaCl thực tế) = (9,36 x 100) / 65 = 14,4 (tấn).
Kết luận: Cần sử dụng 14,4 tấn NaCl.

(a) Sai. Khi điện phân dung dịch NaCl, tại cathode xảy ra sự khử nước tạo khí $H_2$. Muốn thu được Na, phải đi (nguồn bị cắt cụt tại mép trang).
(b) Đúng. Đây là thứ tự dẫn điện tiêu chuẩn của 5 kim loại dẫn điện tốt nhất: Bạc > Đồng > Vàng > Nhôm > Sắt.
(c) Đúng. Do cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối rỗng và mỗi nguyên tử chỉ đóng góp 1 electron hóa trị nên liên kết kim loại rất yếu, dẫn đến độ cứng thấp.
(d) Sai. Đây là phản ứng hóa học trực tiếp ($2Fe+3C{l}_2\to 2FeC{l}_3$), nhiệt độ cao và không có dung dịch chất điện li nên đây là ăn mòn hóa học.
(e) Sai. Trong nhóm IIA, $Be(OH{)}_2$ và $Mg(OH{)}_2$ không tan, $Ca(OH{)}_2$ ít tan, chỉ có $Sr(OH{)}_2$ và $Ba(OH{)}_2$ là dễ tan.

a) Đúng, nhóm 2 có anode bằng Cu thì: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$
b) Đúng, tại cathode cả 2 nhóm: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$
c) Đúng, anode nhóm 1: $2H_{2}O\to O_2+4H^{+}+4e$. Nồng độ $H^{+}$ tăng nên pH giảm.
d) Đúng
a) Đúng, nhóm 2 có anode bằng Cu thì: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$
b) Đúng, tại cathode cả 2 nhóm: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$
c) Đúng, anode nhóm 1: $2H_{2}O\to O_2+4H^{+}+4e$. Nồng độ $H^{+}$ tăng nên pH giảm.
d) Đúng.

$NaCl+H_{2}O\to H_2+C{l}_2+NaOH$
$C{l}_2+NaOH\to NaCl+NaClO+H_{2}O$
A. Đúng, dung dịch sau điện phân chứa NaClO, trong đó $C{l}^{+1}$ có tính oxi hóa mạnh sẽ oxi hóa chất màu thành chất đơn giản không màu (tính tẩy màu).
B. Sai, tại cathode: $2H_{2}O+2e\to H_2+2O{H}^{-}$.
C. Sai, tại anode: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$
D. Sai, thí nghiệm trên được sử dụng để điều chế nước Javel trong công nghiệp, kim loại Na điều chế bằng cách điện phân nóng chảy NaCl.

Các chất được tạo ra đầu tiên ở anode và ở cathode lần lượt là Cl${}_2$ và Cu:
CuSO${}_4$ + 2HCl → Cu (cathode) + Cl${}_2$ (anode) + H${}_2$SO${}_4$

(AI giải đề cho tôi)
Trong điện phân mạ thiếc lên thép, vật cần mạ (thép) phải nối với cực âm (cathode) để ion Sn2+ bị khử và bám lên bề mặt: $S{n}^{2+}+2e^{-}\to Sn$. Anode thường làm bằng thanh thiếc để bù ion Sn2+ vào dung dịch. Vậy cathode làm bằng vật cần mạ (thép) — đáp án A, trùng với đáp án nguồn ở trang 8.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ (than chì): tại cathode, Cu${}^{2+}$ + 2e → Cu nên kim loại đồng bám vào cathode làm khối lượng cathode tăng lên (đáp án C). Kiểm tra các phương án khác: A sai vì ban đầu ở cathode Cu${}^{2+}$ khử trước H${}_2$O, không có khí thoát ra (khí O${}_2$ chỉ thoát ở anode do 2H${}_2$O → O${}_2$ + 4H${}^{+}$ + 4e); B sai vì nước tham gia phản ứng ở anode; D sai vì Cu${}^{2+}$ bị khử ở cathode nên nồng độ Cu${}^{2+}$ giảm dần. Kết quả khớp với đáp án nguồn C.

Xét từng thí nghiệm:
(1) Điện phân dung dịch NaCl, điện cực trơ, không màng ngăn: ở catot tạo $H_2$, là đơn chất.
(2) $BaO+CuS{O}_4\to BaS{O}_4\downarrow +Cu(OH{)}_2\downarrow$: không tạo đơn chất.
(3) Nhiệt phân $AgN{O}_3$: tạo $Ag$, là đơn chất.
(4) Điện phân nóng chảy $A{l}_2{O}_3/N{a}_{3}Al{F}_6$: tạo $Al$ và $O_2$, đều là đơn chất.
(5) $F{e}^{2+}$ khử $A{g}^{+}$ tạo $Ag$: có đơn chất bạc.
(6) $Al+FeC{l}_3$ dư chỉ tạo muối $AlC{l}_3,FeC{l}_2$: không có đơn chất.
(7) $K$ phản ứng với nước trong dung dịch $CuS{O}_4$ tạo $H_2$: có đơn chất.
Có các thí nghiệm tạo đơn chất: (1), (3), (4), (5), (7), tổng là $5$.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (a) Đúng — điện phân nóng chảy NaCl, Na⁺ bị khử ở catot tạo kim loại Na: $N{a}^{+}+e\to Na$. (b) Đúng — supephotphat kép (được điều chế từ photphorit và H₃PO₄ đậm đặc) có thành phần chính là $Ca(H_{2}P{O}_4{)}_2$. (c) Đúng — miệng gang (hợp kim Fe–C) trong không khí ẩm tạo hệ điện hóa, xảy ra ăn mòn điện hóa học (Fe làm anot bị ăn mòn). (d) Sai — $C{O}_2$ không phản ứng với $Ca(HC{O}_3{)}_2$ (muối axit yếu hơn không tạo kết tủa với CO₂); không thu được kết tủa. Vậy có 3 phát biểu đúng → đáp án A, khớp với bảng đáp án (40.A).

Nhánh A là cực (+), thoát ra $O_2$.
Nhánh B là cực (−), thoát ra $H_2$.
$2H_{2}O⟶2H_2+O_2$
$⟶m_A:m_B=32:4=8:1$
$⟶$ A sai

B. Đúng, $H_{2}O$ là chất điện li rất yếu nên phải hòa tan thêm chất điện li mạnh vào để tăng độ dẫn điện.
C. Đúng
D. Đúng, lượng dung môi $H_{2}O$ giảm dần nên nồng độ chất tan tăng dần.

(Hướng dẫn giải - nguồn: trang 6, mã đề 0308)
(a) Đúng, tại cực dương (anode): $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$
(b) Đúng, tại cực âm (cathode): $2H_{2}O+2e\to 2O{H}^{-}+H_2$
(c) Đúng, dung dịch thu được trong quá trình điện phân chứa $O{H}^{-}$ có khả năng làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.
(d) đúng.

(AI giải đề cho tôi) Lưu ý mâu thuẫn: lời giải nguồn tự đánh giá (a), (b), (c) là "Đúng" nhưng nội dung của chính nó cho thấy (a) sai vì ở anode ion chloride bị oxi hóa (không phải khử); (b) sai vì ở cathode nước bị khử (không phải oxi hóa); (c) sai vì phát biểu đề bài nêu "màu đỏ" trong khi dung dịch chứa NaOH làm quỳ tím hóa xanh. Theo hóa học, chỉ phát biểu (d) đúng, tương ứng đáp án D; tuy nhiên đáp án chính thức in trong nguồn là A và được giữ nguyên theo nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Khi điện phân nóng chảy NaCl, cathode là cực âm nơi xảy ra quá trình khử. Ion Na⁺ di chuyển đến cathode và bị khử: $N{a}^{+}+e^{-}\to Na$. Ion Cl⁻ bị oxi hóa ở anode ($2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e^{-}$), không phải cathode. Do đó quá trình ở cathode là khử ion Na⁺, khớp với đáp án C trong đề.

Khi mạ vàng:
- Vật cần mạ là cathode.
- Thanh vàng là anode.
- Dung dịch điện phân chứa ion $A{u}^{3+}$.
Tại cathode: $A{u}^{3+}+3e\to Au$, vàng bám lên đồng hồ.
Do đó:
(1) đúng, (2) đúng.
(3) sai vì $A{u}^{3+}$ di về cathode, không phải anode.
(4) sai vì anode vàng tan ra bổ sung $A{u}^{3+}$, nồng độ $A{u}^{3+}$ không nhất thiết giảm dần.
(5) đúng vì lớp mạ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện và thời gian mạ.
Vậy đúng là (1), (2), (5).

a) Sai vì thế của I2/2I− nhỏ hơn nên tính khử của I− mạnh hơn Cl− và được điện phân trước sinh ra I2. b) Đúng vì bên cathode (−): 2H2O + 2e → H2 + 2OH−. c) Sai vì muốn tạo nước Javel phải tháo màng ngăn từ lúc bắt đầu điện phân chứ không phải điện phân xong mới tháo (vì Cl2 ít tan trong nước sẽ bay ra ngoài ngay). d) Đúng vì: $n_{N{a}_2{S}_2{O}_3}=2n_{I_2}\Rightarrow 0,1.29,8=2.\left(C_M^{I_2}.5\right)\Rightarrow C_M^{I_2}=0,298$M
a) Sai vì thế của I2/2I− nhỏ hơn nên tính khử của I− mạnh hơn Cl− và được điện phân trước sinh ra I2
b) Đúng vì bên cathode (−): 2H2O + 2e → H2 + 2OH−
c) Sai vì muốn tạo nước Javel phải tháo màng ngăn từ lúc bắt đầu điện phân chứ không phải điện phân xong mới tháo (vì Cl2 ít tan trong nước sẽ bay ra ngoài ngay)
d) Đúng vì: $n_{N{a}_2{S}_2{O}_3}=2n_{I_2}\Rightarrow 0,1.29,8=2.\left(C_M^{I_2}.5\right)\Rightarrow C_M^{I_2}=0,298$M

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn: $NaCl+H_{2}O\stackrel{điệnph\hat{a}n}{\to }NaOH+C{l}_2\uparrow +H_2\uparrow$, nên $X_1=NaCl$, $X_2=NaOH$, $X_3=C{l}_2$. Phản ứng (3): $C{l}_2+2NaOH\to NaCl+NaClO+H_{2}O$, vậy $X_5=NaClO$. Phản ứng (2): $2NaOH+Ba(HC{O}_3{)}_2\to BaC{O}_3\downarrow +N{a}_{2}C{O}_3+2H_{2}O$ (cân bằng với hệ số 2), vậy $X_4=Ba(HC{O}_3{)}_2$. Phản ứng (4): $Ba(HC{O}_3{)}_2+KHS{O}_4\to BaS{O}_4\downarrow +K_{2}S{O}_4+2C{O}_2\uparrow +2H_{2}O$ — cân bằng đúng về nguyên tử và điện tích, xác nhận $X_6=KHS{O}_4$. Vậy $X_2,X_5,X_6$ lần lượt là NaOH, NaClO, KHSO_4, khớp đáp án A (đồng ý với đáp án nguồn).

a) Đúng — Cathode: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$. b) Đúng — Anode: $H_{2}O\to 4H^{+}+O_2+4e$. c) Đúng — Nhóm thứ hai, nồng độ Cu${}^{2+}$ không đổi do xảy ra sự oxi hóa đồng: Anode: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$. d) Đúng — Anode: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$.
a) Cathode: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$
b) Anode: $H_{2}O\to 4H^{+}+O_2+4e$
c) Nhóm thứ hai, nồng độ Cu${}^{2+}$ không đổi do xảy ra sự oxi hóa đồng
Anode: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$
d) Anode: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$

Điện phân dung dịch $ZnS{O}_4$ với điện cực trơ. Ở cathode, xảy ra quá trình khử: $Z{n}^{2+}+2e\to Zn$. Ở anode, nước bị oxi hóa tạo $O_2$: $2H_{2}O\to O_2+4H^{+}+4e$. Ion sulfate $S{O}_4^{2-}$ không bị oxi hóa trong điều kiện này. Do tạo $H^{+}$ ở anode nên dung dịch sau điện phân có pH thấp hơn ban đầu. Phát biểu sai là: “Ở anode, ion sulfate bị oxi hóa.” Chọn C.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân KCl nóng chảy với điện cực trơ: K⁺ chuyển đến catot và bị khử: $K^{+}+e^{-}\to K$; ở anot: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e^{-}$. Phương trình tổng quát: $2KCl\stackrel{\text{điện phaˆn}}{\to }2K+C{l}_2$. Vậy ở catot thu được kim loại kali (K). Đáp án khớp với nguồn (trang 43, câu 4: B).