Lời giải Giải SGK Hóa học 12 CTST Bài 13: Điện phân có đáp án

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

* Nguyên tắc điện phân nóng chảy:

- Tại cathode (điện cực âm): xảy ra quá trình khử ion dương.

- Tại anode (điện cực dương): xảy ra quá trình oxi hoá ion âm.

* Nguyên tắc điện phân dung dịch: ở cathode, ưu tiên điện phân chất có tính oxi hoá mạnh hơn; ở anode, ưu tiên điện phân chất có tính khử mạnh hơn.

* Phương pháp điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt là điều chế, tinh chế một số kim loại, mạ điện …

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Quá trình xảy ra ở mỗi điện cực:

Cực dương (anode): $2C{l}^{-}\rightarrow C{l}_{2}+2e$

Cực âm (cathode): $N{a}^{+}+1e\rightarrow Na.$

Như vậy, khi điện phân NaCl nóng chảy ở cực dương thu được khí Cl $_{2}$ và ở cực âm thu được kim loại Na.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Phương trình hoá học: $MgC{l}_{2}\overset{đpnc}{\rightarrow }\ Mg\ +\ C{l}_{2}$

$2A{l}_{2}{O}_{3}\overset{đpnc}{\rightarrow }\ 4Al\ +\ 3{O}_{2}$

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Thí nghiệm 1 Điện phân dung dịch CuSO $_{4}$ , điện cực graphite (than chì)	Hiện tượng	Giải thích
Bước 1: Rót dung dịch CuSO $_{4}$ 0,5 M vào cốc thuỷ tinh. Bước 2: Cắm hai điện cực vào cốc, nối điện cực với nguồn điện một chiều. Bước 3: Điều chỉnh nguồn điện khoảng 3 V – 6 V và duy trì quá trình điện phân trong khoảng 5 phút.	Ở cực dương (anode) có khí thoát ra; ở cực âm (cathode) có lớp kim loại màu đỏ bám trên cathode. Dung dịch trong cốc nhạt màu dần.	+ Ở anode có thể xảy ra sự oxi hoá ion sulfate hoặc phân tử H $_{2}$ O. Tuy nhiên, vì H $_{2}$ O dễ bị oxi hoá hơn ion sulfate nên H $_{2}$ O bị oxi hoá trước, tạo thành sản phẩm là khí O $_{2}$ . $2{H}_{2}O\rightarrow {O}_{2}+4{H}^{+}+4e$ + Ở cathode có thể xảy ra sự khử ion Cu $^{2+}$ hoặc phân tử H $_{2}$ O. Vì ion Cu $^{2+}$ dễ bị khử hơn H $_{2}$ O nên ion Cu $^{2+}$ bị khử trước, tạo thành ion kim loại Cu bám trên cathode. $C{u}^{2+}+2e\rightarrow Cu$ (Lưu ý: ion sulfate $S{O}_{4}^{2-}$ coi như không bị điện phân)

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Trong thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO

_{4}

, khi có dòng điện chạy qua dung dịch, ion sulfate

(S{O}_{4}^{2-})

di chuyển về phía anode, ion Cu

^{2+}

di chuyển về phía cathode.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có sơ đồ điện phân:

Hình minh hoạ

Vậy sản phẩm thu được ở điện cực âm (cathode) là kim loại Cu; sản phẩm thu được ở điện cực dương (anode) là khí O $_{2}$ và acid H $_{2}$ SO $_{4}$ .

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Thí nghiệm 2 Điều chế nước Javel	Hiện tượng	Giải thích
Bước 1: Lấy 500 mL nước cất vào cốc thuỷ tinh. Sau đó cho khoảng 150 gam muối ăn và khuấy đều đến khi tan hết. Bước 2: Cắm hai điện cực vào cốc thuỷ tinh. Nối dây dẫn vào nguồn điện một chiều và duy trì điện phân trong 5 phút.	Ở hai điện cực đều có khí thoát ra.	Quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra ở mỗi điện cực: Tại anode: $2C{l}^{-}\rightarrow C{l}_{2}+2e$ Tại cathode: $2{H}_{2}O+2e\rightarrow 2O{H}^{-}+{H}_{2}$

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Điện phân có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tiễn như: sản xuất kim loại mạnh, mạ điện, tinh chế kim loại …

Ví dụ tinh luyện đồng bằng phương pháp điện phân: Đồng có độ tinh khiết cao có khả năng dẫn điện tốt, bền về mặt hoá học nên được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử. Đồng có độ tinh khiết cao có thể thu được từ đồng có độ tinh khiết thấp qua quá trình tỉnh luyện bằng phương pháp điện phân, trong đó:

- Dung dịch chất điện li là dung dịch CuSO $_{4}$ .

- Cực dương làm bằng tấm đồng có độ tinh khiết thấp.

- Cực âm làm bằng tấm đồng có độ tinh khiết cao.

Khi dòng diện chạy qua dung dịch, các ion đồng bị diện phân bám lên cực âm tạo lớp đồng tinh khiết. Đồng trong cực dương bị tan ra, các tạp chất lắng xuống đáy bể dưới dạng "bùn dương cực".

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: B

Cực âm (cathode): $C{a}^{2+}+2e\rightarrow Ca.$

Như vậy, ở cực âm xảy ra sự khử ion Ca $^{2+}$ .

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đáp án đúng là: A

Tại anode (cực dương): ${H}_{2}O\rightarrow \frac{1}{2}{O}_{2}+2{H}^{+}+2e.$

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Phương trình hoá học:

2KCl\overset{đpnc}{\rightarrow }\ 2K\ +\ C{l}_{2}

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Mạ đồng (Cu) lên một đồ vật làm từ sắt (Fe) bằng phương pháp điện phân với anode làm bằng đồng và cathode là vật bằng sắt cần được mạ và cùng được nhúng trong dung dịch Cu $^{2+}$ (dung dịch muối của đồng, ví dụ CuSO $_{4}$ ).

- Ở anode: Cu → Cu $^{2+}$ + 2e (điện cực đồng tan ra).

- Ở cathode: Cu $^{2+}$ + 2e → Cu (đồng sinh ra bám vào vật cần mạ).

Hai quá trình này giữ cho nồng độ CuSO $_{4}$ trong bình điện phân không đổi.