Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat
Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời câu hỏi đến nội dụng điện phân dòng điện. Hy vọng giúp ích cho bạn đọc trong quá trình học tập cũng như vận dụng giải các dạng bài tập liên quan. Mời các bạn tham khảo.
Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO3)
có điện trở 2,5 Ω. Anôt của bình điện phân bằng bạc và hiệu điện thế đặt vào hai điện cực của bình điện phân là 10 V. Biết bạc có A = 108 g/mol, có n = 1, hằng số Faraday F = 96500 C/mol. Khối lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân sau 16 phút 5 giây là
A. 2,14 mg
B. 4,32 mg.
C. 4,32 g.
D. 2,16 g.
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Dòng điện chạy qua bình điện phân I = U/R = 10/2,5 = 4A.
Khối lượng bạc bám ở âm cực là m = AItF/n = 108.4.965/96500.1 = 4,32 gam
Định luật Faraday
Khối lượng chất giải phóng ở mỗi điện cực tỉ lệ với điện lượng đi qua dung dịch và đương lượng của chất.
Công thức Faraday
\(m = \frac{{A.I.t}}{{n.F}}\)
Trong đó:
m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)
A: khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực
n: số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
I: cường độ dòng điện (A)
t: thời gian điện phân (s)
F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở catot hoặc ở anot (F = 1,602.10-19.6,022.1023 ≈ 96500 C.mol-1)
Biểu thức liên hệ
Q = I.t = 96500.ne =>\({n_e} = \frac{{I.t}}{F}\) (ne là số mol electron trao đổi ở điện cực)
Câu hỏi vận dụng liên quan
Câu 1. Điện phân 100ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ ,có màng ngăn, cường
độ dòng điện I = 1.93 . Tính thời gian điện phân để được dung dịch pH = 12, thể tích dung
dịch được xem như không thay đổi, hiệu suất điện phân là 100%.
A. 50s
B. 100s
C. 150s
D . 200s
Vì dung dịch có pH = 12
⇒ Môi trường kiềm .
pH = 12 ⇒ [H+] = 10-12
⇒ [OH-] = 0,01 M ⇒ nOH- = 0,001 mol
NaCl → Na+ + Cl
Catot (-)
Na+ không bị điện phân
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Anot (+)
Cl- → Cl2 + 2e
0,001 → 0,001
ne trao đổi = 0,001 mol = It/F => t = 50s
Câu 2. Điện phân NaCl nóng chảy với cường độ I = 1,93A trong thời gian 6 phút 40 giây thì thu được 0,1472 gam Na. Hiệu suất quá trình điện phân là
A. 90%.
B. 80%.
C. 100%.
D. 75%.
t = 400s => mNa thu được lí thuyết = A.I.t / nF = 0,184 gam
mà mNa thực tế = 0,1472 gam
=> H = 0,1472 / 0,184 .100% = 80%
Câu 3. Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0,2M với cường độ I = 9,65A. Tính khối lượng Cu bám bên catot khi thời gian điện phân t1 = 200s và t2 = 500s (với hiệu suất là 100%)
A. 0,32g; 0,64g
B. 0,64g; 1,28g
C. 0,64g; 1,32g
D. 0,32g; 1,28g
Ta có: nCuSO4 ban đầu = 0,02 mol
Với t1 = 200s, ta có: ne trao đổi = It/F = 9,65.200 : 96500 = 0,02 mol
Cu2++ 2e → Cu
0,01 ← 0,02 → 0,01 mol
Vậy mCu = 0,01.64 = 0,64 gam
Với t2 = 500s, ta có: ne trao đổi = It/F = 9,65.500 : 96500 = 0,05 mol
Cu2++ 2e → Cu
0,02→ 0,04 → 0,02 mol
Ta có số mol e do Cu2+ tối đa nhận là 0,04 < 0,05 mol nên ở đây có xảy ra sự điện phân của nước:
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Vậy mCu = 0,02.64 = 1,28 gam
Câu 3. Điện phân dùng điện cực trơ dung dịch muối sunfat kim loại hoá trị II với cường độ dòng điện 3A. Sau 1930 giây thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam. Cho biết tên kim loại trong muối sunfat
A. Fe
B. Ca
C. Cu
D. Mg
Quá trình điện phân: M2+ + 2e → M
Có: ne = I.t/F = 3.1930/96500 = 0,06 mol
=> nM = 1/2 ne = 0,03 mol
=> MM = 1,92 : 0,03 = 64 (g/mol) => Cu
..................................
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat. Để có thể nâng cao kết quả trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán 11, Chuyên đề Hóa học 11, Giải bài tập Hoá học 11. Tài liệu học tập lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
