Phương pháp giải bài tập về điện phân

Tài liệu "Phương pháp giải bài tập về điện phân" nhằm giúp các bạn học sinh hệ thống kiến thức về điện phân được học trong nhà trường, đồng thời đưa ra các cơ sở để làm bài tập điện phân. Các bài tập vận dụng có kèm theo đáp án giúp các bạn có thể tự ôn luyện lại kiến thức dễ dàng.

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN

I. NHẮC LẠI LÍ THUYẾT

1) Điện phân chất dẫn điện li nóng cháy: áp dụng đối với MCl_n và M(OH)_n và Al₂O₃ (M là kim loại nhóm IA và IIA)

2) Điện phân dung dịch chất điện li trong nước:

- Vai trò của nước: trước hết là dung môi hoà tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân:

+ Tại catot (cực âm) H₂O bị khử: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

+ Tại anot (cực dương) H₂O bị khử: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

- Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử M⁺, H⁺ (axit), H₂O theo quy tắc:

+ Các catot nhóm IA, IIA, Al³⁺ không bị khử (khi đó H₂P bị khử)

+ Các ion H⁺ (axit) và cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn (ion có tính oxi hoá mạnh hơn bị khử trước) Mⁿ⁺ + ne → M

+ Các ion H⁺ (axit) dễ bị khử hơn các ion H⁺ (H₂O)

Trong đó:

+ m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)

+ A: khối lượng mol của chất thu được ở điện cực

+ n: số electron trao đổi ở điện cực

+ 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)

II – MỘT SỐ CƠ SỞ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN

- Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào

- m (dung dịch sau điện phân) = m (dung dịch trước điện phân) – (m kết tủa + m khí)

- Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = (m kết tủa + m khí)

- Khi điện phân các dung dịch:

+ Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)₂,…)

+ Axit có oxi (HNO₃, H₂SO₄, HClO₄,…)

+ Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO₃, Na₂SO₄,…)

→ Thực tế là điện phân H₂O để cho H₂ (ở catot) và O₂ (ở anot).

- Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxi hóa điện cực.