Giải SBT Hóa 12 Bài 12 (Cánh diều): Điện phân

Sách bài tập Hóa học 12 Bài 12: Điện phân

Bài 12.1 trang 41 Sách bài tập Hóa học 12: Điền từ hoặc cụm từ thích hợp vào chỗ trống trong các câu sau:

a) Điện phân là quá trình …(1)… xảy ra trên bề mặt các điện cực dưới tác dụng của …(2)… đi qua dung dịch chất điện li hoặc chất điện li nóng chảy.

b) Trong quá trình điện phân, ở cực âm, chất nào có tính oxi hoá …(1)… được ưu tiên điện phân trước. Ở cực dương, chất nào có tính khử …(2)… được ưu tiên điện phân trước. Điện phân có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tiễn, như sản xuất kim loại …(3)…, mạ điện, …(4)….

Lời giải:

a. (1) oxi hóa – khử; (2) dòng điện 1 chiều.

b. (1) mạnh hơn; (2) mạnh hơn; (3) mạnh (Na, Al…..); (4) tinh chế kim loại.

Bài 12.2 trang 42 Sách bài tập Hóa học 12: Phát biểu nào sau đây về thứ tự điện phân trong dung dịch của các ion kim loại ở điện cực là đúng?

A. Ion kim loại ứng với thế điện cực chuẩn dương hơn sẽ được điện phân trước ở cực âm.

B. Ion kim loại ứng với thế điện cực chuẩn âm hơn sẽ được điện phân trước ở cực âm.

C. Ion kim loại ứng với thế điện cực chuẩn dương hơn sẽ được điện phân trước ở cực dương.

D. Ion kim loại ứng với thế điện cực chuẩn âm hơn sẽ được điện phân trước ở cực dương.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Ion kim loại ứng với thế điện cực chuẩn dương hơn sẽ được điện phân trước ở cực âm.

Bài 12.3 trang 42 Sách bài tập Hóa học 12: Vẽ một bình điện phân trong đó Mn²⁺ bị khử thành Mn và Sn bị oxi hoá thành Sn²⁺ . Ghi nhãn cho cực dương và cực âm, chỉ ra hướng chuyển động của các electron và viết phương trình hoá học xảy ra ở mỗi điện cực. Điện áp tối thiểu cần thiết để xảy ra sự điện phân là bao nhiêu? Biết ${\mathrm{E}}_{{\mathrm{Mn}}^{2+}/\mathrm{Mn}}^0=-1,{18}_{}\mathrm{V}$.

Lời giải:

Bài 12.4 trang 42 Sách bài tập Hóa học 12: Khi điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn, các chất được tạo ra ở anode (cực dương) và cathode (cực âm) lần lượt là

A. Cl₂ và NaOH, H₂.                       

B. Na và Cl₂.

C. Cl₂ và Na.                           

D. NaOH và H₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Bài 12.5 trang 42 Sách bài tập Hóa học 12: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm HCl và CuSO₄ có cùng nồng độ. Các chất được tạo ra đầu tiên ở anode (cực dương) và ở cathode (cực âm) lần lượt là:

A.Cl₂ và H₂.

B.Cl₂ và Cu.

C. O₂ và Cu.

D. O₂ và H₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

– Tại điện cực dương (anode) có:

Vì Cl⁻ được ưu tiên điện phân trước, nên chất tạo ra đầu tiên ở anode là Cl₂.

2Cl⁻ → Cl₂ + 2e

– Tại điện cực âm (cathode) có: Cu²⁺, H⁺, H₂O.

Vì Cu²⁺ được ưu tiên điện phân trước, nên chất tạo ra đầu tiên ở cathode là Cu.

Cu²⁺ + 2e → Cu

Bài 12.6 trang 42 Sách bài tập Hóa học 12: Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn với cường độ dòng điện 10A trong 2 giờ. Tính khối lượng dung dịch giảm sau khi điện phân, giả thiết chỉ có phản ứng điện phân dung dịch NaCl, bỏ qua lượng nước bay hơi. Cho biết các công thức:

Q = n.F = I.t, trong đó: Q là điện lượng (C), n là số mol electron đi qua dây dẫn, I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (giây), F là hằng số Faraday $\left(96500{\text{Cmol}}^{-1}\right)$.

Lời giải:

${\mathrm{NaCl}}_{}{}_{\left(\mathrm{aq}\right)}\stackrel{}{\to }{{\mathrm{Na}}^{+}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}+{{\mathrm{Cl}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}}^{-}$

Số mol electron trao đổi tại các điện cực

${\text{n}}_{\text{e}}=\frac{\text{It}}{\text{F}}=\frac{\mathrm{10.3600.2}}{96500}=0,746\left(\text{mol}\right)$.

Ở cathode (cực âm): Na⁺, H₂O.

 $2{\text{H}}_2\text{O}+2\text{e}\stackrel{}{\to }{\text{H}}_2( \text{g})+2{\text{OH}}^{-}$

         0,746 →    0,373                          mol

Ở anode (cực dương): Cl^–, H₂O

 $2{\text{Cl}}^{-}\stackrel{}{\to }{\text{Cl}}_2( \text{g})+2\text{e}$

             0,373 ←      0,746                    mol

Khối lượng dung dịch giảm là do Cl₂ và H₂ bay hơi.

Khối lượng dung dịch giảm là: 0,373 (2 + 71) =  27,229 gam.

Bài 12.7 trang 43 Sách bài tập Hóa học 12: Một loại quặng nhôm có chứa 40

a) Nhôm trong loại quặng trên ở dạng Al₂O₃, hỏi quặng trên chứa bao nhiêu phần trăm tạp chất.

b) Để điện phân toàn bộ lượng Al₂O₃ nóng chảy thu được từ 1000 kg loại quặng trên bởi dòng điện một chiều có cường độ 10000 A thì về lí thuyết cần bao nhiêu giờ điện phân liên tục? Cho biết số mol electron n đi qua dây dẫn được tính theo công thức n = (I.t)/F.

Trong đó, I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (s), F là số Faraday (96500 C.mol^-1).

Lời giải:

a. Khối lượng Al có trong 1000kg quặng là 400kg tương ứng với khối lượng Al₂O₃ là $\frac{400}{27.2}.102=755,56\mathrm{k}\mathrm{g}$

Vậy phần trăm tạp chất trong loại quặng trên là