CHƯƠNG II:TOÁN VỀ ĐIỆN PHÂN
Bài 1 :
Hoà tan 150 gam tinh thể CuSO
4
.5H
2
O vào 600 ml dung dịch HCl 0,6M
đc dung dịch A.Chia dung dịch A thành ba phần bằng nhau.
a) Tiến hành điện phân phần I với dòng điện có cường độ 1,34A trong
bốn giờ .Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catốt và thể tích khí (đkc)
thu đc ở anốt .Biết hiệu suất điện phân là 100%.
b) Cho 5,4 gam nhôm vào phần II .Sau một thời gian thu đc 1,344 lít khí ,
dung dịch B và chất rắn C .Cho dung dịch B tác dụng với xút dư rồi lấy
kết tủa nung ở nhiệt độ cao đc 4 gam chất rắn . Tính lượng chất rắn C.
c) Cho 13,7 gam kim loại Ba vào phần III .Sau khi kết thúc tất cả các
phản ứng , lọc kết tủa rửa sạch và đem nung ở nhiệt độ cao thì thu đc
bao nhiêu gam chất rắn ?.Biết rằng khi tác dụng với bazơ Cu
2+
chỉ tạo
Cu(OH)
2
.
Hướng dẫn:
a) Số mol CuSO
4
ban đầu là=150:250 =0,6 mol .Số mol HCl ban đầu =0,36
mol.Vậy mỗi phần có 0,2 mol CuSO
4
và 0,12 mol HCl
Lượng đồng thu đc=m=
gIT

2
SO
4
(2)
Để thu đc 0,1 mol Cu phải có 0,04 mol Cu sinh ra ở (2) khi đó có 0,02 mol O
2
sịnh ra ở anốt. Vậy song song với thu đc 0,1 mol Cu ở catốt thì ở anốt có
0,06+0,02=0,08 mol khí sinh ra hay 1,792 lít khí
b) Số mol Al=0,2 mol.Số mol khí sinh ra là:0,06 mol
Pứ: 2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
0,04 0,12 0,06
Sau pứ này Al còn 0,2-0,04=0,16 mol và phản ứng tiếp với CuSO
4
tạo dung
dịch B .Dung dịch B tác dụng với xút dư vẫn có kết tủa sauy ra CuSO
4
không
pứ hết nên còn dư trong dung dịch B .Gọi a là số mol CuSO
4
đã phản ứng với Al
ta có PT:
2Al + 3CuSO
4

→

CuO + H
2
O
(0,2-a) (0,2-a)
⇒
0,2-a=
15,005,0
80
4
=⇒=
a

Vậy lượng chất rắn C=lượng Cu sinh ra ở (3) +lượng Al còn dư
=0,15.64+
g22,1127.15,0.
3
2
16,0
=






−
c) Số mol Ba=0,1 mol
Ba+2HCl
→
BaCl

→
BaSO
4
Cu
2+
+ 2OH
-

→
Cu(OH)
2
0,1 (0,2) 0,1 0,04 0,08 0,04
Chỉ có CuSO
4
bị nhiệt phân Cu(OH)
2

 →
0
t
CuO + H
2
O
0,04 0,04
Vậy chất rắn thu đc sau khi nung là=0,1.233+0,04.80=26,5g
Nhận xét đề:Sỡ dĩ các phản ứng điện phân diễn ra theo trình tự trên vì Cl
-
ưu
tiên nhường electron ở anốt trước H
2

O BO + 2HCl
→
BCl
2
+ H
2
a 2a b b
2ACl
 →
dpnc
2A + Cl
2
BCl
2

 →
dpnc
B + Cl
2
2a 2a a b b b
Theo bài rat a có hệ:
2





==+
=+++
15,0

x x
2
x
y 2y y
2OH
-
+2Al + 2H
2
O
→
2AlO
2
-
+3H
2
(x+2y) (x+2y)
)2(
2
3
yx
+
Ta có :
y
yx
V
V
x
+
+
=

01,0
01,0
01,0
01,02
01,0
==
++
<
++
baba
. Điều này mâu thuẫn với giả thiết là Ba
chiếm 23,07 % Vậy D phải có Ba
Như vậy D chứa 2a mol A và b mol Ba.Suy rat a có hệ







=+
=
++
+
=+
8,25137bA2
100
07,23
01,02
01,0

4
và b mol NaCl
CuSO
4
+ 2NaCl
→
Na
2
SO
4
+ Cu + Cl
2
(1)
Như vậy nếu b=2a thì sau pứ này đến dung dịch Na
2
SO
4
bị điện phân và nước sẽ
tham gia pứ ở hai điện cực .Tuy nhiên dung dịch sau điện phân khi ấy sẽ không
sẽ không pứ đc với Al
2
O
3

⇒
loại trường hợp này
Vậy sau pứ (1) có thể xảy ra hai trường hợp
• b>2a
Tiếp tục điện phân thì NaCl bị điện phân tiếp do còn (b-2a) mol NaCl
2NaCl +2H

O
3
với dung dịch NaOH
Al
2
O
3
+ 2NaOH
→
2NaAlO
2
+H
2
O
0,006 0,012
Suy ra số mol Cl
2
sinh ra ở (2) là0,0006 mol Do đó số mol của Cl
2
sin ra ở (1) là
mol014,0006,0
3,22
448,0
=−
=số mol CuSO
4
bị điện phân =
2
1
số mol NaCl bị điện

O
2
(3)
(a-
2
b
) (a-
)
2
b
(a-
)
2
b

2
1
(a-
)
2
b

Trong phản ứng này có nước tham gia pứ ở anốt .Khi (3) kết thúc bắt đầu có nước
tham gia pứ ở catốt.Theo bài ra sự điện phân dừng lại : Phản ứng của 0,006 mol
Al
2
O
3
với H
2

2
sinh ra ở (1) là 0,02-
0,009-0,011 mol =số mol CuSO
4
bị điện phân=
2
1
số mol NaCl bị điện phân
Vậy ở (1) có 0,011 mol CuSO
4
bị điện phân , ở (3) có 0,018 mol CuSO
4
bị điện
phân , còn NaCl chỉ tham gia ở (1) là 0,022 mol nên
4
1) m=160(0,011+0,018)+ 58,5.0,022=5,927 g
2) khối lượng catot tăng =(0,011+0,018)64=1,856 g
3) Khối lượng dung dịch giảm =khối lượng catot tăng +khối lượng khí thoát
=1,856+ 71.0,011+ 0,009.32=2,925 g
Bài 4:
Một hỗn hợp gồm 23,5 gam muối cacbonnat kim loại hoạt động hoá trị II
(A) và 8,4 gam muối cacbonat kim loại hoạt động hoá trị II(B) đem hoà tan
hoàn tan vào HCl dư rồi cô cạn và điện phân nóng chảy hoàn toàn thấy có m
gam các kim loại tạo ra ở catot và V lít Clo thoát ra ở anot .Biết khi trộn m
gam các kim loại này với m gam Ni rồi cho tác dụng với H
2
SO
4
dư thì thể tích
H

BCl
2
+ H
2
O + CO
2

b b
ACl
2

→
A +Cl
2
BCl
2

→
B + Cl
2

a a a b b b
A +H
2
SO
4

→
ASO
4








+=
=++
=+
=+
=+
16BA
2,675c cba
59cbB¢
4,8)60(
5,23)60(
a
Bb
Aa
Giải ra ta được A=40; B=24; a=0,235;b=0,1;c=0,2
Vậy A là Ca và B là Mg . Suy ra %Ca=79,66%
%Mg = 20,34%
3) Thể tích Clo thu được =22,4(a+b) =7,504l
Bài 5:
a) Tính lượng quặng bôxit chứa 40% Al
2
O
3
để điều chế 1 tấn Al bằng

2
O
3
cần =1 tấn.
t88,1
27.4
102.2
=
2.102 g 4.27 g Lượng quặng 40% cần=1,88.
t7,4
40
100
=
?
←
1 tấn
b) 27 tấn nhôm ứng với 27.10
6
:27=10
6
mol Al
Cứ 4 mol Al sinh ra thì kèm theo 3 mol O
2
vậy số mol O
2
sinh ra khi ấy
=10
6
.
10.5,7

Gọi x là số mol C cháy tạo CO
2

2y là số mol C cháy tạo CO
Ta có hệ:



=
=+
yx
yx
2,9
105.5,7
Giải rat a đc x=710526 mol y=39473,6 mol
Suy ra lượng C cần= 12(x+2y) =9473664 g
• Khí thoát ra gồm 10% O
2
;10% CO và 80% CO
2

Gọi a là số mol C cháy tạo CO
2

2b là số mol C cháy tạo CO, c là số mol O
2
có trong hỗn hợp
Ta có hệ:

