Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol CuSO₄ và 0,2 mol NaCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực.
Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol CuSO₄ và 0,2 mol NaCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực.
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Dung dịch sau điện phân làm quỳ tím chuyển màu xanh.
b)
Thứ tự điện phân ở cathode là Cu²⁺, H₂O.
c)
Ở anode, số mol Cl₂ tạo ra gấp bốn lần số mol O₂.
d)
Thứ tự điện phân ở anode là H₂O, Cl⁻.
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:S,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol CuSO₄ và 0,2 mol NaCl, điện cực trơ, màng ngăn xốp, đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực.
**Cathode:** Thứ tự khử: Cu²⁺ trước, sau đó đến H₂O (b đúng).
- Cu²⁺ + 2e → Cu: dùng 0,1 mol Cu²⁺, tức 0,2 mol e.
- Sau đó H₂O bắt đầu bị khử: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻.
**Anode:** Thứ tự oxi hóa: Cl⁻ trước, sau đó đến H₂O (d sai vì đảo thứ tự).
- 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e: 0,2 mol Cl⁻ cho 0,2 mol e, tạo 0,1 mol Cl₂.
- Sau đó H₂O bắt đầu bị oxi hóa: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e.
Cả hai cực cùng tiêu thụ 0,2 mol e khi Cu²⁺ và Cl⁻ vừa cạn, nên nước bắt đầu bị điện phân đồng thời ở cả hai cực — đây là điểm dừng. Do đó O₂ chưa được tạo ra (số mol O₂ = 0), nên nhận định 'số mol Cl₂ gấp bốn lần số mol O₂' là sai (c sai).
**Về ý a:** Sau điện phân, ở cathode sinh ra 0,2 mol OH⁻ (tạo NaOH), ở anode sinh ra 0,2 mol H⁺ (tạo H₂SO₄); hai lượng H⁺ và OH⁻ bằng nhau nên khi tính toàn bộ dung dịch thì trung hòa nhau, còn lại Na₂SO₄ (muối của axit mạnh và bazơ mạnh, môi trường trung tính). Với màng ngăn, dung dịch không đồng nhất (cathode kiềm, anode axit) chứ không phải làm quỳ chuyển xanh. Vậy a sai.
Kết luận: chỉ ý b đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Số mol H⁺ sinh ra ở anode (0,2 mol) bằng số mol OH⁻ sinh ra ở cathode (0,2 mol); dung dịch không làm quỳ chuyển xanh (toàn bộ dung dịch trung tính do Na₂SO₄, còn với màng ngăn thì cathode kiềm và anode axit riêng biệt).
b) (AI giải đề cho tôi)
Trong dung dịch, Cu²⁺ có khả năng khử mạnh hơn H₂O nên bị khử trước tại cathode, sau đó H₂O mới bị điện phân.
c) (AI giải đề cho tôi)
Cl⁻ (0,2 mol) cạn cùng lúc với Cu²⁺ (cùng tiêu thụ 0,2 mol e), nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai cực — điểm dừng. Vậy O₂ chưa sinh ra (nO₂ = 0), không thể nói nCl₂ gấp 4 lần nO₂.
d) (AI giải đề cho tôi)
Ở anode với điện cực trơ, Cl⁻ bị oxi hóa trước H₂O, nên thứ tự đúng là Cl⁻ rồi đến H₂O, không phải H₂O rồi Cl⁻.
Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol CuSO₄ và 0,2 mol NaCl, điện cực trơ, màng ngăn xốp, đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực.
**Cathode:** Thứ tự khử: Cu²⁺ trước, sau đó đến H₂O (b đúng).
- Cu²⁺ + 2e → Cu: dùng 0,1 mol Cu²⁺, tức 0,2 mol e.
- Sau đó H₂O bắt đầu bị khử: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻.
**Anode:** Thứ tự oxi hóa: Cl⁻ trước, sau đó đến H₂O (d sai vì đảo thứ tự).
- 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e: 0,2 mol Cl⁻ cho 0,2 mol e, tạo 0,1 mol Cl₂.
- Sau đó H₂O bắt đầu bị oxi hóa: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e.
Cả hai cực cùng tiêu thụ 0,2 mol e khi Cu²⁺ và Cl⁻ vừa cạn, nên nước bắt đầu bị điện phân đồng thời ở cả hai cực — đây là điểm dừng. Do đó O₂ chưa được tạo ra (số mol O₂ = 0), nên nhận định 'số mol Cl₂ gấp bốn lần số mol O₂' là sai (c sai).
**Về ý a:** Sau điện phân, ở cathode sinh ra 0,2 mol OH⁻ (tạo NaOH), ở anode sinh ra 0,2 mol H⁺ (tạo H₂SO₄); hai lượng H⁺ và OH⁻ bằng nhau nên khi tính toàn bộ dung dịch thì trung hòa nhau, còn lại Na₂SO₄ (muối của axit mạnh và bazơ mạnh, môi trường trung tính). Với màng ngăn, dung dịch không đồng nhất (cathode kiềm, anode axit) chứ không phải làm quỳ chuyển xanh. Vậy a sai.
Kết luận: chỉ ý b đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Số mol H⁺ sinh ra ở anode (0,2 mol) bằng số mol OH⁻ sinh ra ở cathode (0,2 mol); dung dịch không làm quỳ chuyển xanh (toàn bộ dung dịch trung tính do Na₂SO₄, còn với màng ngăn thì cathode kiềm và anode axit riêng biệt).
b) (AI giải đề cho tôi)
Trong dung dịch, Cu²⁺ có khả năng khử mạnh hơn H₂O nên bị khử trước tại cathode, sau đó H₂O mới bị điện phân.
c) (AI giải đề cho tôi)
Cl⁻ (0,2 mol) cạn cùng lúc với Cu²⁺ (cùng tiêu thụ 0,2 mol e), nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai cực — điểm dừng. Vậy O₂ chưa sinh ra (nO₂ = 0), không thể nói nCl₂ gấp 4 lần nO₂.
d) (AI giải đề cho tôi)
Ở anode với điện cực trơ, Cl⁻ bị oxi hóa trước H₂O, nên thứ tự đúng là Cl⁻ rồi đến H₂O, không phải H₂O rồi Cl⁻.