Điện phân dung dịch NaCl bão hòa là một phương pháp thu được những sản phẩm có tính ứng dụng rất cao trong ngành công nghiệp sản xuất.
- Để điều chế chlorine với xút thì trong quá trình điện phân người ta dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế nước Javel thì trong quá trình điện phân người ta không dùng màng ngăn giữa các điện cực.
Cho các phát biểu sau:
Điện phân dung dịch NaCl bão hòa là một phương pháp thu được những sản phẩm có tính ứng dụng rất cao trong ngành công nghiệp sản xuất.
- Để điều chế chlorine với xút thì trong quá trình điện phân người ta dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế nước Javel thì trong quá trình điện phân người ta không dùng màng ngăn giữa các điện cực.
Cho các phát biểu sau:
- Để điều chế chlorine với xút thì trong quá trình điện phân người ta dùng màng ngăn giữa các điện cực.
- Để điều chế nước Javel thì trong quá trình điện phân người ta không dùng màng ngăn giữa các điện cực.
Cho các phát biểu sau:
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Theo thời gian, cả hai cách điện phân trên nồng độ cation Na không thay đổi.
b)
Trong cả hai quá trình điện phân trên pH của dung dịch đều tăng lên.
c)
Trong cả hai quá trình điện phân trên tại anode đều xảy ra bán phản ứng khử anion Cl(aq) thành khí chlorine
d)
Một loại nước Ja vel có khối lượng riêng 1,15 g/ml được bán trên thị trường với dung tích là 1,0 lít có nồng độ \% NaClO và NaCl lần lượt là: 12,96\% và 15,26\%. Nồng độ \% của dung dịch NaCl trước khi điện phân là 25,3\%. (Coi khí sinh ra không tan trong nước và hiệu suất phản ứng đạt 100\%). (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười)
Đáp án chính thức: a:Đ,b:S,c:Đ,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
a) Đúng. Trong cả hai quá trình, Na⁺ không tham gia phản ứng điện cực (chỉ là ion khung), nên nồng độ Na⁺ (tính theo số mol trong cùng thể tích dung dịch ban đầu, không có Na⁺ thoát ra hay sinh ra) về bản chất không thay đổi do điện phân chỉ xảy ra ở Cl⁻ và H₂O.
b) Sai. Quá trình có màng ngăn: cathode sinh NaOH nên pH tăng. Quá trình không màng ngăn (nước Javel): Cl₂ sinh ra tại anode phản ứng ngay với NaOH: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O, phương trình tổng: NaCl + H₂O → NaClO + H₂↑, NaOH bị tiêu thụ nên pH của dung dịch không tăng (thậm chí giảm nhẹ do tạo NaClO có tính thủy phân yếu hơn NaOH). Do đó phát biểu 'cả hai đều tăng' là sai.
c) Đúng. Ở cả hai cách điện phân, anode đều là điện cực dương xảy ra quá trình oxi hóa: 2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e (Cl⁻ ưu tiên bị oxi hóa hơn H₂O trong dung dịch NaCl bão hòa).
d) Sai. Khối lượng dung dịch Javel: m = 1,15 × 1000 = 1150 g. n(NaClO) = (0,1296 × 1150)/74,5 = 2 mol; n(NaCl) = (0,1526 × 1150)/58,5 = 3 mol. Gọi x mol Cl₂ phản ứng với NaOH: NaClO = x = 2; NaCl còn = 5 − x = 3 (thỏa mãn, với 5 mol NaCl ban đầu đã điện phân). Vậy tổng NaCl ban đầu = 5 mol = 292,5 g. Điện phân 5 mol NaCl sinh ra 2,5 mol Cl₂ và 2,5 mol H₂; Cl₂ phản ứng 2 mol nên 0,5 mol Cl₂ thoát ra (coi khí không tan), cùng 2,5 mol H₂ thoát ra. Khối lượng dung dịch ban đầu: m = 1150 + 0,5×71 + 2,5×2 = 1190,5 g. Nồng độ % NaCl ban đầu = 292,5/1190,5 × 100% ≈ 24,6% ≠ 25,3%. Vậy phát biểu d là sai (lưu ý: nếu bỏ qua lượng Cl₂ thoát ra sẽ nhầm thành 25,3%, nhưng đề nói rõ khí sinh ra không tan trong nước).
a) (AI giải đề cho tôi)
Na⁺ không bị điện phân ở hai điện cực nên số mol Na⁺ trong dung dịch không đổi theo thời gian.
b) (AI giải đề cho tôi)
Chỉ quá trình có màng ngăn sinh NaOH làm pH tăng; quá trình không màng ngăn NaOH bị Cl₂ tiêu thụ (Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O) nên pH không tăng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tại anode (cực dương) cả hai quá trình đều xảy ra oxi hóa: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e.
d) (AI giải đề cho tôi)
Tính ra n(NaClO) = 2 mol, n(NaCl) = 3 mol → 5 mol NaCl ban đầu (292,5 g); có 0,5 mol Cl₂ và 2,5 mol H₂ thoát ra, khối lượng dung dịch đầu = 1190,5 g → nồng độ % NaCl ≈ 24,6% ≠ 25,3% nên phát biểu sai.
a) Đúng. Trong cả hai quá trình, Na⁺ không tham gia phản ứng điện cực (chỉ là ion khung), nên nồng độ Na⁺ (tính theo số mol trong cùng thể tích dung dịch ban đầu, không có Na⁺ thoát ra hay sinh ra) về bản chất không thay đổi do điện phân chỉ xảy ra ở Cl⁻ và H₂O.
b) Sai. Quá trình có màng ngăn: cathode sinh NaOH nên pH tăng. Quá trình không màng ngăn (nước Javel): Cl₂ sinh ra tại anode phản ứng ngay với NaOH: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O, phương trình tổng: NaCl + H₂O → NaClO + H₂↑, NaOH bị tiêu thụ nên pH của dung dịch không tăng (thậm chí giảm nhẹ do tạo NaClO có tính thủy phân yếu hơn NaOH). Do đó phát biểu 'cả hai đều tăng' là sai.
c) Đúng. Ở cả hai cách điện phân, anode đều là điện cực dương xảy ra quá trình oxi hóa: 2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e (Cl⁻ ưu tiên bị oxi hóa hơn H₂O trong dung dịch NaCl bão hòa).
d) Sai. Khối lượng dung dịch Javel: m = 1,15 × 1000 = 1150 g. n(NaClO) = (0,1296 × 1150)/74,5 = 2 mol; n(NaCl) = (0,1526 × 1150)/58,5 = 3 mol. Gọi x mol Cl₂ phản ứng với NaOH: NaClO = x = 2; NaCl còn = 5 − x = 3 (thỏa mãn, với 5 mol NaCl ban đầu đã điện phân). Vậy tổng NaCl ban đầu = 5 mol = 292,5 g. Điện phân 5 mol NaCl sinh ra 2,5 mol Cl₂ và 2,5 mol H₂; Cl₂ phản ứng 2 mol nên 0,5 mol Cl₂ thoát ra (coi khí không tan), cùng 2,5 mol H₂ thoát ra. Khối lượng dung dịch ban đầu: m = 1150 + 0,5×71 + 2,5×2 = 1190,5 g. Nồng độ % NaCl ban đầu = 292,5/1190,5 × 100% ≈ 24,6% ≠ 25,3%. Vậy phát biểu d là sai (lưu ý: nếu bỏ qua lượng Cl₂ thoát ra sẽ nhầm thành 25,3%, nhưng đề nói rõ khí sinh ra không tan trong nước).
a) (AI giải đề cho tôi)
Na⁺ không bị điện phân ở hai điện cực nên số mol Na⁺ trong dung dịch không đổi theo thời gian.
b) (AI giải đề cho tôi)
Chỉ quá trình có màng ngăn sinh NaOH làm pH tăng; quá trình không màng ngăn NaOH bị Cl₂ tiêu thụ (Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O) nên pH không tăng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tại anode (cực dương) cả hai quá trình đều xảy ra oxi hóa: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e.
d) (AI giải đề cho tôi)
Tính ra n(NaClO) = 2 mol, n(NaCl) = 3 mol → 5 mol NaCl ban đầu (292,5 g); có 0,5 mol Cl₂ và 2,5 mol H₂ thoát ra, khối lượng dung dịch đầu = 1190,5 g → nồng độ % NaCl ≈ 24,6% ≠ 25,3% nên phát biểu sai.