Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Điện phân (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Trong sơ đồ điện phân, chìa khóa sắt được nối với cực dương (+) và thanh đồng nối với cực âm (−). Để mạ đồng lên vật, vật cần mạ phải làm catot (cực âm) để xảy ra quá trình khử $C{u}^{2+}+2e\to Cu$ bám lên bề mặt, còn thanh đồng làm anot (cực dương) để tan: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$. Vì nối sai cực nên không thu được lớp mạ trên chìa khóa. Do đó cần đổi vị trí thanh đồng và chìa khóa sắt cho nhau.
- A sai: tăng điện áp không sửa được lỗi nối sai cực.
- C sai: thay bằng $H_{2}S{O}_4$ loãng thì không có ion $C{u}^{2+}$ để mạ đồng.
- D sai: tăng nồng độ $CuS{O}_4$ cũng không khắc phục được lỗi nối cực.
Đáp án B, khớp với đáp án nguồn.

a) Đúng. b) Sai. c) Đúng. d) Đúng. $m_{Mg}=\frac{1000.0,43}{277,5}.0,75.24\approx 27,9kg$
a) Đúng
b) Sai
c) Đúng
d) Đúng. $m_{Mg}=\frac{1000.0,43}{277,5}.0,75.24\approx 27,9kg$

(AI giải đề cho tôi)
Xét quá trình điện phân dung dịch chứa NaCl 2M, KI 2M với màng ngăn xốp, I = 5 A, t = 30 phút.

Số mol electron qua mạch: $n_{e^{-}}=\frac{5\times 1800}{96500}\approx 0,0933$ mol.

a) Sai. Màu xanh của hồ tinh bột chứng tỏ có $I_2$ sinh ra là đúng, nhưng nhận định của nhóm học sinh là SAI. Vì $E_{I_2/2I^{-}}^o=0,54V<E_{C{l}_2/2C{l}^{-}}^o=1,36V$ nên ở anode, ion $I^{-}$ (không phải $C{l}^{-}$) bị oxi hóa trực tiếp trước: $2I^{-}\to I_2+2e^{-}$. $I_2$ sinh ra tại chỗ làm xanh hồ tinh bột, không cần qua trung gian $C{l}_2$ phản ứng với KI. Như vậy nhận định “chỉ có $C{l}^{-}$ bị oxi hóa thành $C{l}_2$, $C{l}_2$ phản ứng với KI tạo $I_2$” là sai.

b) Đúng. Ở cathode xảy ra quá trình khử nước: $2H_{2}O+2e^{-}\to H_2+2O{H}^{-}$, làm vùng dung dịch phía cathode giàu $O{H}^{-}$ (tạo NaOH/KOH), môi trường kiềm nên phenolphthalein chuyển màu hồng.

c) Sai. Nước Javel được tạo thành khi $C{l}_2$ phản ứng với dung dịch NaOH: $C{l}_2+2NaOH\to NaCl+NaOCl+H_{2}O$. Trong thí nghiệm này, màng ngăn xốp tách hai vùng: phía anode sinh $I_2$ (và có thể $C{l}_2$ khi $I^{-}$ cạn), phía cathode sinh NaOH; khi tháo màng ngăn và khuấy đều, $C{l}_2$ sẽ phản ứng chủ yếu với $I^{-}$ dư ($C{l}_2+2KI\to 2KCl+I_2$) chứ không tạo thành nước Javel.

d) Đúng. Chuẩn độ: $n_{N{a}_2{S}_2{O}_3}=0,0298\times 0,1=0,00298$ mol. Theo phương trình $2N{a}_2{S}_2{O}_3+I_2\to N{a}_2{S}_4{O}_6+2NaI$, ta có $n_{I_2}=\frac{0,00298}{2}=0,00149$ mol trong 5 mL dung dịch anode. Vậy $C_{M_{I_2}}=\frac{0,00149}{0,005}=0,298$ M — khớp với kết quả đề cho.
a) (AI giải đề cho tôi)
Màu xanh chứng tỏ có I₂ nhưng nhận định sai: do E°(I₂/2I⁻) = 0,54V < E°(Cl₂/2Cl⁻) = 1,36V nên ở anode I⁻ bị oxi hóa trực tiếp thành I₂ (2I⁻ → I₂ + 2e⁻), không phải Cl⁻ bị oxi hóa rồi Cl₂ phản ứng với KI.
b) (AI giải đề cho tôi)
Ở cathode: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻, tạo môi trường kiềm (NaOH) nên phenolphthalein chuyển màu hồng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Nước Javel cần Cl₂ phản ứng với NaOH. Khi tháo màng ngăn, Cl₂ phản ứng chủ yếu với I⁻ dư (Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂) nên không tạo nước Javel.
d) $C_{M_{I_2}}=\frac{0,0298.0,1}{2.0,005}=0,298M$

a) Sai
b) Đúng
Bên Cathode:
$C{u}^{2+}+2e\to Cu$
x 2x x
$2H_{2}O+2e\to 2O{H}^{-}+H_2$
0,1 0,05
Bên Anode:
$2H_{2}O\to 4H^{+}+O_2+4e$
0,05 0,2
$=>n_{ephảnứng}=0,2=>n_{Cu}=(0,2-0,1).0,5=0,05=>m_{Cu}=0,05.64=3,2g$
$$t=\frac{0,2.96500}{9,65}=2000s$$
c) Đúng
d) Sai
a) Sai.
b) Đúng.
Bên Cathode:
$C{u}^{2+}+2e\to Cu$
x 2x x
$2H_{2}O+2e\to 2O{H}^{-}+H_2$
0,1 0,05
Bên Anode:
$2H_{2}O\to 4H^{+}+O_2+4e$
0,05 0,2
$=>n_{ephảnứng}=0,2=>n_{Cu}=(0,2-0,1).0,5=0,05=>m_{Cu}=0,05.64=3,2g$
$$t=\frac{0,2.96500}{9,65}=2000s$$
c) Đúng.
d) Sai.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch NaCl bão hòa với điện cực tro: tại anode xảy ra quá trình OXI HÓA (không phải khử) ion Cl${}^{-}$: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e^{-}$; tại cathode xảy ra quá trình KHỬ: $2H_{2}O+2e^{-}\to H_2+2O{H}^{-}$. Do đó ở cả hai điện cực đều có khí thoát ra (A đúng), dung dịch sau điện phân chứa NaOH làm cánh hoa hồng nhạt màu (B đúng), cần đậy nắp hạn chế khí Cl${}_2$ thoát ra gây độc (C đúng). Phát biểu D sai vì ở anode là sự oxi hóa chứ không phải khử ion Cl${}^{-}$.

a) Đúng: Sơ đồ (2) mô tả Cu không tinh khiết là anode bị tan ra, lượng Cu bám vào cathode bằng lượng này. b) Sai: ion $C{u}^{2+}$ bị khử ở cathode được bù trừ hoàn toàn bởi quá trình oxi hóa ở anode nên nồng độ không thay đổi. c) Đúng: theo qui ước của điện phân. d) Sai: trong sơ đồ (1), tại cực âm diễn ra sự khử ion $C{u}^{2+}$, tại cực dương diễn ra sự oxi hóa $H_{2}O$.
a) Đúng. Sơ đồ (2) mô tả Cu không tinh khiết là anode bị tan ra, lượng Cu bám vào cathode bằng lượng này.
b) Sai. Ion $C{u}^{2+}$ bị khử ở cathode được bù trừ hoàn toàn bởi quá trình oxi hóa ở anode nên nồng độ không thay đổi.
c) Đúng, theo qui ước của điện phân.
d) Sai. Trong sơ đồ (1), tại cực âm diễn ra sự khử ion $C{u}^{2+}$, tại cực dương diễn ra sự oxi hóa $H_{2}O$.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân nóng chảy Al₂O₃ (có hỗn hợp cryolite Na₃AlF₆): tại cathode, Al³⁺ + 3e → Al; tại anode, các anion O²⁻ bị oxi hóa: 2O²⁻ → O₂ + 4e. Vậy ở anode thu được khí O₂. Đáp án C khớp với đáp án nguồn.

a) Sai. Tại anode, Cu → Cu${}^{2+}$ + 2e.
b) Sai. $V_{\text{quả caˆˋu ban đaˆˋu}}=\frac{4}{3}\pi r^3=523,33$ cm${}^3$; thể tích lớp mạ thêm = 4πr${}^2$.d = 0,0628 cm${}^3$; thể tích sau khi mạ = 523,39 cm${}^3$ khác 524,33 cm${}^3$.
c) Sai. m${}_{Cu}$ = 0,0628 × 8,96 = 0,562688 gam; t = $\frac{0,\mathrm{562688.2.96500}}{\mathrm{64.5.0},8}\approx 424$ giây = 7,07 phút.
d) Đúng.
a) Sai. Tại anode, Cu → Cu${}^{2+}$ + 2e.
b) Sai. $V_{\text{quả caˆˋu ban đaˆˋu}}=\frac{4}{3}\pi r^3=\frac{4}{3}.3,14.5^3=523,33$ cm${}^3$; thể tích lớp mạ thêm = S.d = 4πr${}^2$.d = 0,0628 cm${}^3$. Thể tích quả cầu sau khi mạ xong = 523,33 + 0,0628 = 523,39 cm${}^3$ khác 524,33 cm${}^3$.
c) Sai. Khối lượng đồng mạ trên quả cầu m${}_{Cu}$ = V.d = 0,0628 × 8,96 = 0,562688 gam. t = $\frac{m.2.F}{A.I.H}=\frac{0,\mathrm{562688.2.96500}}{\mathrm{64.5.0},8}\approx 424$ giây = 7,07 phút.
d) Đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch CuSO₄ với anode bằng Cu (điện cực tan): tại anode, Cu bị oxi hóa thành Cu²⁺ (Cu → Cu²⁺ + 2e) vì kim loại đồng dễ bị oxi hóa hơn nước; tại cathode Cu²⁺ bị khử thành Cu. Vậy ở anode xảy ra quá trình oxi hóa Cu thành Cu²⁺.

a) Đúng
b) Sai: $$t=\frac{\left[2.3,14.(2,5{)}^2+2.3,14.0,3.2,5\right].0,1.8,\mathrm{95.2.96500}}{64.2}\approx 59324s$$
c) Sai
d) Sai: $$V=\frac{59324.2}{96500.4}.24,79\approx 7,62l$$
a) Đúng.
b) Sai: $$t=\frac{\left[2.3,14.(2,5{)}^2+2.3,14.0,3.2,5\right].0,1.8,\mathrm{95.2.96500}}{64.2}\approx 59324s$$
c) Sai.
d) Sai: $$V=\frac{59324.2}{96500.4}.24,79\approx 7,62l$$

Hướng dẫn giải

Đáp án : 22,6

$$m_{PbS{O}_4}=\frac{2.3600}{96500}\cdot \frac{1}{2}.303.2\approx 22,6g$$

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch MgCl2: Mg2+ là cation kim loại mạnh (trước Al trong dãy hoạt động), không bị khử tại cathode; thay vào đó nước bị khử: $2H_{2}O+2e\to H_2+2O{H}^{-}$. Với CuCl2, AgNO3, ZnCl2 thì cation Cu2+, Ag+, Zn2+ (kim loại sau Zn trong dãy hoạt động) bị khử trước nước tại cathode. Vậy quá trình khử nước xảy ra ở cathode khi điện phân dung dịch MgCl2, đáp án A (khớp đáp án được tô trong tài liệu nguồn).

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch NaCl (điện cực trơ, không màng ngăn) tạo ra NaOCl trong dung dịch (Cl${}_2$ sinh ra ở cực dương phản ứng với NaOH ở cực âm: Cl${}_2$ + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H${}_2$O). NaOCl là chất tẩy màu (nước Javel). Các dung dịch AgNO${}_3$, K${}_2$SO${}_4$, CuSO${}_4$ điện phân không tạo chất tẩy màu. Đáp án khớp với đáp án nguồn: B.

(AI giải đề cho tôi)
Tính số mol ban đầu: $n_{KCl}=\frac{7,45}{74,5}=0,1$ mol; $n_{Cu(N{O}_3{)}_2}=\frac{28,2}{188}=0,15$ mol.

Điện phân với điện cực trơ, màng ngăn xốp:
- Anot: $C{l}^{-}$ bị oxi hóa trước: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$, giải phóng $0,05$ mol $C{l}_2$ (khối lượng giảm $3,55$ gam), đồng thời mất $0,1$ mol electron. Sau đó nước bị oxi hóa: $2H_{2}O\to O_2+4H^{+}+4e$, sinh ra $H^{+}$ ở anot (tạo $HN{O}_3$ với $N{O}_3^{-}$).
- Catot: $C{u}^{2+}$ bị khử trước: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$.

Gọi $x$ là mol Cu kết tủa, $w$ là mol $O_2$ thoát ra ở anot. Cân bằng electron: $2x=0,1+4w$. Khối lượng dung dịch giảm: $3,55+64x+32w=10,75\Rightarrow 64x+32w=7,2$. Thay $x=0,05+2w$: $3,2+128w+32w=7,2\Rightarrow w=0,025$ mol, $x=0,1$ mol.

Kiểm tra: khối lượng giảm $=3,55(C{l}_2)+6,4(Cu)+0,8(O_2)=10,75$ gam ✓. Electron catot $=0,2$ mol đúng bằng electron anot $=0,1+0,1=0,2$ mol ✓.

Vì electron catot vừa đủ cho $C{u}^{2+}$ (0,1 mol), nên không xảy ra quá trình khử nước, không sinh ra $O{H}^{-}$ (không có KOH). $C{l}^{-}$ đã cạn kiệt (không còn KCl). Còn lại $0,15-0,1=0,05$ mol $Cu(N{O}_3{)}_2$.

Anot sinh ra $0,025\times 4=0,1$ mol $H^{+}$, kết hợp $N{O}_3^{-}$ tạo $0,1$ mol $HN{O}_3$; $K^{+}$ kết hợp $N{O}_3^{-}$ tạo $KN{O}_3$.

Vậy các chất tan trong dung dịch sau điện phân: $KN{O}_3$, $HN{O}_3$ và $Cu(N{O}_3{)}_2$ → đáp án A, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch NaCl bão hoà không có màng ngăn: tại cathode xảy ra khử nước $2H_{2}O+2e\to H_2+2O{H}^{-}$ (không phải Na^+ bị khử vì nước dễ khử hơn Na^+), nên D sai. Tại anode xảy ra quá trình oxy hoá $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$ (hoặc một phần oxy hoá nước), không phải khử nước như ở A, nên A sai. Vì không có màng ngăn, $C{l}_2$ sinh ra phản ứng với NaOH tạo theo phản ứng $C{l}_2+2NaOH\to NaCl+NaClO+H_{2}O$, nên dung dịch sau điện phân không phải chỉ là NaOH (B sai) mà còn chứa NaCl (và NaClO). Do đó phát biểu đúng là C: dung dịch thu được sau điện phân có chứa NaCl. Kết quả khớp với đáp án nguồn (C).

a) Đúng: $m_{\text{Cu thoˆ giảm}}=103-9,56=93,44$ g; $m_{\text{Cu tinh khieˆˊt ta˘ng}}=182,5-100=82,5$ g → phần chênh lệch là tạp chất không tan. Chỉ có Cu điện phân: $n_{Cu}=\frac{82,5}{64}=1,289$ mol. Khối lượng Cu ban đầu trong mẫu = 82,5 g. $x=\frac{82,5}{103}\times 100=80,1\%$
b) Sai
c) Đúng
d) Sai: $n_e=2n_{Cu}=2\times 1,289=2,578$ mol; $q=n_e\times F=2,578\times 96500=248777$ C; $t=\frac{q}{I}=\frac{248777}{24}=10368$ s = 2,9 giờ
a) a) Đúng. $m_{\text{Cu thoˆ giảm}}=103-9,56=93,44$ g; $m_{\text{Cu tinh khieˆˊt ta˘ng}}=182,5-100=82,5$ g → phần chênh lệch là tạp chất không tan. Chỉ có Cu điện phân: $n_{Cu}=\frac{82,5}{64}=1,289$ mol. Khối lượng Cu ban đầu trong mẫu = 82,5 g. $x=\frac{82,5}{103}\times 100=80,1\%$
b) b) Sai
c) c) Đúng
d) d) Sai. $n_e=2n_{Cu}=2\times 1,289=2,578$ mol; $q=n_e\times F=2,578\times 96500=248777$ C; $t=\frac{q}{I}=\frac{248777}{24}=10368$ s = 2,9 giờ

(AI giải đề cho tôi)
Khí màu vàng lục là Cl${}_2$ sinh ra ở anode (phản ứng oxi hóa: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$), nên cực (1) nối với cực dương của nguồn là anode. Kim loại màu đỏ là Cu sinh ra ở cathode (phản ứng khử: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$), nên cực (2) là cathode. Vậy X phải chứa $C{u}^{2+}$ và $C{l}^{-}$, tức là dung dịch CuCl${}_2$ (điện phân CuCl${}_2$ nóng chảy cũng cho Cu và Cl${}_2$, nhưng đáp án khớp với dung dịch CuCl${}_2$). Đáp án C.

a) Đúng.
b) Sai. $25.0,\mathrm{007.2.8},9=\frac{\mathrm{64.10.}t}{2.96500}\Rightarrow t=939(s)=15phut39s$
c) Đúng.
d) Sai.
a) Đúng.
b) Sai. $25.0,\mathrm{007.2.8},9=\frac{\mathrm{64.10.}t}{2.96500}\Rightarrow t=939(s)=15phut39s$
c) Đúng.
d) Sai.