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

Đáp án: 77
Gọi bán kính vòng ngoài là R, bán kính vòng trong là r, độ dày 0,05 mm = 0,005 cm.
$\Rightarrow \{\begin{array}{l}{R}_{tr-ic}=2,5cm;r_{tr-ic}=1,5cm;h_{tr-ic}=0,5cm.\\ R_{sau}=2,5+0,005=2,505cm;r_{sau}=1,5-0,005=1,495cm;h_{sau}=0,5+2.0,005=0,51cm.\end{array}$
$\Rightarrow \{\begin{array}{l}{V}_{tr-ic}=\pi .h_{tr-ic}.(R_{tr-ic}^2-r_{tr-ic}^2)=3,1416.0,5.(2,5^2-1,5^2)=6,2832c{m}^3\\ V_{sau}=\pi .h_{sau}.(R_{sau}^2-r_{sau}^2)=3,1416.0,51.(2,505^2-1,495^2)=6,473c{m}^3\end{array}$
$\Rightarrow V_{Ni}=6,473-6,2832=0,1898c{m}^3\Rightarrow m_{Ni}=8,9.0,1898=1,68922gam$
$\Rightarrow m=\frac{AIt}{nF}\Rightarrow t=\frac{mnF}{AI}=\frac{1,\mathrm{68922.2.96500}}{58,7.1,2}=4628,33s\approx 77$

(AI giải đề cho tôi)
Trong mạ điện, vật cần mạ (ấm trà thép) nối với cực âm của nguồn điện để các cation kim loại nhận electron và bám lên bề mặt: $A{g}^{+}+e^{-}\to Ag$. Kim loại mạ (silver) nối với cực dương và bị tan tạo ion: $Ag-e^{-}\to A{g}^{+}$. Do đó dung dịch điện phân phải chứa ion $A{g}^{+}$, tức là dung dịch $AgN{O}_3$. Các phương án khác không phù hợp: Ag là kim loại rắn, không phải dung dịch; $Cu(N{O}_3{)}_2$ và $CuS{O}_4$ chứa ion $C{u}^{2+}$ sẽ mạ đồng chứ không mạ bạc. Kết quả khớp với đáp án nguồn: C.

Đáp án: 9800
Khối lượng bạc cần mạ bằng khối lượng lớp vỏ cầu có bán kính trong r = 10 cm và bán kính ngoài R = 10,4 cm (độ dày 4 mm = 0,4 cm):
$$V=\frac{4}{3}\pi (R^3-r^3)=\frac{4}{3}.3,14.(10,4^3-10^3)=\frac{4}{3}.3,14.124,864\approx 522,7{\text{ cm}}^3$$
$$m=V.D=522,7.10,49\approx 5483,1\text{ g}$$
Áp dụng định luật Faraday (Ag⁺ + e → Ag, n = 1):
$$m=\frac{AIt}{nF}\Rightarrow 5483,1=\frac{\mathrm{108.500.}t}{96500}$$
$$\Rightarrow t=\frac{5483,1.96500}{108.500}\approx 9800\text{ giaˆy}$$
Ghi chú: phương trình in trong tài liệu gốc (3,14.10².0,4.10,49 = 108.500.t/96500) thiếu các hệ số của thể tích vỏ cầu (4/3 và hiệu R³ − r³); theo phương trình in đó t chỉ khoảng 2356 s, không khớp với đáp án 9800 in kèm theo. Đáp án 9800 của tài liệu chỉ nhất quán khi tính khối lượng bạc theo thể tích vỏ cầu như trên.

(a) Đúng
(b) Đúng
(c) Sai vì nếu thay bằng HCl sẽ có sinh ra khí Cl${}_2$
$$2C{l}^{-}⟶C{l}_2+2e$$
(d) Đúng
$$2H_{2}O⟶2H_2+O_2$$
$100mL⟵50mL$

(AI giải đề cho tôi)
Dung dịch ban đầu chứa CuCl₂ nên có màu xanh (do ion Cu²⁺), đồng thời chứa HCl nên môi trường acid, phenolphthalein không đổi màu. Khi điện phân có màng ngăn, xét ở vùng cathode: trước tiên Cu²⁺ + 2e → Cu (một phần màu xanh nhạt dần), nhưng màu xanh chỉ mất hẳn khi Cu²⁺ được khử hết; trong quá trình điện phân, H⁺ cũng bị khử tại cathode (2H⁺ + 2e → H₂↑) làm H⁺ giảm dần. Khi điện phân đến hết NaCl (tức Na⁺ còn lại trong dung dịch, Cl⁻ ở anode bị oxi hóa hết), toàn bộ Cu²⁺ đã bị khử hết → màu xanh mất, dung dịch không màu. Sau đó, do H⁺ tại cathode bị khử liên tục, môi trường gần cathode trở nên kiềm (dư OH⁻), làm phenolphthalein chuyển sang màu hồng. Vậy thứ tự biến đổi màu: Xanh → không màu → hồng, khớp với đáp án C đã cho trong tài liệu.

a) Sai: $$A_{lt}=\frac{\mathrm{5.1000000.96485}}{9,\mathrm{3.6.1}{0}^6}=8645,6\text{ kWh}$$ b) Đúng. c) Đúng. d) Đúng.
a) Sai. $$A_{lt}=\frac{\mathrm{5.1000000.96485}}{9,\mathrm{3.6.1}{0}^6}=8645,6\text{ kWh}$$
b) Đúng.
c) Đúng.
d) Đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Trong dung dịch có các ion: H+, Cl-, Cu2+, SO4^2-. Tại anode (cực dương), Cl- bị oxi hóa trước OH- (trong dung dịch có Cl- nồng độ đáng kể): 2Cl- → Cl2 + 2e, nên chất tạo ra đầu tiên ở anode là Cl2. Tại cathode (cực âm), Cu2+ có thế chuẩn cao hơn H+ nên bị khử trước: Cu2+ + 2e → Cu, chất tạo ra đầu tiên ở cathode là Cu. Vậy đáp án là D (Cl2 và Cu), trùng với đáp án nguồn.

a) Đúng
b) Sai
c) Sai
d) Đúng
a) Đúng
b) Sai
c) Sai
d) Đúng

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân KCl nóng chảy với điện cực trơ: tại anode xảy ra quá trình oxi hóa, ion Cl${}^{-}$ bị oxi hóa thành Cl${}_2$: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$. Tại cathode, K${}^{+}$ bị khử thành K. Do đó ở anode xảy ra quá trình oxi hóa ion Cl${}^{-}$. Đáp án A, khớp với đáp án nguồn.

Đáp án: 23

(1) Sai vì nếu cực dương (Y) làm bằng Fe sẽ xảy ra phản ứng với $C{l}_2$
(2) Đúng
(3) Đúng
(4) Sai

$$m=\frac{A.I.t}{nF}.80\%=\frac{\mathrm{23.9000.16.3600}}{96500}.80\%.10^{-3}=98,85kg$$

(AI giải đề cho tôi)
Khi điện phân dung dịch AgNO${}_3$ để mạ bạc, bình thép nối với cathode. Tại cathode xảy ra quá trình khử: các cation Ag${}^{+}$ trong dung dịch nhận electron và bám lên bề mặt bình thép tạo lớp bạc: $A{g}^{+}+1e\to Ag$. Quá trình $Ag\to A{g}^{+}+1e$ (D) xảy ra ở anode (thanh bạc tan), còn $2H_{2}O\to 4H^{+}+O_2+4e$ (A) cũng là quá trình oxi hóa ở anode, $2H^{+}+2e\to H_2$ (C) không xảy ra vì Ag${}^{+}$ dễ khử hơn H${}^{+}$. Đáp án khớp với đáp án nguồn: B.

a) Sai vì tại anode xảy ra quá trình oxi hóa Cu
b) Sai vì các tạp chất không bị điện phân sẽ lắng xuống đáy bình điện phân
c) Đúng
d) Đúng
a) Sai vì tại anode xảy ra quá trình oxi hóa Cu
b) Sai vì các tạp chất không bị điện phân sẽ lắng xuống đáy bình điện phân
c) Đúng
d) Đúng

(AI giải đề cho tôi)
Mạ đồng lên chìa khóa sắt bằng điện phân: vật cần mạ (chìa khóa) phải nối với cực âm (cathode) để Cu${}^{2+}$ bị khử và bám lên bề mặt: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$; thanh đồng nối cực dương (anode) để tan thành ion: $Cu-2e\to C{u}^{2+}$. Hai điện cực phải ngâm trong cùng một cốc dung dịch CuSO${}_4$ (không tiếp xúc trực tiếp với nhau) để mạch điện khép kín qua dung dịch. Do đó (2) và (3) đúng; (1) sai vì đảo cực (đồng sẽ mạ lên thanh đồng, chìa khóa bị tan); (4) sai vì hai cốc không có cầu muối thì không có mạch ion khép kín, không dẫn điện được. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn: tại cathode, H${}_2$O (hoặc H${}^{+}$) bị khử tạo H${}_2$ và NaOH: $2H_{2}O+2e^{-}\to H_2+2O{H}^{-}$; tại anode, ion Cl${}^{-}$ bị oxi hóa tạo Cl${}_2$: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e^{-}$. Vậy A sai (H${}_2$O bị khử ở cathode, không phải oxi hóa), B đúng, C sai (Cl${}^{-}$ bị oxi hóa ở anode chứ không phải H${}_2$O), D sai (Na${}^{+}$ không bị khử vì Na là kim loại hoạt động mạnh). Khớp với đáp án nguồn B.

$n_{Cu}=\frac{20.0,01.8,94}{64}=\frac{447}{16000}$ => $t=\frac{\frac{447}{16000}.2.\frac{100}{90}.96500}{2}\approx 2995s\approx 50p$

(AI giải đề cho tôi)
Trong quá trình điện phân nóng chảy Al2O3, tại cathode (điện cực âm) xảy ra quá trình khử: Al^{3+} + 3e → Al. Vậy tại cathode xảy ra sự khử Al^{3+}. Đáp án D, trùng với đáp án được tô trong tài liệu nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân nước với điện cực trơ cần chất điện li mà cả cation và anion không bị điện phân trước nước (muối của kim loại kiềm/kiềm thổ với anion gốc acid mạnh như SO4^2-). Na2SO4 thỏa mãn: cathode khử H2O tạo H2, anode oxi hóa H2O tạo O2. NaCl và KBr cho khí Cl2/Br2 ở anode; CuSO4 cho Cu bám cathode. Đáp án khớp với đáp án tô trong tài liệu nguồn: C.

a) Đúng
b) Sai
c) Sai
d) Đúng
a) Đúng
b) Sai
c) Sai
d) Đúng

(AI giải đề cho tôi)
Sơ đồ (1): điện phân CuSO${}_4$ với điện cực trơ (graphite). Cathode: Cu${}^{2+}$ + 2e → Cu; anode: 2H${}_2$O → O${}_2$ + 4H${}^{+}$ + 4e.
a) Sai. Ở sơ đồ (2) (tinh luyện đồng), anode là khối đồng không tinh khiết: ngoài Cu tan ra, các tạp chất (Zn, Fe, Ag, Au...) hoặc lắng xuống đáy (anode mud) hoặc tan vào dung dịch, nên khối lượng anode giảm nhiều hơn khối lượng Cu bám vào cathode; khối lượng cathode tăng không bằng khối lượng anode giảm.
b) Sai. Điện phân cần dòng điện một chiều (nguồn điện một chiều như trong sơ đồ); dòng điện xoay chiều không duy trì quá trình điện phân (cực âm/dương đổi liên tục, không có Cu bám vào cathode).
c) Đúng. Cu${}^{2+}$ (gây màu xanh lam) bị khử tại cathode tạo Cu, nồng độ Cu${}^{2+}$ giảm dần nên màu xanh lam nhạt dần.
d) Đúng. Tại anode xảy ra quá trình 2H${}_2$O → O${}_2$ + 4H${}^{+}$ + 4e, sinh ra H${}^{+}$ làm nồng độ H${}^{+}$ tăng, nên pH khu vực gần anode giảm xuống.
a) (AI giải đề cho tôi)
Sai. Ở anode (khối đồng không tinh khiết), ngoài Cu tan còn có tạp chất: kim loại hoạt động hơn Cu (Zn, Fe) tan vào dung dịch, kim loại kém hoạt động (Ag, Au) rơi xuống tạo bùn anode, nên khối lượng anode giảm nhiều hơn khối lượng Cu tăng ở cathode.
b) (AI giải đề cho tôi)
Sai. Điện phân phải dùng dòng điện một chiều; dòng xoay chiều làm cực đảo chiều liên tục nên Cu không bám được vào thanh cathode.
c) (AI giải đề cho tôi)
Đúng. Cu${}^{2+}$ bị khử tại cathode (Cu${}^{2+}$ + 2e → Cu) nên nồng độ Cu${}^{2+}$ giảm, màu xanh lam nhạt dần.
d) (AI giải đề cho tôi)
Đúng. Tại anode: 2H${}_2$O → O${}_2$ + 4H${}^{+}$ + 4e, H${}^{+}$ sinh ra làm pH giảm.