Chương 5 – Bài 25: Luyện tập: Sự điện phân – Sự ăn mòn kim loại – Điều chế kim loại

Bài 4 (trang 143 sgk Hóa 12 nâng cao): Từ MgCO3 điều chế Mg. Từ CuS điều chế Cu. Từ K2SO4 điều chế K (các chất trung gian tùy ý chọn)

Lời giải:

Từ MgCO₃ → Mg

MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O (1)

MgCl ^đpnc → Mg + Cl₂ (2)

* Từ CuS → Cu

2CuS + 3O₂ ^to → 2CuO + 2SO₂ (1)

H₂ + CuO ^to → Cu + H₂O (2)

*Từ K₂SO₄ → K

K₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2KCl (1)

2KCl ^đpnc → 2K + Cl₂ (2)

Bài 5 (trang 143 sgk Hóa 12 nâng cao): Khi nung 23,2 gam sunfua của một kim loại hóa trị hai trong không khí rồi làm nguội sản phẩm thu được một chât lỏng và một chất khí. Lượng sản phẩm khí này làm mất màu 25,4 gam iot. Xác định tên kim loại đó.

Lời giải:

Gọi kim loại hóa trị hai là M => Muối là MS nung trong không khí được một chất khí là SO₂ và một chất lỏng SO₂ phản ứng với I₂ theo phương trình

SO₂ + I₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HI

(23,2 : 0,1).n_SO2 = n_I2 = n_S = n_MS = 25,4 : 254 = 0,1 mol => M_MS = 23,2 : 0,1 = 232 = M + 32

=> M = 200. M là thủy ngân Hg

Bài 6 (trang 143 sgk Hóa 12 nâng cao): Điện phân 100 ml một dung dịch có hòa tan 13,5 gam CuCl và 14,9 gam KCl (có màng ngăn và điện cực trơ)

a) Trình bày sơ đồ và viết phương trình hóa học của phản ứng điện phân có thể xảy ra.

b) Hãy cho biết chất nào còn lại trong dung dịch điện phân. Biết thời gian điện phân là 2 giờ, cường độ dòng điện 5,1 ampe.

c) Hãy xác định nồng độ các chất có trong dung dịch sau điện phân. Biết rằng dung dịch sau điện phân đã được pha loãng cho đủ 200 ml.

Lời giải:

n_CuCl2 = 13,5 : 135 = 0,1 mol ; n_KCl = 14,9 : 74,5 = 0,2 mol => n_Cl^– = 0,4 mol; n_Cu²⁺ = 0,1 mol

Phương trình điện phân : CuCl₂ → Cu + Cl₂

2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂ + Cl₂

Khối lượng clo thoát ra m = (71.5,1.7200) : (96500.2) = 13,5 gam

=> n_Cl = 0,19 mol => Cl^– còn dư

Hết Cu²⁺ : 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^– (dd)

Chất còn lại sau điện phân là K⁺ 0,2 mol; Cl^– dư 0,02 mol; OH^– dư 0,18 mol

=> KOH 0,18 mol; KCl 0,02 mol

c. C_{M KOH} = 0,18 : 0,2 = 0,9M.

C_{M KCl} = 0,02 : 0,2 = 0,1M

Bài 7 (trang 143 sgk Hóa 12 nâng cao): Thực hiện sự điện phân dung dịch CuSO₄ với một điện cực bằng graphit và một điện cực bằng đồng.

Thí nghiệm 1: Người ta nối điện cực graphit với cực dương và điện cực đồng nối với cực âm của nguồn điện.

Thí nghiệm 2: Đảo lại, người ta nối điện cực graphit với cực âm và điện cực đồng rồi với cực dương của nguồn điện.

1) Hãy mô tả hiện tượng quan sát được và cho biết phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực trong các thí nghiệm trên.

2) Hãy so sánh độ pH của dung dịch trong hai thí nghiệm trên.

3) Hãy so sánh nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch sau hai thí nghiệm

Lời giải:

1, Thí nghiệm 1 :

Phương trình điện phân

2Cu²⁺ + 2H₂O ^đpdd→ 2Cu + 4H⁺ +O₂

Hiện tượng : Kim loại đồng bám vào catot bằng đồng

– Có khí thoát ra ở anot bằng graphit

– Màu xanh của dung dịch nhạt dần

Thí nghiệm 2 :

Phương trình điện phân

Cu²⁺_dd + Cu_anot → Cu_catot + Cu²⁺_dd

Hiện tượng :

– Kim loại đồng bám vào catot bằng graphit

– Anot bằng đồng tan ra

– Màu xanh của dung dịch không đổi

2. Nồng độ H⁺ ở thí nghiệm 1 lớn hơn thí nghiệm 2 => pH_TN1 < pH_TN2

3. Nồng độ Cu²⁺ ở thí nghiệm 1 giảm , ở thí nghiệm 2 không đổi .