Sáng tạo và phát triển hướng giải bài tập điện phân dung dịch

9 - Sáng tạo và phát triển hướng giải bài tập điện phân dung dịch
Câu 1. : Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất là 100%) dung dịch X chứa 0,02 mol CuCl2; 0,02 mol CuSO4 và 0,005 mol H2SO4 trong thời gian 32 phút 10 giây với cường độ dòng điện không đổi I = 2,5A thì thu được 200 ml dung dịch Y. Giá trị pH của dung dịch Y là 
A.  1,08. 
B. 1,00. 
C. 0,70. 
D. 1,78. 
Câu 2. : Hòa tan hỗn hợp chứa 24,0 gam Fe2O3 và 4,8 gam Cu vào dung dịch hỗn hợp HCl 0,5M và H2SO4 2M thu được dung dịch X chỉ chứa các muối. Tiến hành điện phân dung dịch dung dịch X bằng điện cực trơ với cường độ dòng điện I = 9,65A trong thời gian 1450 giây thì dừng điện phân. Nhúng thanh Fe vào dung dịch sau điện phân đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lấy thanh Fe ra thấy khối lượng 
A. tăng 0,8 gam. 
B. giảm 0,8 gam. 
C. tăng 1,6 gam. 
D. giảm 1,6 gam. 
Câu 3. : Cho 62,5 gam muối khan CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch NaCl 1M thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ tới khi khối lượng catot tăng 11,52 gam thì dừng điện phân. Nhúng thanh Fe vào dung dịch sau điện phân, sau khi kết thúc các phản ứng, lấy thanh Fe ra lau khô cẩn thận và cân lại thấy khối lượng giảm m gam. Giá trị m là 
A. 7,28 gam. 
B. 4,48 gam. 
C. 2,80 gam. 
D. 3,92 gam. 
Câu 4. : Tiến hành điện phân 200 ml dung dịch AgNO3 1M và Cu(NO3)2 1,2M bằng điện cực trơ với cường độ dòng điện I = 5A trong thời gian 7720 giây thì dừng điện phân. Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,75m gam hỗn hợp rắn. Giá trị m là 
A. 29,12 gam. 
B. 28,00 gam. 
C. 30,24 gam. 
D. 29,68 gam. 
Câu 5. : Tiến hành điện phân 100 ml dung dịch chứa CuSO4 2,5M và AgNO3 1M bằng điện cực trơ tới khi khối lượng catot tăng 23,6 gam thì dừng điện phân. Nhúng thanh Fe vào dung dịch sau điện phân, sau khi kết thúc các phản ứng lấy thanh Fe ra lau khô cẩn thận, cân lại thấy khối lượng giảm m gam. Biết rằng sản phẩm khử duy nhất của NO3–  là khí NO. Giá trị m là 
A. 10,8 gam. 
B. 7,6 gam. 
C. 8,7 gam. 
D. 14,0 gam. 
Câu 11. : Tiến hành điện phân 400 ml dung dịch CuSO4 0,75M và NaCl xM bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp trong thời gian t giây thu được dung dịch X và 3,36 lít (đktc) khí thoát ra ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây, thấy khối lượng dung dịch giảm m gam. Nhúng thanh Mg vào dung dịch X, kết thúc phản ứng thấy khối lượng thanh Mg giảm 2,8 gam. Giá trị của x và m lần lượt là 
A. 0,25 và 30,35. 
B. 0,2 và 26,75. 
C. 0,25 và 26,75. 
D. 0,2 và 30,35. 
Câu 12. : Cho 18,15 gam tinh thể Cu(NO3)2.3H2O vào dung dịch NaCl thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp trong thời gian t giây thu được dung dịch Y và 0,06 mol khí thoát ra ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì khí thoát ra 2 cực là 0,185 mol. Dung dịch Y hòa tan tối đa m gam Fe, thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị m là 
A. 1,26 gam. 
B. 1,12 gam. 
C. 1,54 gam. 
D. 1,47 gam. 
Câu 13. : Cho một lượng tinh thể Cu(NO3)2.7H2O vào dung dịch chứa 0,16 mol NaCl thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp, trong thời gian t giây ở anot thoát ra 3,584 lít khí (đktc) và thu được dung dịch Y. Nếu thời gian điện phân là 2t, tổng thể tích khí thoát ra ở 2 cực là 8,96 lít (đktc). Cho m gam bột Fe vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,6m gam rắn. Giá trị của m gần nhất với 
A. 12. 
B. 14. 
C. 16. 
D. 18. 
Câu 14. : Cho một lượng muối khan AgNO3 vào 250 ml dung dịch Cu(NO3)2 aM thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ ở thời gian t giây thấy khối lượng catot tăng 16,2 gam. Nếu thời gian 2t giây thì khối lượng dung dịch giảm 23,4 gam; đồng thời thu được dung dịch Y (có màu xanh). Nhúng thanh Fe vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất) và khối lượng thanh Fe giảm 5,1 gam so với trước phản ứng. Giá trị a là 
A. 0,7. 
B. 0,8. 
C. 0,9. 
D. 1,0. 
Câu 15. : Tiến hành điện phân 400 ml dung dịch X chứa CuSO4 x mol/l và NaCl y mol/l bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp trong thời gian t giây thu được dung dịch Y (vẫn còn màu xanh) và 2,688 lít (đktc) hỗn hợp khí thoát ra ở anot . Nếu thời gian điện phân là 2t giây, tổng thể tích khí thoát ra ở 2 cực là 5,6 lít (đktc). Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được 73,69 gam kết tủa. Giá trị tỉ lệ x : y gần nhất với 
A. 1,5. 
B. 1,7. 
C. 1,8. 
D. 1,4. 
Câu 16. : Tiến hành điện phân dung dịch NaCl và CuSO4 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi nước bắt đầu thoát ra ở cả 2 cực thì dừng điện phân, ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc). Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 8,1 gam ZnO. Khối lượng catot tăng là 
A. 10,24 gam. 
B. 19,20 gam. 
C. 9,60 gam. 
D. 20,48 gam. 
Câu 17. : Tiến hành điện phân dung dịch chứa CuSO4 1M và NaCl 0,75M bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện I = 9,65A tới khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 4,08 gam Al2O3. Thời gian điện phân là 
A. 3240 giây. 
B. 2500 giây. 
C. 3840 giây. 
D. 3000 giây. 
Câu 18. : Hòa tan 78,8 gam hỗn hợp gồm CuSO4 và NaCl vào nước dư thu được dung dịch X. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thể tích khí sinh ra ở anot gấp đôi thể tích khí sinh ra ở catot. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam Al2O3. Giá trị của m là 
A. 20,4 gam. 
B. 30,6 gam. 
C. 10,2 gam. 
D. 25,5 gam. 
Câu 19. : Dung dịch X chứa Cu(NO3)2 1,5M và NaCl 1,0 M. Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ màng ngăn xốp đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm m gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 13,6 gam Al2O3. Giá trị m là 
A. 65,4 gam. 
B. 73,2 gam. 
C. 59,0 gam. 
D. 52,6 gam. 
Câu 20. : Tiến hành điện phân dung dịch NaCl 0,75M và CuSO4 1M đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm m gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 4,08 gam Al2O3. Giá trị m là 
A. 19,56 gam. 
B. 19,32 gam. 
C. 18,86gam. 
D. 18,12 gam. 
Câu 21. : Tiến hành điện phân dung dịch NaCl 1,5M và CuSO4 0,5M đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm m gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 8,16 gam Al2O3. Giá trị m là 
A. 27,44 gam. 
B. 24,74 gam. 
C. 25,46 gam. 
D. 26,45 gam. 
Câu 22. : Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm NaCl và CuSO4 đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 cực thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 19,12 gam. Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa 4,08 gam Al2O3. Giá trị m là 
A. 37,92 gam hoặc 38,73 gam. 
B. 39,72 gam hoặc 38,73 gam. 
C. 37,92 gam hoặc 37,83 gam. 
D. 39,72 gam hoặc 37,83 gam. 
Câu 23. : Tiến hành điện phân 400 ml dung dịch chứa CuSO4 x mol/l và KCl y mol/l bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp trong thời gian t giây thu được dung dịch Y và ở anot thu được 2,688 lít khí duy nhất thoát ra. Nếu thời gian điện phân là 2t giây, tổng thể tích khí thoát ra ở cả 2 cực là 8,96 lít. Dung dịch Y hòa tan tối đa 8,16 gam Al2O3. Các khí đều đo đktc. Tỉ lệ giá trị x : y gần nhất với 
A. 0,13. 
B. 0,10. 
C. 0,17. 
D. 0,15. 
Câu 24. : [A-11]: Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khối lượng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể). Tất cả các chất tan trong dung dịch sau điện phân là 
A. KNO3 và KOH. 
B. KNO3, KCl và KOH. 
C. KNO3 và Cu(NO3)2. 
D. KNO3, HNO3 và Cu(NO3)2. 
Câu 25. : [A-11]: Hoà tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước được dung dịch X. Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, được y gam kim loại M duy nhất ở catot và 0,035 mol khí ở anot. Còn nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 0,1245 mol. Giá trị của y là 
A. 4,480. 
B. 3,920. 
C. 1,680. 
D. 4,788. 
Câu 26. : [A-12]: Điện phân 150 ml dung dịch AgNO3 1M với điện cực trơ trong t giờ, cường độ dòng điện không đổi 2,68A (hiệu suất quá trình điện phân là 100%), thu được chất rắn X, dung dịch Y và khí Z. Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 14,5 gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Giá trị của t là 
A. 0,8. 
B. 0,3. 
C. 1,0. 
D. 1,2. 
Câu 27. : [B-12]: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3, 0,2 mol CuCl2 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của V là 
A. 4,48. 
B. 11,20. 
C. 22,40. 
D. 5,60. 
Câu 28. : [B-12]: Người ta điều chế H2 và O2 bằng phương pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67A trong thời gian 40 giờ. Dung dịch thu được sau điện phân có khối lượng 100 gam và nồng độ NaOH là 6%. Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân là (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể) 
A. 6,00%. 
B. 5,08%. 
C. 3,16%. 
D. 5,50%. 
ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: B
ne trao đổi = It ÷ 96500 = 0,05 mol ||→ đọc dung dịch ra: 0,02 mol CuCl2 và 0,005 mol CuO.
Tương quan: 0,005 mol O → có 0,01 mol H+ được tạo thêm.
||→ theo đó, ∑nH+ trong Y = 0,02 mol ||→ [H+]trong Y = 0,1M.
Vậy giá trị pHcủa dung dịch Y = 1,0.
Câu 2: B
♦1: bài tập kim loại, oxit tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng → đọc kết quả:
X gồm: 0,15 mol Fe2+; 0,15 mol Fe3+; 0,075 mol Cu2+ và 0,1 mol Cl–; 0,4 mol SO42–
♦2: bài tập điện phân:ne trao đổi = 0,145 mol ||→ đọc các chất ra khỏi dung dịch:
anot ra: 0,1 mol Cl và (0,145 – 0,1) ÷ 2 = 0,0225 mol O (từ O đọc ra catot tạo 0,045 mol H+).
catot: vì 0,145 < 0,15 nên Fe3+ chưa bị điện phân hết, mới có 0,145 mol Fe3+ tạo Fe2+ mà thôi.
||→ dd sau điện phân có: 0,005 mol Fe3+; 0,295 mol Fe2+; 0,075 mol Cu2+ và 0,045 mol H+.
► cách 1: nhớ tỉ lệ phản ứng của Fe với các chất Fe3+; Cu2+ và H+, đọc luôn:
ΔmFe tăng = 0,075 × (64 – 56) – (0,005 ÷ 2 + 0,045 ÷ 2) × 56 = – 0,8 gam.
► cách 2: chú ý anion duy nhất SO42– với 0,4 mol ||→ cuối cùng nằm trong chất duy nhất là FeSO4.
mà sẵn có ∑nFe trong dung dịch sau điện phân = 0,3 mol ||→ nthanh Fe tan = 0,1 mol.
Thêm nữa, Fe đẩy hết 0,075 mol Cu2+ ra và cũng là chất duy nhất làm tăng thanh Fe.
||→ Δmthanh Fe tăng = 0,075 × 64 – 0,1 × 56 = – 0,8 gam.
tóm lại, kết quả tăng – 0,8 gam cho biết thanh Fe đã giảm 0,8 gam.
Câu 3: D
X chứa 0,25 mol CuSO4 và 0,2 mol NaCl.
catot tăng 11,52 gam là do 0,18 mol Cu điện phân ra bám vào ||→ đi cùng lượng này là
0,1 mol CuCl2 và 0,08 mol CuO ||→ tương quan đọc ra dung dịch sau điện phân gồm:
0,07 mol CuSO4 (Cu còn lại); 0,08 mol H2SO4 (từ 0,8 mol O) và 0,1 mol Na2SO4.
Fe vào phản ứng với 0,07 mol CuSO4 và 0,08 H2SO4 ||→ mất 0,15 mol Fe và bù 0,07 mol Cu.
||→ Δmthanh Fe giảm = 0,15 × 56 – 0,07 × 64 = 3,92 gam.
Câu 4: A
ne trao đổi = 0,4 mol ||→ anot chỉ ra 0,2 mol O đi cùng 0,1 mol Ag2O và 0,1 mol CuO.
||→ đọc ra dung dịch sau điện phân còn 0,14 mol Cu(NO3)2 và tạo thêm 0,4 mol HNO3.
Quan sát: 
||→ BTKL kim loại có: m + 0,14 × 64 = 0,29 × 56 + 0,75m → m = 29,12 gam.
Câu 5: A
Khối lượng catot tăng 23,6 gam gồm 0,1 mol Ag và 0,2 mol Cu.
||→ đọc ra dung dịch sau điện phân gồm 0,2 mol H2SO4; 0,1 mol HNO3 và 0,05 mol CuSO4.
Quan sát: 
Tuy nhiên, với bài này chỉ cần quan sát tỉ lệ ∑nH+ ÷ nNO3– = 5 ÷ 1 > 4 ÷ 1 
thể hiện rằng sau phản ứng chỉ có muối sunfat thôi. 
0,25 mol SO42– nói rằng Fe vào dung dịch là 0,25 mol
bù lại cho thanh Fe chỉ là 0,1 mol Cu bám vào 
||→ Δmthanh Fe giảm = 0,25 × 56 – 0,05 × 64 = 10,8 gam.
Câu 6: D
5,7 gam là hỗn hợp nên phản ứng của Fe với dung dịch sau điện phân được thể hiện:
BTKL kim loại có: 9,5 + 64x = 56 × (x = 0,075) + 5,7 ||→ x = 0,05 mol.
||→ đọc ngược dung dịch ra 0,1 mol CuO (từ 0,2 mol H+) và y mol CuCl2.
||→ dung dịch đem điện phân là 2y mol NaCl và 4y mol Cu(NO3)2
||→ bảo toàn số mol Cu có: 4y = 0,1 + y + x ||→ y = 0,05 mol.
Vậy giá trị của m = mdung dịch giảm = 0,1 × 180 + 0,05 × 135 = 14,75 gam.
Câu 7: C
dung dịch điện phân gồm 3x mol Cu(NO3)2 và 2x mol NaCl.
7,08 gam hỗn hợp rắn nên còn Cu2+ trong dung dịch sau điện phân; có NO thoát ra
nên chứng tỏ có H+; hay gọn lại: dung dịch sau điện phân gồm HNO3 và Cu(NO3)2.
||→ dd giảm đi 20,4 gam là do x mol CuCl2 và 2y mol CuO → có 135x + 160y = 20,4 gam.
Tương quan đọc ra dung dịch sau điện phân gồm (2x – 2y) mol Cu(NO3)2 và 4y mol HNO3.
Quan sát: 
||→ thêm phương trình BTKL kim loại: 11,8 + 64 × (2x – 2y) = 28 × (4x – y) + 7,08.
Giải hệ được x = 0,08 mol và y = 0,06 mol ||→ ne trao đổi = 2x + 4y = 0,4 mol.
mà ne trao đổi = It ÷ 96500 ||→ t điện phân = 7720 giây.
Câu 29: D
bên anot đầu tiên ra khí Cl2, hết sẽ ra O2 (do H2O điện phân).
bên catot đầu tiên ra Cu (bám vào anot), hết Cu thì đến H2 (của H2O điện phân) là khí thoát ra.
Al2O3 là oxit lưỡng tính ||→ sẽ có 2 khả năng xảy ra:
♦ TH1: hòa tan 0,2 mol Al2O3 hay 0,6 mol O là do 1,2 molH+ 
⇄ tương quan có 0,3 mol O2 sinh ra ở anot ||→ nCl2 sinh ở anot = 0 ??? → loại.!
♦ TH2: hòa tan 0,2 mol Al2O3 là do 0,4 mol OH– (dùng "–" đi về 0,4 mol AlO2–)
⇄ tương quan có 0,2 mol H2 sinh ra ở catot và 0,3 mol khí ở anot chỉ là Cl2 
||→ ne trao đổi = 2nCl = 0,6 mol ||→ ở catot: nCu = (ne trao đổi – 2nH2) ÷ 2 = 0,1 mol.
Vậy ban đầu m gam hỗn hợp gồm 0,1 mol CuSO4 và 0,6 mol NaCl
||→ Yêu cầu giá trị của m = 0,1 × 160 + 0,6 × 58,5 = 51,1 gam.
Câu 30: A
dung dịch X gồm a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl. Bài tập thời gian t và 2t giây:
♦ thời gian t (s): anot ra 0,11 mol gồm 0,1 mol Cl2 và 0,01 mol O2 ||→ ne trao đổi = 0,24 mol.
♦ thời gian 2t (s): ne trao đổi = 0,48 mol.
anot ra 0,1 mol Cl2 và từ ne trao đổi → có 0,07 mol O2; 
mà ∑nkhí 2 cực = 0,26 mol → nH2 bên catot = 0,09 mol.
||→ xét bên catot: nCu = (ne trao đổi – 2nH2) ÷ 2 = 0,15 mol.
a = 0,15 mol chính là yêu cầu chúng ta đang tìm
Câu 31: A
anot chỉ ra khí O2 (do H2O điện phân).
♦ thời gian t(s): a mol khí ở anot là O2 → ne trao đổi = 4a mol.
♦ thời gian 2t(s): ne trao đổi = 8a mol; anot ra gấp đôi là 2a mol khí O2.
từ tổng khí là 2,5a mol ||→ catot ra 0,5a mol H2 ||→ nM2+ = (8a – 0,5a × 2) ÷ 2 = 3,5a mol.
Quan sát đáp án, thấy ngay: có O2 ra ⇄ có H+ trong dung dịch say điện phân → C đúng.
0,5a mol H2 sinh ra ở anot như tính toán trên cũng nói luôn rằng B đúng.! Còn A và D.
► tại thời điểm t (s): ne trao đổi = 4a mol → mới có 2a mol (trong 3,5a mol) ion M2+ bị điện phân
Tức là D đúng. Theo đó đáp án cần chọn còn lại là A thôi.