NaCl + H2O → NaOH + Cl2 ↑ + H2 ↑ | Điện phân dung dịch NaCl | NaCl ra NaOH | NaCl ra Cl2, H2

Phản ứng điện phân dung dịch NaCl + H₂O hay NaCl ra NaOH hoặc NaCl ra Cl₂ hoặc NaCl ra H₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa khử , phản ứng điện phân dung dịch đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về NaCl có lời giải, mời các bạn đón xem:

2NaCl + 2H₂O -^dpdd→ 2NaOH + Cl₂ ↑ + H₂ ↑

1. Phương trình điện phân dung dịch NaCl

2NaCl + 2H₂O $\underset{}{\overset{dpdd}{\to }}$2NaOH + Cl₂ ↑ + H₂ ↑

2. Cách tiến hành điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn 

Điện phân dung dịch NaCl chính là việc cho dòng điện một chiều chạy qua dung dịch NaCl. Trong quá trình này, dung dịch muối NaCl sẽ được tách ra thành Na⁺ và Cl^–. Trong đó các ion Na⁺ sẽ di chuyển về hướng cực âm (catot) và Cl^– sẽ di chuyển về cực dương (anot). Phương pháp này được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống.

Cực dương (Anot): Xảy ra sự oxi hóa

2Cl^– → Cl₂ + 2e

Cực âm (Catot): Xảy ra sự khử

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

Phương trình điện phân:

2NaCl + 2H₂O $\underset{}{\overset{dpdd}{\to }}$ 2NaOH + H₂ + Cl₂

3. Mở rộng kiến thức về NaCl

3.1. Nguồn gốc của muối tinh khiết NaCl

Muối NaCl một phần xuất phát từ miệng núi lửa hoặc đá trên đáy biển. Tuy nhiên, phần lớn muối có nguồn gốc trên đất liền.

Nước ngọt từ những cơn mưa không ở dạng tinh khiết 100% → Nó hòa tan CO₂ trong khí quyển trước khi rơi xuống đất

→ Nước mưa chảy trên mặt đất để tiếp cận đường thoát nước trong khu vực

→ Tính axit của nước mưa phá vỡ đá, thu giữ ion trong đá và mang chúng ra biển

→ Khoảng 90% các ion này là natri hoặc clo

→ Hai loại ion này kết hợp với nhau tạo ra muối.

3.2. Tính chất vật lý của muối tinh khiết

Muối NaCl là chất rắn kết tinh không màu hoặc màu trắng

Cấu trúc tinh thể: Mỗi nguyên tử có 6 nguyên tử cận kề tạo ra cấu trúc bát diện. Sự phân bổ này được gọi là khớp nối lập phương kín.

3.3. Tính chất hóa học của muối tinh khiết

NaCl là chất điện li mạnh, phân li hoàn toàn trong nước, tạo ra các ion âm và dương.

Natri clorua là muối của bazơ khá mạnh và axit mạnh nên nó mang tính trung tính → do đó tương đối trơ về mặt hóa học.

Muối là hợp chất ion do đó chúng cho thấy các phản ứng ion xảy ra nhanh chóng và thường tỏa nhiệt trong tự nhiên. Muối không trải qua quá trình đốt cháy nhưng điện phân muối sẽ giải phóng kim loại và phi kim loại như điện phân NaCl nóng chảy tạo thành khí clo và natri kim loại.

2NaCl $\underset{}{\overset{dpnc}{\to }}$2Na + Cl₂

Phản ứng của muối với axit là phản ứng chuyển vị kép như natri clorua phản ứng với axit sunfuric tạo thành natri sunfat và hydroclorua.

2NaCl + H₂SO_{4 đặc} $\underset{}{\overset{t^o}{\to }}$ Na₂SO₄ + 2HCl

Tương tự dung dịch natri clorua phản ứng với dung dịch bạc nitrat và tạo thành kết tủa bạc clorua.

NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl↓

4. Bài tập vận dụng liên quan 

Câu 1. Điện phân dung dịch X chứa hỗn hợp các muối sau: NaCl, CuCl₂, FeCl₃, ZnCl₂. Kim loại cuối cùng thoát ra ở catot trước khi có khí thoát ra là

A. Cu

B. Zn

C. Fe

D. Na

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Thứ tự các ion và chất bị điện phân ở catot là Fe³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, H₂O (sinh khí H₂)

Vậy kim loại cuối cùng thoát ra ở catot trước khi có khí thoát ra là Zn.

Câu 2. Để phân biệt các chất đựng trong lọ riêng biệt sau: NaNO₃, Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, Ba(NO₃)₂ người ta cần sử dụng hóa chất nào?

A. NaOH, H₂SO₄

B. NaCl, HCl

C. Ca(OH)₂

D. BaCl₂

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Trích mẫu thử của từng chất vào các ống nghiệm riêng biệt và đánh dấu tương ứng

- Cho dung dịch NaOH dư vào 4 ống nghiệm trên

+ ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa màu xanh thì ống nghiệm đó chứ Cu(NO₃)₂

3NaOH + Cu(NO₃)₂ → Cu(OH)₂↓ + 2NaNO₃

+ ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ thì ống nghiệm đó chứa Fe(NO₃)₃

3NaOH + Fe(NO₃)₃ → Fe(OH)₃↓ + 3NaNO₃

+ ống nghiệm nào không có hiện tượng thì chứa NaNO₃ và Ba(NO₃)₂

- Cho H₂SO₄ dư vào 2 dung dịch chưa phân biệt được NaNO₃ và Ba(NO₃)₂

+ ống nghiệm xuất hiện kết tủa màu trắng là Ba(NO₃)₂

H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ → BaSO₄↓ + 2HNO₃

Câu 3. Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn nhận định nào dưới đây là đúng?

A. Ở catot xảy ra sự khử ion kim loại Natri.

B. Ở anot xảy ra sự oxi hóa H₂O.

C. Ở anot sinh ra khí H₂.

D. Ở catot xảy ra sự khử nước.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Do ion Na⁺ không bị điện phân trong dung dịch ⇒ tại catot chỉ xảy ra sự khử H₂O

Câu 4. Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại anot xảy ra

A. sự khử ion Cl^-.

B. sự oxi hoá ion Cl^-.

C. sự oxi hoá ion Na⁺.

D. sự khử ion Na⁺.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Trong quá trình điện phân,ion Na⁺ di chuyển về phía catot (cực âm) và ion Cl^- di chuyển về phía anot (cực âm). Na⁺ có tính oxi hóa nên bị khử.

Vật tại catot xảy ra sự khử ion Na⁺, anot là sự oxi hoá ion Cl^-

Chú ý: Tổng quát với quá trình điện phân, tại catot diễn ra sự khử và tại anot diễn ra sự oxi hóa.

Câu 5. Khi điện phân điện cực trơ có màng ngăn dung dịch hỗn hợp gồm NaCl và CuSO₄ đến khi NaCl và CuSO₄ đều hết nếu dung dịch sau điện phân hoà tan được Fe và sinh khí thì dung dịch sau điện phân chắc chắn chứa

A. CuCl₂

B. CuSO₄

C. HCl, CuSO₄

D. H₂SO₄

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Ta thấy khi điện phân hết NaCl và CuSO₄ thì chỉ có Cu²⁺ và Cl- bị điện phân hết tạo Cu và Cl₂. Mà dung dịch sau điện phân hòa tan được Fe và sinh khí => dung dịch sau điện phân chứa axit

=> dung dịch chắc chắn chứa H₂SO₄ (vì SO₄^2- không bị điện phân)

Câu 9. Điện phân NaCl nóng chảy bằng điện cực trơ, ở catot thu được

A. Cl₂.

B. Na.

C. NaOH.

D. H₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Trong quá trình điện phân,ion Na⁺ di chuyển về phía catot (cực âm) và ion Cl^- di chuyển về phía anot (cực âm). Na⁺ có tính oxi hóa nên bị khử.

Vật tại catot xảy ra sự khử ion Na⁺ => thu được Na

Câu 10. Cho các phát biểu sau:

(a) Điện phân dung dịch NaCl (điện cực trơ, có màng ngăn), thu được khí Cl₂ ở anot.

(b) Cho CO dư qua hỗn hợp Fe₂O₃ và CuO đun nóng, thu được Fe và Cu.

(c) Nhúng thanh Zn vào dung dịch chứa CuSO₄ và H₂SO₄, có xuất hiện ăn mòn điện hóa.

(d) Kim loại dẻo nhất là Au, kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg.

(e) Để điều chế kim loại nhôm người ta điện phân nóng chảy Al₂O₃.

Số phát biểu đúng là

A. 3

B. 4

C. 5

D. 2

Hướng dẫn giải

Đáp án B

(b) Cho CO dư qua hỗn hợp Fe₂O₃ và CuO đun nóng, thu được Fe và Cu.

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

CuO + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Cu + CO₂

(c) Nhúng thanh Zn vào dung dịch chứa CuSO₄ và H₂SO₄, có xuất hiện ăn mòn điện hóa.

(d) Kim loại dẻo nhất là Au, kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg.

(e) Để điều chế kim loại nhôm người ta điện phân nóng chảy Al₂O₃.

Câu 12. Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl ở cực âm xảy ra

A. Sự khử phân tử nước

B. Sự oxi hoá ion Na⁺

C. Sự oxi hoá phân tử nước

D. Sự khử ion Na⁺

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl ở cực âm xảy ra Sự khử phân tử nước

Điện phân dung dịch NaCl:

Ở cực âm (catot): trên bề mặt của cực âm có các ion Na+ và phân tử H₂O. Ở đây xảy ra sự khử các phân tử

H₂O: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-.

Ở cực dương (anot): trên bề mặt của cực dương có các ion Cl- và phân tử H₂O.Ở đây xảy ra sự oxi hóa các ion

Cl^-: 2Cl^- → Cl₂ + 2e

Câu 13. Điện phân NaCl nóng chảy với điện cực trơ ở catot thu được

A. Cl₂

B. NaOH

C. Na

D. HCl

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Điện phân dung dịch NaCl:

Ở cực âm (catot): trên bề mặt của cực âm có các ion Na⁺ và phân tử H₂O.

Ở đây xảy ra sự khử các phân tử H₂O:

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-.

Ở cực dương (anot): trên bề mặt của cực dương có các ion Cl^- và phân tử H₂O.

Ở đây xảy ra sự oxi hóa các ion Cl^-:

2Cl^- → Cl₂ + 2e có các ion Cl^- và phân tử H₂O.

Câu 6. Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 60 ml dung dịch HCl 1M vào 200 ml dung dịch chứa K₂CO₃ 0,2M và KHCO₃ 0,2M, sau phản ứng thu được số mol CO₂ là

A. 0,02.

B. 0,03.

C. 0,015.

D. 0,010.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Nhỏ từ từ HCl vào dung dịch thứ tự phản ứng:

H⁺ + CO₃^2- → $HC{O_3}^{-}$(1)

H⁺ + $HC{O_3}^{-}$→ CO₂ + H₂O (2)

n_H+ = 0,06 mol

$n_{C{O_3}^{2-}}$ = 0,04 mol < n_H⁺

n_H⁺ (2) = $n_{C{O}_2}$ = 0,06 - 0,04 = 0,02 mol

Câu 7. Điện phân dung dịch NaCl đến hết (có màng ngăn, điện cực trơ), cường độ dòng điện 1,61A thì hết 60 phút. Thêm 0,03 mol H₂SO₄ vào dung dịch sau điện phân thì thu được muối với khối lượng

A. 2,13 gam

B. 4,26 gam

C. 8,52 gam

D. 6,39 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Điện phân: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂+ Cl₂

Số e trao đổi trong quá trình điện phân là $n_e=\frac{It}{F}$ = $\frac{\left(\mathrm{1,61.}60.60\right)}{96500}$ = 0,06 mol

Luôn có : n_NaOH = n_e = 0,06 mol

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O

Có n_H+ = n_OH- → phản ứng xảy ra vừa đủ

→ m_muối = 0,03. 142 = 4,26 gam

Câu 8. Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa K₂CO₃ 0,2M và KHCO₃ 0,2M, sau phản ứng thu được số mol CO₂ là

A. 0,02.

B. 0,03.

C. 0,015.

D. 0,01.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Nhỏ từ từ HCl vào dung dịch thứ tự phản ứng:

H⁺ + CO₃^2- → $HC{O_3}^{-}$(1)

H⁺ + $HC{O_3}^{-}$→ CO₂ + H₂O (2)

n_H+ = 0,03 mol

$n_{C{O_3}^{2+}}$ = 0,02 mol < n_H+

n_H+ (2) = $n_{C{O}_2}$ = 0,03 - 0,02 = 0,01 mol

Câu 11. Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch gồm CuSO₄ và NaCl (tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3) với cường độ dòng điện 1,34A. Sau thời gian t giờ, thu được dung dịch Y (chứa hai chất tan) có khối lượng giảm 10,375 gam so với dung dịch ban đầu. Cho bột Al dư vào Y, thu được 1,68 lít khí H₂ (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua sự hòa tan của khí trong nước và sự bay hơi của nước. Giá trị của t là

A. 7

B. 6

C. 5

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Do dung dịch sau điện phân chứa 2 chất là: Na₂SO₄ và NaOH. Tỉ lệ mol CuSO₄ và NaCl là 1:3 nên Cu²⁺ bị điện phân hết trước.

Al + $O{H}^{-}$ → $Al{O_2}^{-}$ + $\frac{3}{2}$H₂

=> n_OH- = $n_{H_2}$.$\frac{2}{3}$ = 0,05 mol.

Quá trình điện phân:

Cu²⁺ + 2Cl^- →Cu + Cl₂

a → 2a → a → a

2Cl^- + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2OH^-

a        (3a - 2a) → 0,5a → 0,5a

a = 0,05

m_giảm= 64a + 71a + 71.0,5a + 2.0,5a = 8,575 gam < 10,375

=> H₂O bị điện phân: $m_{H_{2}O}$ = 10,375 - 8,575 = 1,8 gam

H₂O → H₂ + $\frac{1}{2}$O₂

0,1 →  0,1 → 0,05 mol

Tại anot: 0,075 mol Cl₂, 0,05 mol O₂

=> n_e = 0,075.2 + 0,05.4 = 0,35 mol

t = $\frac{n_e.96500}{I}$$\frac{\mathrm{0,35.96500}}{\mathrm{1,34}}$= 25205,2 giây = 7 giờ.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• Phản ứng điện phân nóng chảy: 2NaCl -^dpnc→ 2Na + Cl₂ ↑
• NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl ( ↓)
• NaBr + AgNO₃ → NaNO₃ + AgBr ( ↓)
• NaI + AgNO₃ → NaNO₃ + AgI ( ↓)
• NaCl + H₂SO₄ -^<250oC→ NaHSO₄ + HCl ↑
• 2NaCl + H₂SO₄ -^≥400oC→ Na₂SO₄ + 2HCl ↑
• 2NaBr + Cl₂ → 2NaCl + Br₂
• 2NaI + Cl₂ → 2NaCl + I₂
• 2NaI + Br₂ → 2NaBr + I₂
• 2NaI + O₃ + H₂O → 2NaOH + I₂ + O₂ ↑
• 2NaI + 2FeCl₃ → I₂ + 2FeCl₂ + 2NaCl
• 2NaI + 2Fe(NO₃)₃ → I₂ + 2Fe(NO₃)₂ + 2NaNO₃
• 2NaI + Fe₂(SO₄)₃ → I₂ + 2FeSO₄ + Na₂SO₄
• 2NaI + H₂O₂ → I₂ + 2NaOH
• 8HNO₃ + 6NaI → 6NaNO₃ +3I₂ + 2NO ↑ + 4H₂O