Bài 6 SGK trang 143 hoá học 12 nâng cao

Đề bài

Điện phân \(100\; ml\) một dung dịch có hoà tan \(13,5\) gam \(CuCl_2\) và \(14,9\) gam \(KCl\) ( có màng ngăn và điện cực trơ ).

a. Trình bày sơ đồ và phương trình hoá 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 là \(5,1\;A\)

c. Hãy xác định nồng độ mol 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 chi tiết

a) 

\(CuC{l_2} \to C{u^{2 + }} + 2C{l^ - },KCl\buildrel {} \over
\longrightarrow {K^ + } + C{l^ - }\)

\(Catot( - ):C{u^{2 + }},{K^ + },{H_2}O\)    

\(\eqalign{
& C{u^{2 + }} + 2e \to Cu. \cr 
& 2{H_2}O + 2e \to {H_2} + 2O{H^ - } \cr} \)

Anot (+): \(C{l^ - },{H_2}O\)

  \(2C{l^ - } - 2e \to C{l_2} \uparrow \)

b)

    \(n_{CuC{l_2}}={{13,5} \over {135}} = 0,1\;mol\)

    \(n_{KCl}={{14,9} \over {74,5}} = 0,2\,mol\)

Thứ tự điện phân: \(CuC{l_2}\) điện phân hết thì \(KCl\) tiếp tục điện phân

Thời gian điện phân \(CuC{l_2}:\)

\(m = {1 \over {96500}}.{A \over n}.I.t \Rightarrow 0,1.64 = {1 \over {96500}}.{{64} \over 2}.5,1.t \Rightarrow t = 3784,3(s).\)

Thời gian điện phân \(KCl\) là: \(2.3600-3784,3=3415,7\) (s).

\(CuC{l_2}\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2} \uparrow \)

   \(0,1\)     \( \to \)  \( 0,1\) \( \to \) \(0,1\)

Khối lượng \(C{l_2}\) sinh ra từ phản ứng điện phân \(KCl\)

\(\eqalign{
& {m_{C{l_2}}} = {1 \over {96500}}.{{71} \over 2}.5,1.3415,7 = 6,41(g). \cr 
& 2KCl + 2{H_2}O\mathrel{\mathop{\kern0pt\longrightarrow}
\limits_{{\mathop{\rm cvngan}\nolimits} }^{dp{\rm{dd}}}} 2KOH + {H_2} \uparrow + C{l_2} \uparrow . \cr} \)

 \(0,18\)                      \(\mathrel{\mathop{\kern0pt\leftarrow}
\limits_{}} \)  \(0,18\)       \( \leftarrow\)            \( {{6,41} \over {71}} = 0,09\)

Sau điện phân các chất còn lại trong dung dịch là: \(KOH\; 0,18\; mol; KCl\) dư \(0,02\; mol\) 

c) Nồng độ các dung dịch sau điện phân là:

\({CM_{{{KOH}}}} = {{0,18} \over {0,2}} = 0,9M,\)

\({CM_{{{KCl}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M.\)