Bài tập điện phân (có lời giải chi tiết)

BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN

(Có lời giải chi tiết)

Câu 1:  Điện phân hoàn toàn 200ml 1 dd chứa 2 muối là Cu(NO3)2 và AgNO3 với I=0,804A, thời gian điện phân là 2giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44g. Nồng độ mol của mỗi muối trong dd ban đầu lần lượt là:

A. 0,1M và 0,2M                                          B. 0,1M và  0,1M  

C. 0,1M và 0,15M                                        D. 0,15M và 0,2M

Câu 2:  Điện phân nóng chảy hoàn toàn 1,9g muối clorua của kim loại M được 0,48g kim loại M ở catot. Kim loại M là:

A. Zn                                      B. Ca                                       C.   Mg                       D.   Ba

Câu 3: Điện phân một dd muối MCln với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16g kim loại M thì ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc). Kim loại M là:

A. Mg                                     B.  Fe                                      C. Cu                          D. Ca

Câu 4: Có 400ml dd chứa HCl và KCl đem điện phân trong bình điện phân có vách ngăn với cường độ dòng điện 9,65A trong 20 phút thì dung dịch chứa một chất tan có PH=13 (coi thể tích dung dịch không đổi). Nồng độ mol/lit của HCl và KCl trong dung dịch ban đầu lần lượt? 

A. 0,2M và 0,2M      B. 0,1M và 0,2M    C. 0,2M và 0,1M      D. 0,1M và 0,1M

Câu 5: Điện phân 200ml dd CuSO4 0,2M với I=10A trong thời gian a, thấy có 224ml khí (đktc) thoát ra ở anot. Biết điện cực trơ và hiệu suất phản ứng là 100%. Khối lượng kim loại bám ở catot là:

A. 1,38g                         B. 1,28g                          C. 1,52g              D. 2,56g

Câu 6: Điện phân dd hh chứa 0,04mol AgNO3 và 0,05mol Cu(NO3)2 (điện cực trơ), dòng điện 5A, trong 32phút 10 giây. Khối lượng kim loại bám vào catot là:

A. 6,24g                                 B. 3,12g                                  C. 6,5g                        D. 7,24g

Câu 7: Sau một thời gian điện phân 200ml dd CuCl2 người ta thu được 1,12 lít khí (đktc) ở anot. Ngâm đinh sắt sạch trong dd còn lại sau khi điện phân. Phản ứng xong, nhận thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,2g. Nồng độ mol ban đầu cảu dd CuCl2 là:

A. 1M                                     B.  1,5M                                 C. 1,2M                                  D. 2M

Câu 8: Điện phân (với điện cực Pt) 200ml dd Cu(NO3)2 đén hki bắt đầu có khí thoát ra ở catot thì ngừng lại. Để yên dd cho đến khi khối lượng catot không đổi, lúc đó khối lượng catot tăng thêm 3,2g so với lúc chưa điện phân. Nồng độ mol của dd Cu(NO3)2 trước phản ứng là:

A. 0,5M                                  B. 0,9M                                  C. 1M                         D. 1,5M

Câu 9: Điện phân 250g dd CuSO4 8% đến khi nồng độ CuSO4 trong dd thu được giảm đi và bằng một nửa so với trước phản ứng thì dừng lại. Khối lượng kim bám ở catot là:

A. 4,08g                     B. 2,04g                      C. 4,58g                      D. 4,5g

Câu 10: Điện phân dd hỗn hợp chứa Ag2SO4 và CuSO4 một thời gian thấy khối lượng catot tăng lên 4,96g và khí thoát ra ở anot có thể tích là 0,336 lít (đktc). Khối lượng kim loại bám ở catot lần lượt là:

A. 4,32g và 0,64g                                         B. 3,32g và 0,64g 

C. 3,32g và 0,84                                            D. 4,32 và 1,64

Câu 11: Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện là 10A trong thời gian 268 giờ. Sau khi điện phân còn lại 100 gam dung dịch NaOH có nồng độ 24%. Nồng độ % của dung dịch NaOH trước khi điện phân là: 
A. 4,2%                B. 2,4%                C. 1,4%                D. 4,8%

Câu 12: Cho 2lit dd hỗn hợp FeCl2 0,1M và BaCl2 0,2M (dd X)

a.      Điện phân dd X với I=5A đến khi kết tủa hết ion kim loại bám trên catot thì thời gian điện phân là:

A. 7720s                    B.  7700s                    C. 3860s                     D. 7750s

b. Điện phân (có màng ngăn) dd X thêm một thời gian nữa đến khi dd sau điện phân có pH = 13 thì tổng thể tích khí thoát ra ở anot (đktc) là:

A. 3,36lít                    B. 6,72lit                    C. 8,4 lít                     D. 2,24lit

Câu 13: Đem điện phân 200ml dd NaCl 2M(d=1,1g/ml) với điện cực bằng than có màng ngăn xốp và dd luôn luôn được khuấy đều.Khí ở catot thoát ra 22,4 lít khí đo ở điều kiện 20 độ C, 1atm thì ngừng điện phân. Cho biết nồng độ phần trăm của dd NaOH sau điện phân:
A.8%                    B.54,42%   C. 16,64% D. 8,32%

Câu 14: Điện phân hòa toàn 2,22 gam muối clorua kim loại ở trạng thái nóng chảy thu được 448 ml khí (ở đktc) ở anot. Kim loại trong muối là:
A. Na                               B. Ca                             C.K                                     D. Mg

Câu 15: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH 10 % đến khi dung dịch NaOH trong bình có nồng độ 25 % thì ngừng điện phân. Thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở anot và catot lần lượt là:
A. 149,3 lít và 74,7 lít                                              B. 156,8 lít và 78,4 lít
C. 78,4 lít và 156,8 lít                                              D. 74,7 lít và 149,3 lít

Câu 16: Sau một thời gian điện phân 200 ml dung dịch CuSO₄ ( d = 1,25 g/ml) với điện cực graphit (than chì) thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam. Để làm kết tủa hết ion Cu²⁺ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 100 ml dung dịch H₂S 0,5 M. Nồng độ phần trăm của dung dịch CuSO₄ ban đầu là:
A. 12,8 %                       B. 9,6 %                       C. 10,6 %                          D. 11,8 %

Câu 17: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO₄ 0,2 M với cường độ dòng điện 9,65A. Tính khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện phân t₁ = 200 s và t₂ = 500 s. Biết hiệu suất điện phân là 100 %
A. 0,32 gam và 0,64 gam                                              B. 0,64 gam và 1,28 gam
C. 0,64 gam và 1,60 gam                                              D. 0,64 gam và 1,32 gam

Câu 18: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO₃ 0,1 M và Cu(NO₃)₂ 0,2 M với điện cực trơ và cường độ dòng điện bằng 5A. Sau 19 phút 18 giây dừng điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam. Giá trị của m là:
A. 5,16 gam               B. 1,72 gam                  C. 2,58 gam                     D. 3,44 gam

Câu 19: Hòa tan 50 gam tinh thể CuSO₄.5H₂O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6 M thu được dung dịch X. Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với cường độ dòng điện 1,34A trong 4 giờ. Khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí thoát ra ở anot (ở đktc) lần lượt là (Biết hiệu suất điện phân là 100 %):
A. 6,4 gam và 1,792 lít                                                    B. 10,8 gam và 1,344 lít
C. 6,4 gam và 2,016 lít                                                      D. 9,6 gam và 1,792 lít

Câu 20: Có 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO₃)₂ và AgNO₃, để điện phân hết ion kim loại trong dung dịch cần dùng cường độ dòng điện 0,402A trong 4 giờ. Sau khi điện phân xong thấy có 3,44 gam kim loại bám ở catot. Nồng độ mol của Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ trong hỗn hợp đầu lần lượt là:
A. 0,2 M và 0,1 M                                                             B. 0,1 M và 0,2 M
C. 0,2 M và 0,2 M                                                             D. 0,1 M và 0,1 M

Câu 21: Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO₄.5H₂O vào nước được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A. Nếu thời gian điện phân là t (s) thì thu được kim loại M ở catot và 156,8 ml khí tại anot. Nếu thời gian điện phân là 2t (s) thì thu được 537,6 ml khí . Biết thể tích các khí đo ở đktc. Kim loại M và thời gian t lần lượt là:
A. Ni và 1400 s                                                 B. Cu và 2800 s
C. Ni và 2800 s                                                 D. Cu và 1400 s

Câu 22: Mắc nối tiếp hai bình điện phân: bình (1) chứa dung dịch MCl₂ và bình (2) chứa dung dịch AgNO₃. Sau 3 phút 13 giây thì ở catot bình (1) thu được 1,6 gam kim loại còn ở catot bình (2) thu được 5,4 gam kim loại. Cả hai bình đều không thấy khí ở catot thoát ra. Kim loại M là:
A. Zn                            B. Cu                         C. Ni                            D. Pb

Câu 23: Điện phân nóng chảy Al₂O₃ với anot than chì (hiệu suất điện phân 100 %) thu được m kg Al ở catot và 67,2 m³ (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 54,0 kg                      B. 75,6 kg                    C. 67,5 kg                        D. 108,0 kg

Câu 24: 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, HNO₃ và Cu(NO₃)₂.                                B. KNO₃, KCl và KOH.

C. KNO₃ và Cu(NO₃)₂.                                             D. KNO₃ và KOH.

Câu 25: điện phân dung dịch hỗn hợp chứa 18,8g Cu(NO3)2 và 29,8g KCl điện cực trơ có màng ngăn.sau một thời gian thấy khối lượng dung dịch giảm 17,15g so với ban đầu,thể tích dung dịch là 400ml.tính nồng độ mol các chất sau điiện phân.

LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1:  B

C1: Viết ptđp

Theo Faraday tính n_O2 rồi lập hpt  gồm n_O2 và m_KL

C2: Theo PP Bte: dễ dàng có ngay hệ:         x = y = 0,02

Câu 2:  C

Câu 3: C

 Theo Bte có:    

Câu 4: C

pH=13  => n_KCl = n_KOH = 0,04

Theo Faraday: n_H2 = 0,06 => n_{H2(do HCl)} = 0,04 => n_HCl = 0,08

Câu 5: B

Bài toán cho lượng sản phẩm nên ta cứ tính theo sản phẩm mà không cần quan tâm đến lượng ban đầu

Câu 6: A

Thứ tự điện phân:  Ag⁺   Ag   (1)                 Cu²⁺     Cu   (2)

gọi t₁, t₂ lần lượt là thời gian điện phân Ag⁺ và Cu²⁺

Ta có: t₁ = 772s  =>  t₂ = 1158s  => mCu = 1,92g      (Ag⁺ hết, Cu²⁺ dư)

m_catot = m_{Cu, Ag}

Câu 7: A

Theo bài ra dễ dàng thấy được CuCl₂ dư và phản ứng với Fe

Theo tăng giảm khối lượng => n_{CuCl2 (dư)} = n_Fe = 0,15;  n_CuCl2(đp) = n_Cl2 = 0,05

Câu 8: C

  đp: Cu(NO₃)₂…   Cu + 2HNO₃….  (1)

        x mol             x         2x

Để yên dd cho đến khi khối lượng catot không đổi khi đó có phản ứng:

3Cu + 8HNO₃    (2)

Do khối lượng catot tăng 3,2g nên sau (2) Cu dư  (HNO₃ hết)

Theo (1), (2):  m_Cu(dư) = 64(x-3x/4) = 3,2  (tính theo HNO₃)

Câu 10: B

HD: giải hệ

Câu 11: B

Khi điện phân, NaOH ko bị điện phân mà nước bị điện phân.
H₂O ---> H₂ + 1/2.O₂
Áp dụng ĐL Fa-ra-đay (ĐL II), ta có:

 số mol e trao đổi = 10.268.3600/96500 = 100 (mol).
2H⁺ + 2e ---> H₂
...........100.....50
=> n_(H2O) = 50 mol 
=> khối lượng nước bị điện phân = 900 g
=> khối lượng dd ban đầu = 1000 g.
Khối lượng NaOH trong dd = 100.24% = 24 (g) 
---> C%(dd ban đầu) = 24/1000.100% = 2,4 %.

Câu 12: A, B

Câu 13: D

Câu 14: B

 n_Cl2 = 0,02
Tại catot: Mⁿ⁺ + ne → M

Theo đlbt khối lượng m_M = m_(muối) – m_(Cl2) = 2,22 – 0,02.71 = 0,8 gam
Tại anot: 2Cl^– → Cl₂ + 2e

Theo đlbt mol electron ta có n_M = → M = 20.n →   n = 2 và M là Ca
(hoặc có thể viết phương trình điện phân MCl_n M + n/2Cl₂ để tính) → đáp án B

Câu 15: D

m_{NaOH (trước điện phân)} = 20 gam
Điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước:

H₂O → 1/2 O₂ (anot) + H₂ (catot) → NaOH không đổi

→ m _{(dung dịch sau điện phân)} = 80 gam

→ m _{(H2O bị điện phân)} = 200 – 80 = 120 gam

 → n_H2O = 20/3 mol → V_O2 = 74,7 lít và V_H2 = 149,3 lít

→ đáp án D

Câu 16: B

n_H2S = 0,05 mol
- Gọi x là số mol CuSO₄ tham gia quá trình điện phân:

CuSO₄ + H₂O → Cu + 1/2O₂ + H₂SO₄ (1)

→ m (dung dịch giảm) = m Cu(catot) + m O₂(anot) = 64x + 16x = 8

→ x = 0,1 mol

- CuSO₄ + H₂S → CuS + H₂SO₄ (2)
→ nH₂S = nCuSO₄ = 0,05 mol
- Từ (1) và (2) → nCuSO₄ (ban đầu) = 0,1 + 0,05 = 0,15 (mol)

→ C% =
→ đáp án B

Câu 17: B

n_CuSO4 = 0,02 = n_Cu2+
Thời gian cần thiết để điện phân hết Cu²⁺ là t = s → t₁ < t < t₂

→ Tại t₁ có 1/2 số mol Cu²⁺ bị điện phân

→ m₁ = 0,01.64 = 0,64 gam và tại t₂ Cu²⁺ đã bị điện phân hết

→ m₂ = 1,28 gam → đáp án B

Câu 18: D

n_Ag+ = 0,02 mol ; n_Cu2+ = 0,04 mol
- Ta có n_e = mol
- Thứ tự các ion bị khử tại catot:
Ag⁺ + 1e → Ag (1) → sau (1) còn 0,06 – 0,02 = 0,04 mol electron
0,02   0,02     0,02
Cu²⁺ + 2e → Cu (2) → sau (2) còn dư 0,02 mol Cu²⁺
0,02    0,04      0,02
m _{(catot tăng)} = m _{(kim loại bám vào)} = 0,02.(108 + 64) = 3,44 gam

→ đáp án D

Câu 19: A

n_CuSO4.5H2O = n_CuSO4 = 0,2 mol ; n_HCl = 0,12 mol
- Ta có n_e = mol
- Thứ tự điện phân tại catot và anot là:
Tại catot: Cu²⁺ + 2e → Cu                

                 0,1       0,2      0,1  → Cu²⁺ chưa bị điện phân hết

→ m (kim loại ở catot) = 0,1.64 = 6,4 gam 
               
Tại anot:
2Cl^– → Cl₂ + 2e

0,12     0,06  0,12             

→ n_e (do Cl^– nhường) = 0,12 < 0,2 mol → tại anot Cl^– đã bị điện phân hết và
đến nước bị điện phân

→ n_e (do H₂O nhường) = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol
2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e 
               0,02          0,08
V _{(khí thoát ra ở anot)} = (0,06 + 0,02).22,4 = 1,792 lít → đáp án A

Câu 20: D
- Ta có n_e = mol
- Tại catot: Ag⁺ + 1e → Ag                      Ta có hệ phương trình: 
                   x                  x (mol)               
                  Cu²⁺ + 2e → Cu                → C_M Cu(NO₃)₂ = C_M AgNO₃ = 0,1 M  → đáp án D 
                     y                   y (mol)

Câu 21: D

Gọi nMSO₄ = nM²⁺ = x mol 

Câu 23: B

 2Al₂O₃ 4Al + 3O₂ (1) ; C + O₂  CO₂ (2) ; 2C + O₂  2CO (3)
- Do X = 32 → hỗn hợp X có CO₂ ; CO (x mol) và O₂ dư (y mol)
- 2,24 lít X + Ca(OH)₂ dư → 0,02 mol kết tủa = nCO₂ → trong 67,2 m³ X có 0,6 CO₂
- Ta có hệ phương trình:  và 0,6 + x + y = 3 → x = 1,8 và y = 0,6
Từ (1) ; (2) ; (3) → mAl = kg → đáp án B

Câu 24: A

n KCl = 0.1 mol,  n Cu(NO₃)₂ = 0.15 mol

2KCl +  2H₂O  à  2KOH +  H₂  +  Cl₂

0.1                                 0.1      0.05     0.05   mol

m dd giảm = 0.05 .2 + 0.05 .71 = 3.65 g   <   10,75 g

è Cu(NO₃)₂ tiếp tục bị điện phân

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O  à  2Cu + 4 HNO₃ + O₂

       x                                       x            2x           x/2

m dd giảm = 10,75  -  3.65 = 7.1 = 64x  + 16x   => x = 0.08875 mol

n HNO₃ = 0.1775 mol, 

n KOH = 0.1 mol ,

n Cu(NO₃)₂ dư = 0.06125 mol

Câu 25:

n _Cu(NO3)2=0,1 mol
n _KCl=0,4 mol

coi hỗn hợp ban đầu gồm 0,1 mol CuCl₂ , 0,2 mol KCl và 0,2 mol KNO₃
Điện phân
CuCl₂→Cu + Cl₂
0,1...........0,1....0,1 → m _giảm =  0,1 . 64 + 0,1 . 71 = 13,5g
KCl+ H₂O→KOH + 1/2 H₂ + 1/2 Cl₂
x......................x.........0,5x.........0,5x

=>0,5x . 2 + 0,5x . 71 = 17,15 - 13,5 => x = 0,1 mol
Vậy sau phản ứng có 0,1 mol KCl, 0,1 mol KOH, 0,2 mol KNO3
=> C(M)    => sau pư có HNO₃ , Cu(NO₃)₂ dư , KNO₃.

chuyên đề điện phân là một chuyên đề hay và khó nhưng lại khá quan trọng nên thường gặp trong các đề thi lớn của quốc gia. Tuy nhiên, trong thực tế, tài liệu viết về vấn đề điện phân còn ít nên nguồn tư liệu để giáo viên và học sinh nghiên cứu còn hạn chế do đó nội dung kiến thức và kĩ năng giải bài tập điện phân cung cấp cho học sinh chưa được nhiều. Vì vậy, các em thường lúng túng hoặc có tâm lí ngại và sợ gặp các bài tập liên quan đến điện phân.