Điện phân \[200\;ml\] dung dịch có chứa 2 muối là \[Cu{[N{O_3}]_2},AgN{O_3}\] với cường độ dòng điện là \[0,804\,A\] đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cực âm thì mất thời gian là \[2\] giờ, khi đó khối lượng cực âm tăng thêm \[3,44\] gam. Hãy xác định nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu.
Giải:
Catot [-]: \[A{g^ + },C{u^{2 + }},{H_2}O.\]
\[A{g^ + } + 1e \to Ag\]
\[x\] \[\rightarrow\] \[ x\] \[\rightarrow\] \[ x\]
\[C{u^{2 + }} + 2e \to Cu\]
\[y\] \[\rightarrow\] \[2 y\] \[\rightarrow\] \[ y\]
\[2{H_2}O + 2e \to {H_2} + 2O{H^ - }\]
Anot [+]: \[N{O_3}^ - ,{H_2}O.\]
\[{H_2}O - 2e \to 2{H^ + } + {1 \over 2}{O_2}\]
\[\eqalign{ & {n_e} = {q \over {96500}} = {{It} \over {96500}} = {{0,804.2.3600} \over {96500}} = 0,06\;mol. \cr &\text{Ta có hệ}: \left\{ \matrix{ x + 2y = 0,06 \hfill \cr 108x + 64y = 3,44 \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{ x = 0,02 \hfill \cr y = 0,02 \hfill \cr} \right. \cr} \]
Nồng độ của các muối có trong dung dịch ban đầu là:
\[{CM_{{{Cu{{[N{O_3}]}_2}}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M\],
\[{CM_{{{AgN{O_3}}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M.\]
Phương pháp đại số thông thường
2 giờ = 7200 s
Gọi thời gian điện phân muối bạc là t1
Gọi thời gian điện phân muối đồng là t2
t1 + t2 = 7200 [1]
Theo định luật Faraday:
\[\begin{array}{l} {m_{Ag}} = \frac{{108.0,804.{t_1}}}{{96500}} = {9.10^{ - 4}}{t_1}\\ {m_{Cu}} = \frac{{64.0,804.{t_2}}}{{2.96500}} = 2,{666.10^{ - 4}}{t_2} \end{array}\]
mà mAg + mCu = 3,44 [g] ⇒ [9t1 + 2,666t2].10-4 = 3,44 [2]
Từ [1] và [2] ⇒ t1 = 2400 [s] ⇒ mAg = 2,16 gam ⇒ nAg = 0,02
t2 = 4800 [s] ⇒ mCu = 1,28 gam ⇒ nCu = 0,02
\[\begin{array}{l} {C_{MCu{{[N{O_3}]}_2}}} = \frac{{0,02}}{{0,2}} = 0,1\;M\\ {C_{MAgN{O_3}}} = \frac{{0,02}}{{0,2}} = 0,1\;M \end{array}\]
-- Mod Hóa Học 12 HỌC247
Lớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!
VnDoc xin giới thiệu tới bạn đọc tài liệu Giải bài tập Hóa 12 nâng cao bài 24, nội dung tài liệu gồm 8 bài tập trang 140 SGK kèm theo lời giải chi tiết để giúp các bạn học sinh có kết quả cao hơn trong học tập. Mời thầy cô và các bạn học sinh cùng tham khảo.
Giải bài tập Hóa 12 nâng cao
Bài 1 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Dãy các ion kim loại nào sau dây bị Zn khử thành kim loại?
- Cu2+, Mg2+, Pb2+
- Cu2+, Ag+, Na+.
- Sr2+, Pb2+, Cu2+
- Pb, Ag+, Al3+.
Lời giải:
Đáp án C
Bài 2 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Phản ứng hóa học nào sau đây chỉ được thực hiện bằng phương pháp điện phân?
- Fe+ CuSO4 → FeSO4 + Cu.
- CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4
- CuSO4 + NaOH → Cu[OH]2 + Na2SO4.
- Cu + AgN03 →Ag + Cu[NO3]O2.
Lời giải:
Đáp án B
Bài 3 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Từ mỗi hợp chất sau: Cu[OH]2, NaCl, Fe2S2. hãy lựa chọn những phương pháp thích hợp để điều chế kim loại tương ứng. Trình bày các phương pháp đó.
Lời giải:
Từ Cu[OH]2 → Cu: Phương pháp nhiệt luyện
Nung Cu[OH]2: Cu[OH]2 to→ CuO + H2O [1]
Khử CuO bằng H2: CuO + H2 to→ Cu + H2O [2]
* Từ NaCl → Na: Phương pháp điện phân
2NaCl [đpnc] → 2Na + Cl2 [3]
*Từ Fe2S2 → Fe2: Phương pháp nhiệt luyện
Đốt Fe2S2 trong oxi: 4Fe2S2 +11O2 →2Fe22O3 + 8SO2 [4]
Khử Fe22O3 bằng Co Fe22O3 + Co → 2Fe2 + CO2 [5]
Bài 4 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Điều chế Cu bằng cách điện phân dung dịch Cu[NO3]2.
- Trình bày sơ đồ điện phân.
- Viết phương trình điện phân.
- Cho biết vai trò của nước trong quá trình điện phân.
Lời giải:
a, Sơ đồ Catot[-] ← Cu[NO3]2 dung dịch → Anot[+]
Cu2+, H2O NO3-\ H2O
Cu2+ + 2e → Cu
2H2O → O2 + 4H+ + 4e
b, Phương trình điện phân
2Cu[NO3]2 + 2H2O → 2Cu + 4HNO3 + O2
c, H2O là chất nhường e => Chất khử.
d, Nồng độ của Cu2+ giảm
Nồng độ của N03+ không thay đổi Nồng độ của H+ tăng.
Bài 5 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Có hỗn hợp các bột kim loại Ag, Cu. Bằng những phương pháp hóa học nào ta có thể thu được Ag từ hỗn hợp? Giải thích và viết phương trình hóa học.
Lời giải:
Ngâm hỗn hợp bột Ag - Cu vào dung dịch AgNO3 dư, lọc lấy chất rắn là Ag.
Cu + 2AgNO3 → Cu[NO3]2 + 2Ag
Bài 6 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Điện phân 200ml một dung dịch có chứa hai muối là Cu[NO3]2 và AgNO3 với cường độ dòng điện là 0,804 A, đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cực âm thì thời gian điện phàn là 2 giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44 g. Hãy xác định nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu?
Lời giải:
2 giờ = 7200 s
Gọi thời gian điện phân muối bạc là t1
Gọi thời gian điện phân muối đồng là t2
\=> t1 + t2 = 7200 [1]
Theo đinh luât Faraday: mAg = [108.0,804. t1] : [96500] = 9.10-4. t1
mCu = [64.0,804. t2] : [2.96500] = 2,666.10-4. t2
mà mAg + mCu = 3,44 [g] => [9 t1 + 2,666 t2 ]. 10-4 = 3,44 [2]
[1],[2] => t1 = 2400 [s] => mAg = 2,16 gam => nAg = 0,02
t2 = 4800 [s] => mCu = 1,28 gam => nCu = 0,02
_2%7D] \= 0,02 : 0,2 = 0,1M ; \= 0,02 : 0,2 = 0,1 M
Bài 7 [trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao]: Điện phân hoàn toàn 3,33 gam muối clorua của một kim loại nhóm IIA, người ta thu được 6,72 lít khí clo [đktc]. Hãy xác định tên của muối clorua kim loại.
Lời giải:
Phương trình hóa học của phản ứng
MCl2 đpnc → M + Cl2
Số mol \= \= 6,72 : 22,4 = 0,3 [mol]
Khối lượng mol MCl2: \= 33,3 : 0,3 = 111 => M + 71 = 111 => M = 40 [Ca]
Muối đã dùng là CaCl2: canxi clorua
Bài 8 [trang 140 sgk Hóa học 12 nâng cao]: Điện phân một dung dịch AgNO3 trong thời gian 15 phút với cường độ dòng điện là 5 ampe. Để làm kết tủa hết ion Ag+ còn lại trong dung dịch sau điện phân, cần dùng 25 ml dung dịch NaCl 0,4M.