by Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li nhằm thúc đẩy một phản ứng hóa học mà nếu không có dòng điện, phản ứng sẽ không tự xảy ra. Trong thiết bị điện phân khi điện phân dung dịch:
*Anot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng oxi hóa. Anot được nối với cực dương của nguồn điện một chiều.
+ Gốc axit có chứa oxi không bị điện phân (ví dụ: NO$_{3}$$^{-}$, SO$_{4}$$^{2-}$, PO$_{4}$$^{3-}$, CO$_{3}$$^{2-}$, ClO$_{4}$$^{-}$, …). Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H$_{2}$O → O$_{2}$ + 4H$^{+}$ + 4e
+ Thứ tự anion bị điện phân: S$^{2-}$ > I$^{-}$ > Br$^{-}$ > Cl$^{-}$ > RCOO$^{-}$ > OH$^{-}$ > H$_{2}$O
*Catot của thiết bị là nơi xảy ra bán phản ứng khử. Catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều.
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như K$^{+}$,Na$^{+}$, Ca$^{2+}$, Ba$^{2+}$, Mg$^{2+}$, Al$^{3+}$… Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H$_{2}$O + 2e → H$_{2}$ + 2OH$^{-}$
Cho dãy điện hóa sau:
Thí nghiệm 1: Một sinh viên thực hiện quá trình điện phân dung dịch X chứa đồng thời AgNO$_{3}$, Cu(NO$_{3}$)$_{2}$, Fe(NO$_{3}$)$_{2}$, Al(NO$_{3}$)$_{3}$ bằng hệ điện phân sử dụng các điện cực than chì.
Thí nghiệm 2: Sinh viên đó tiếp tục thực hiện điện phân dung dịch CuSO$_{4}$. Sau một thời gian sinh viên quan sát thấy có 6,4 gam kim loại bám vào catot. Biết nguyên tử khối của Cu; S và O lần lượt là 64; 32 và 16 đvC.
Câu 1:
Trong thí nghiệm 1, thứ tự điện phân tại catot là
A. Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, Fe$^{2+}$, H$_{2}$O.
B. Ag$^{+}$, Fe$^{3+}$, Cu$^{2+}$, Fe$^{2+}$, H$_{2}$O.
C. Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, Fe$^{2+}$, Al$^{3+}$, H$_{2}$O.
D. Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, Fe$^{2+}$.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: A
Phương pháp giải:
Khi điện phân dung dịch, ở điện cực catot:
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như K$^{+}$,Na$^{+}$, Ca$^{2+}$, Ba$^{2+}$, Mg$^{2+}$, Al$^{3+}$… Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H$_{2}$O + 2e → H$_{2}$ + 2OH$^{-}$
Lời giải chi tiết:
Khi điện phân dung dịch, ở điện cực catot:
+ Nếu dung dịch có chứa nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị điện phân trước.
+ Một số cation không bị điện phân như K$^{+}$,Na$^{+}$, Ca$^{2+}$, Ba$^{2+}$, Mg$^{2+}$, Al$^{3+}$… Khi đó nước bị điện phân theo bán phản ứng: 2H$_{2}$O + 2e → H$_{2}$ + 2OH$^{-}$
– Ta thấy, ion Al$^{3+}$ không bị điện phân.
– Mặt khác, dựa vào dãy điện hóa ta có tính oxi hóa của các cation kim loại: Ag$^{+}$ > Cu$^{2+}$ > Fe$^{2+}$.
Vậy thứ tự điện phân tại catot là: Ag$^{+}$, Cu$^{2+}$, Fe$^{2+}$, H$_{2}$O.
Chọn A.
