ĐỀ ÔN TẬP HÓA HỌC – ĐỀ SỐ 24
Đề luyện tập tự biên soạn, không phải đề thi chính thức. Xét điện phân dung dịch NaCl đậm đặc bằng màng ngăn; F=96 500 C/mol e−. Phương trình tổng quát: 2NaCl+2H2O → 2NaOH+H2+Cl2.
Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn
- Trong bình điện phân đang hoạt động, tại anode xảy ra quá trình
- khử
- trung hòa
- kết tinh
- oxi hóa
- Trong bình điện phân nối với nguồn điện một chiều, cathode được nối với cực
- dương của nguồn
- âm của nguồn
- nối đất bắt buộc
- không nối với mạch ngoài
- Điện phân dung dịch NaCl đậm đặc bằng màng ngăn công nghiệp tạo các sản phẩm chính là
- Na kim loại, O2 và HCl
- Cl2, H2 và NaOH
- Na2O, ClO2 và H2O2
- chỉ NaCl rắn
- Bán phản ứng anode trong điện phân brine là
- 2Cl− → Cl2 + 2e−
- 2H2O + 2e− → H2 + 2OH−
- Na+ + e− → Na
- Cl2 + 2e− → 2Cl−
- Bán phản ứng cathode phù hợp trong điện phân dung dịch NaCl là
- 2Cl− → Cl2 + 2e−
- Na → Na+ + e−
- 2H2O + 2e− → H2 + 2OH−
- 2OH− → H2O + O2
- Trong điện phân dung dịch NaCl, sodium kim loại không phải sản phẩm cathode chủ yếu vì
- Na+ không mang điện
- anode không có electron
- chloride ngăn mọi phản ứng
- nước dễ bị khử hơn Na+ trong môi trường nước
- Màng ngăn trong bình điện phân brine giúp
- ngăn dòng electron qua nguồn
- biến NaCl thành oxygen
- hạn chế sản phẩm hai điện cực trộn lẫn và phản ứng phụ
- làm phản ứng không cần điện năng
- Nếu chlorine tiếp xúc với dung dịch NaOH trong điều kiện thích hợp, có thể hình thành
- glucose
- ammonium
- hypochlorite
- CaCO3
- Điện lượng Q truyền qua bình có dòng điện I trong thời gian t được tính bằng
- Q=It
- Q=I/t
- Q=t/I
- Q=I+t
- Một mol Cl2 tạo từ chloride theo 2Cl− → Cl2 + 2e− tương ứng với
- 1 mol electron
- 2 mol electron
- 3 mol electron
- 4 mol electron
- Một mol H2 tạo theo 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− cần
- 3 mol electron
- 1 mol electron
- 4 mol electron
- 2 mol electron
- Định luật Faraday liên hệ lượng chất tạo thành tại điện cực với
- thể tích bình điện phân
- điện lượng đi qua và số electron trao đổi
- chỉ màu sắc điện cực
- khối lượng bình điện phân
- Trong quy trình chlor-alkali, mỗi mol Cl2 tạo ra đồng thời lý thuyết bao nhiêu mol NaOH?
- 2 mol
- 0,5 mol
- 1 mol
- 4 mol
- Cho F=96 500 C/mol e−. Điện lượng tương ứng với 1 mol electron xấp xỉ
- 9 650 000 C
- 965 C
- 1 C
- 96 500 C
- Một dung dịch điện phân dẫn điện nhờ
- mạch điện không kín
- electron tự do chạy xuyên toàn bộ dung dịch như trong kim loại
- ion chuyển động trong dung dịch
- phân tử nước đứng yên
- Khối lượng sản phẩm thực tế thường thấp hơn lý thuyết do
- mọi phản ứng điện phân tự dừng sau một electron
- hiệu suất nhỏ hơn 100% hoặc có phản ứng phụ
- định luật bảo toàn điện tích sai
- electron không mang điện
- Trong sơ đồ bình điện phân, cation trong dung dịch chuyển chủ yếu về phía
- cathode
- ống thoát khí
- anode
- vỏ bình cách điện
- Trong sơ đồ bình điện phân, anion chloride chuyển chủ yếu về phía
- anode
- điện cực không nối mạch
- cathode
- cực âm nguồn
Phần II. Trắc nghiệm đúng/sai
Điện phân dung dịch NaCl đậm đặc trong bình có màng ngăn.
- Cl− bị oxi hóa tại anode tạo Cl2. (Đúng) Anode là nơi oxi hóa và chloride nhường electron.
- Nước bị khử tại cathode tạo H2 và OH−. (Đúng) Bán phản ứng cathode tiêu thụ electron.
- Na+ bị khử thành sodium kim loại trong dung dịch nước ở điều kiện thông thường. (Sai) Nước bị khử ưu tiên; Na kim loại không phải sản phẩm cathode của brine.
- Màng ngăn giúp hạn chế chlorine tiếp xúc hydroxide. (Đúng) Điều này hạn chế phản ứng phụ và hỗ trợ tách sản phẩm.
Cho biết Q=It và F=96 500 C/mol e−.
- Tăng thời gian ở cùng dòng điện làm tăng điện lượng đi qua. (Đúng) Q tỉ lệ thuận với t nếu I không đổi.
- Anode là nơi xảy ra khử trong bình điện phân. (Sai) Anode là nơi oxi hóa; cathode là nơi khử.
- Cation chuyển về cathode. (Đúng) Cation bị hút về điện cực âm.
- Nếu hiệu suất 80%, lượng sản phẩm thực tế có thể bằng 0,80 lần lượng lý thuyết. (Đúng) Hiệu suất = thực tế/lý thuyết ×100%.
Cân bằng phương trình tổng quát brine: 2NaCl+2H2O→2NaOH+H2+Cl2.
- 2 mol NaCl tạo tối đa 1 mol Cl2. (Đúng) Tỉ lệ hệ số NaCl:Cl2 là 2:1.
- Nếu tăng gấp đôi cường độ dòng điện và giữ nguyên thời gian điện phân, lượng Cl2 lý thuyết tăng gấp đôi. (Đúng) Q=It tăng gấp đôi; theo định luật Faraday, với cùng bán phản ứng, số mol Cl2 tỉ lệ thuận với Q.
- 1 mol Cl2 tạo đồng thời 2 mol H2 theo phương trình. (Sai) Tỉ lệ H2:Cl2 là 1:1.
- Sản phẩm khí ở hai điện cực khác nhau trong quy trình này. (Đúng) Cl2 thoát tại anode, H2 tại cathode.
Một bình chạy với I=2,0 A trong 9650 s.
- Điện lượng là 19 300 C. (Đúng) Q=It=2,0×9650=19 300 C.
- Số mol electron truyền là 0,20 mol. (Đúng) n(e−)=Q/F=19 300/96 500=0,20 mol.
- Lượng Cl2 lý thuyết là 0,20 mol. (Sai) Mỗi mol Cl2 cần 2 mol e− nên tạo 0,10 mol.
- Nếu hiệu suất tạo Cl2 là 80%, lượng thực tế là 0,080 mol. (Đúng) 0,10×0,80=0,080 mol.
Phần III. Trả lời ngắn
- Dòng 2,0 A chạy 9650 s. Điện lượng Q là bao nhiêu coulomb?
- Với F=96 500 C/mol e−, số mol electron ứng với 19 300 C là bao nhiêu?
- Từ 0,20 mol electron, theo 2Cl−→Cl2+2e−, số mol Cl2 tối đa là bao nhiêu?
- Nếu hiệu suất tạo Cl2 là 80%, lượng Cl2 thực tế từ phép tính trên là bao nhiêu mol?
- Ở điều kiện lạnh, loãng, theo phương trình Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O, 0,10 mol Cl₂ cần bao nhiêu mol NaOH?
- Một dòng điện 1,5 A chạy trong 200 s. Điện lượng là bao nhiêu C?
Đáp án và lời giải
Phần I
- Câu 1. D. Anode là điện cực nơi xảy ra oxi hóa trong cả pin điện phân và pin galvanic.
- Câu 2. B. Cathode nhận electron từ cực âm của nguồn; tại cathode xảy ra khử.
- Câu 3. B. Trong quy trình chlor-alkali, brine tạo chlorine ở anode, hydrogen và hydroxide ở cathode; Na+ đi cùng OH− tạo NaOH.
- Câu 4. A. Chloride bị oxi hóa ở anode, tạo chlorine và nhường electron.
- Câu 5. C. Trong môi trường nước, nước bị khử ở cathode tạo hydrogen và hydroxide; Na+ không bị khử thành Na kim loại.
- Câu 6. D. Trong dung dịch nước, khử nước tạo H2 thuận lợi hơn khử Na+ thành sodium kim loại.
- Câu 7. C. Tách các vùng điện cực hạn chế chlorine phản ứng với hydroxide hoặc hydrogen, giúp thu sản phẩm mong muốn.
- Câu 8. C. Chlorine có thể phản ứng với kiềm tạo chloride và hypochlorite; vì vậy cần tách sản phẩm theo quy trình.
- Câu 9. A. Theo định nghĩa dòng điện là điện lượng qua tiết diện trong một đơn vị thời gian, Q=It.
- Câu 10. B. Phương trình cho thấy mỗi mol Cl2 tạo thành đi kèm 2 mol electron được giải phóng.
- Câu 11. D. Hệ số electron trong bán phản ứng là 2 cho mỗi mol H2.
- Câu 12. B. Số mol chất điện phân tỉ lệ với điện lượng và phụ thuộc số mol electron trong bán phản ứng.
- Câu 13. A. Phương trình tổng quát 2NaCl+2H2O→2NaOH+H2+Cl2 cho tỉ lệ 2:1.
- Câu 14. D. Hằng số Faraday là điện lượng trên một mol electron, xấp xỉ 96 500 C/mol.
- Câu 15. C. Dòng điện trong dung dịch điện li được tải bởi chuyển động có hướng của cation và anion.
- Câu 16. B. Hiệu suất hữu ích có thể dưới 100% do phản ứng phụ, hao hụt hoặc điều kiện thực nghiệm.
- Câu 17. A. Cation mang điện dương bị hút về cathode nối cực âm.
- Câu 18. A. Anion mang điện âm chuyển về anode nối cực dương, nơi chloride bị oxi hóa.
Phần II
- Đúng. Anode là nơi oxi hóa và chloride nhường electron.
- Đúng. Bán phản ứng cathode tiêu thụ electron.
- Sai. Nước bị khử ưu tiên; Na kim loại không phải sản phẩm cathode của brine.
- Đúng. Điều này hạn chế phản ứng phụ và hỗ trợ tách sản phẩm.
- Đúng. Q tỉ lệ thuận với t nếu I không đổi.
- Sai. Anode là nơi oxi hóa; cathode là nơi khử.
- Đúng. Cation bị hút về điện cực âm.
- Đúng. Hiệu suất = thực tế/lý thuyết ×100%.
- Đúng. Tỉ lệ hệ số NaCl:Cl2 là 2:1.
- Đúng. Tỉ lệ NaCl:NaOH là 1:1.
- Sai. Tỉ lệ H2:Cl2 là 1:1.
- Đúng. Cl2 thoát tại anode, H2 tại cathode.
- Đúng. Q=It=2,0×9650=19 300 C.
- Đúng. n(e−)=Q/F=19 300/96 500=0,20 mol.
- Sai. Mỗi mol Cl2 cần 2 mol e− nên tạo 0,10 mol.
- Đúng. 0,10×0,80=0,080 mol.
Phần III
- Câu 1: 19 300. Q=It=2,0×9650=19 300 C.
- Câu 2: 0,20. n(e−)=Q/F=19 300/96 500=0,20 mol.
- Câu 3: 0,10. Tỉ lệ 2 mol e− : 1 mol Cl2; n=0,20/2=0,10 mol.
- Câu 4: 0,080. 0,10×0,80=0,080 mol.
- Câu 5: 0,20. Tỉ lệ Cl2:NaOH=1:2; n(NaOH)=0,20 mol.
- Câu 6: 300. Q=It=1,5×200=300 C.
