Lí thuyết điện phân và bài tập điện phân

LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 1 2009 MỤC LỤC A. LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ........................................................................ 2 I. THEÁ PHAÂN GIAÛI VAØ QUAÙ THEÁ ................................................................... 2 II. GIAÛI THÍCH SÖÏ TAÏO THAØNH NHÖÕNG SAÛN PHAÅM KHI ÑIEÄN PHAÂN DUNG DÒCH .................................................................................................... 4 III. ÖÙNG DUÏNG CUÛA SÖÏ ÑIEÄN PHAÂN ............................................................ 6 B. BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN ............................................................................. 8 I. BAØI TAÄP LÍ THUYEÁT ..................................................................................... 8 1. Dạng 1: Bài tập viết phương trình phản ứng xảy ra ở các điện cực, thứ tự các ion bị điện phân ở từng điện cực và phương trình phản ứng chung khi điện phân (phương trình điện phân)… ..................................................................................... 8 1.1. Điện phân nóng chảy .................................................................................... 8 1.2. Điện phân dung dịch muối tan trong nước ................................................... 9 2. Dạng 2: Bài tập giải thích hiện tượng (sự biến đổi pH, sự thay đổi màu của quỳ tím…). .................................................................................................................... 17 II. BAØI TAÄP ÑÒNH LÖÔÏNG ............................................................................. 22 DẠNG 1: BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN KHÔNG CHO GIẢ THIẾT CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN I VÀ THỜI GIAN ĐIỆN PHÂN t .................................................. 22 DẠNG 2: BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH CHỈ CÓ H2O ĐIỆN PHÂN Ở HAI ĐIỆN CỰC ................................................................................................ 23 DẠNG 3: BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN CÓ CHO GIẢ THIẾT CƯỜNG ĐỘ I, THỜI GIAN t ................................................................................................................... 23 DẠNG 4: ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH CHỨA NHIỀU CHẤT ĐIỆN PHÂN ..... 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 2 2009 A. LÍ THUYẾT ĐIỆN PHÂN Năm 1800, Đavy (1778 - 1829), nhà vật lý và hóa học Anh, lần đầu tiên dùng dòng điện của pin Volta để điện phân nước và đã khẳng định giả thuyết của A. Lavoisier (1743 - 1794) là nước gồm có oxi và hiđro. Bằng cách điện phân, Đavy đã điều chế được những kim loại như Na, K, Mg, Ca và Ba. Nghiên cứu hiện tượng điện phân, năm 1834 M. Faraday (1791 - 1867), học trò của Đavy, đã phát minh các quy luật về điện phân mà nay được gọi là định luật Faraday. I. THEÁ PHAÂN GIAÛI VAØ QUAÙ THEÁ Điện phân là sự phân hủy chất nhờ tác dụng của dòng điện một chiều. Khi nối nguồn điện một chiều với hai điện cực nhúng trong chất điện ly nóng chảy hay dung dịch chất điện ly ở các điện cực của bình điện phân xảy ra các quá trình oxi hóa và khử làm cho chất bị phân hủy. Như vậy quá trình diễn ra ở đây ngược lại ở trong pin điện: dòng điện ở pin là do phản ứng oxi hóa khử sinh ra. Phản ứng trong pin tự phát xảy ra còn phản ứng điện phân chỉ xảy ra khi có dòng điện. Khi nối điện cực kẽm  2+Zn Zn với điện cực clo  2 -Cl 2Cl ở điều kiện chuẩn, pin kẽm – clo có suất điện động E 0 = 2,12V. Ngược lại nếu dùng dòng điện một chiều có thế hiệu 2,12V nối với hai điện cực trơ (bằng platin hoặc than chì) nhúng trong dung dịch 2ZnCl sẽ thấy kẽm kim loại bám vào điện cực nối với cực âm của nguồn điện và khí clo xuất hiện ở điện cực nối với cực dương của nguồn điện, nghĩa là ở các điện cực đó đã xảy ra hai nửa phản ứng: Ở điện cực âm (catot): 2+Zn + 2e Zn Ở điện cực dương (anot): - 22Cl Cl + 2e Phản ứng chung xảy ra là: và ở thế hiệu là 2,12V Tương tự như vậy, phản ứng điện phân: 2+ - 2Cu + 2Cl Cu + Cl xảy ra ở thế hiệu là 1,02V Phản ứng điện phân :  Doøng ñieän2+ 2 Zn + 2Cl Zn + Cl LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 3 2009 + - 2 22H + 2Cl H + Cl xảy ra ở thế hiệu là 1,36V. Những thế hiệu 2,12V; 1,02V và 1,36V được gọi là thế phân giải của 2ZnCl , 2CuCl và HCl tương ứng ở trong dung dịch 1M. Vậy thế hiệu tối thiểu của dòng điện một chiều cần đặt vào các điện cực trơ để gây nên sự điện phân chất gọi là thế phân giải (kí hiệu là U). Những thế phân giải của các chất trên đây đúng bằng sức điện động của các pin tương ứng. Thế phân giải của ZnCl2 trong dung dịch: 2+ 2 - 0 0 Cl Zn Zn2Cl U = E - E =  1,36 - - 0,76 = 2,12V Thế phân giải của CuCl2 trong dungdịch: 2+ 2 - 0 0 Cl Cu Cu2Cl U = E - E = 1,36 - 0,34 = 1,02V Thế phân giải HCl trong dung dịch : + 2 - 2 0 0 Cl 2H H2Cl U = E - E = 1,36 - 0,00 = 1,36V Ba thí dụ trên đây cho thấy thế phân giải của một chất điện ly bao gồm thế phân giải cation và thế phân giải của anion. Thế phân giải của ion là thế tối thiểu cần đặt vào điện cực để ion đó tích điện hay phóng điện. Thế phân giải của đại đa số cation và anion ở các điện cực trơ thực tế bằng thế điện cực của nguyên tố tương ứng. Nhưng thế phân giải của một vài ion như 2+ 2+ +Fe , Ni , H và  - 2OH hay H O về giá trị tuyệt đối rất lớn hơn thế của điện cực tương ứng. Khi điện phân dung dịch của chất chứa các ion đó ở trong nước, người ta phải dùng dòng điện có thế hiệu cao hơn so với suất điện động E của pin tương ứng. Thế hiệu phụ thêm đó được gọi là quá thế (kí hiệu là ΔE ). Hiện tượng quá thế có bản chất rất phức tạp và phụ thuộc nhiều vào yếu tố liên quan với đặc tính động học như vật liệu được dùng để làm điện cực, bề mặt của điện cực, trạng thái tập hợp của chất thoát ra ở điện cực, với mật độ dòng điện và nhiệt độ. Khi ở điện cực thoát ra kim loại, đại lượng quá thế thường rất bé, có thể bỏ qua được trừ các trường hợp sắt  ΔE = 0,24V và niken  ΔE = 0,23V . Khi ở điện cực thoát LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 4 2009 ra các khí như H2 và O2 đại lượng quá thế là đáng kể, không thể bỏ qua được. Dưới đây là quá thế của hiđro và oxi trên các điện cực khác nhau: Điện cực Quá thế của hiđro, V Quá thế của oxi, V Pt (muội) Fe Pt (nhẵn) Ni Hg 0,03 – 0,04 0,1 – 0,2 0,2 – 0,4 0,2 – 0,4 0,8 – 1,0 0,3 0,3 0,5 0,5 Như vậy thế phân giải của chất điện ly ở trong dung dịch nước được xác định bằng: 0 0 a c a cU = E - E + ΔE + ΔE Trong đó U là thế phân giải, 0 aE là thế chuẩn của điện cực dương, 0 cE là thế chuẩn của điện cực âm (hiệu 0 aE - 0 cE là suất điện động của pin tương ứng), 0 aE là quá thế của anion ở điện cực dương và 0 cΔE là quá thế của cation ở điện cực âm. II. GIAÛI THÍCH SÖÏ TAÏO THAØNH NHÖÕNG SAÛN PHAÅM KHI ÑIEÄN PHAÂN DUNG DÒCH Khi điện phân dung dịch nước chứa một số loại cation và một số loại anion thì về nguyên tắc, ở điện cực âm, cation nào có điện cực lớn hơn sẽ bị khử trước và ở điện cực dương, anion nào có thế điện cực bé hơn sẽ bị oxi hóa trước. Tuy nhiên trên thực tế thứ tự đó thường bị phá vỡ bởi hiện tượng quá thế. Do đó, khi điện phân dung dịch muối của kim loại ở trong nước thì trước tiên ở các điện cực sẽ xảy ra phản ứng oxi hóa – khử nào đòi hỏi thế phân giải bé nhất. Để làm sáng tỏ điều này, chúng ta xét thế phân giải của tất cả những trường hợp có thể xảy ra điện phân. Thí dụ như dung dịch CoCl2 1M với các điện cực platin nhẵn. Trường hợp thứ nhất: Ở điện cực âm: 2+Co + 2e Co , o cE = -0,28 Ở điện cực dương: - 22Cl Cl + 2e , o aE 1,36 LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 5 2009 Phản ứng điện phân: 2+ - 2Co + 2Cl Co + Cl xảy ra ở thế phân giải: U = 1,36-(-0,28) = 1,64V . Trường hợp thứ hai: Ở điện cực âm: 2+Co + 2e Co , o cE = 0,28 Ở điện cực dương: + 2 2 1 H O O + 2H + 2e 2  , o aE = 1,23 Quá thế của oxi trên điện cực Pt nhẵn aΔE = 0,5 Phản ứng điện phân: 2+ + 2 2 1 Co + H O Co + O + 2H 2  xảy ra ở thế phân giải: U = 1,23 - (-0,28) + 0,5 = 2,01V . Trường hợp thứ ba: Ở điện cực âm: - 2 22H O + 2e H + 2OH , o cE = -0,82 Ở điện cực dương: - 22Cl Cl + 2e , o aE = 1,36 Quá thế của hiđro trên điện cực Pt nhẵn cΔE = 0,4 Phản ứng điện phân: - - 2 2 22Cl + 2H O H + Cl + 2OH xảy ra ở thế phân giải: U = 1,36 - (-0,82) + 0,4 = 2,58V Trường hợp thứ tư: Ở điện cực âm: - 2 22H O + 2e H + 2OH o cE = -0,82 Ở điện cực dương: + 2 2 1 H O O + 2H + 2e 2  o aE = 1,23 Quá thế của hiđro trên điện cực Pt nhẵn cΔE = 0,4 Quá thế của oxi trên điện cực Pt nhẵn aΔE = 0,5 Phản ứng điện phân: 2 2 2 1 H O H + O 2  xảy ra ở thế phân giải: U = 1,23 - (-0,82) + 0,5 + 0,4 = 2,95V Các kết quả thu được trên đây cho thấy trường hợp thứ nhất đòi hỏi thế phân giải bé nhất nên dễ xảy ra nhất và do đó sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch CoCl2 trong nước là kim loại coban và khí clo: doøng ñieän 2 2 CoCl Co + Cl LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 6 2009 Tính toán tương tự như vậy, chúng ta giải thích được sự tạo thành những sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch nước của các chất sau đây với điện cực trơ: 1 2   doøng ñieän 2 2 2 doøng ñieän 4 2 2 2 4 2NaCl + 2H O H + Cl + 2NaOH CuSO + H O Cu + O + H SO và sự phân hủy nước khi điện phân các dung dịch H2SO4, NaOH, Na2SO4: 2 2 2 1 H O H + O 2  trong đó axit, chất kiềm và muối chỉ có vai trò làm tăng độ dẫn điện của dung dịch. III. ÖÙNG DUÏNG CUÛA SÖÏ ÑIEÄN PHAÂN Phương pháp điện phân được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế sản xuất và trong phòng thí nghiệm nghiên cứu. Trong công nghiệp hóa chất, điện phân thường được dùng để tách lấy đơn chất từ hợp chất. Nhiều quá trình điện phân giữ vai trò then chốt trong sản xuất như: - Sản xuất NaOH, Cl2 bằng phương pháp điện phân dung dịch NaCl đậm đặc. Trong quá trình điện phân, sản phẩm tạo ra là NaOH, H2 và Cl2 chứ không phải là O2 do quá thế của O2 quá lớn. Clo là một trong mười hóa chất được sản xuất nhiều nhất. Vì vậy, có thể nói rằng các nhà sản xuất đã thu lợi nhuận hàng tỉ đô la là nhờ vào việc ứng dụng quá thế điện phân. - Sản xuất các khí H2, O2 bằng phương pháp điện phân dung dịch K2SO4, H2SO4, NaOH…thực chất là điện phân nước, còn các chất muối, axit, kiềm, chỉ đóng vai trò làm tăng độ dẫn điện của dung dịch. Trong phòng thí nghiệm, sự điện phân nước thành H2 và O2 đã được thực hiện từ năm 1800 đến nay vẫn được sử dụng để điều chế H2 và O2 siêu tinh khiết. - Sản xuất Li, Na, Mg, Ca, Sr, Ba, Cl2, Br2…bằng phương pháp điện phân các muối halogenua nóng chảy. - Sản xuất Al bằng phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy có thêm Na3AlF6 (criolit) để giảm nhiệt độ nóng chảy của nhôm oxit. - Sản xuất KClO3 bằng phương pháp điện phân dung dịch KCl đặc, nóng… LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 7 2009 - Điều chế các kim loại tinh khiết. Bằng phương pháp điện phân người ta có thể thu được các kim loại có độ tinh kkhiết cao như Zn, Cd, Mn, Cr, Fe. Ví dụ, khi điện phân dung dịch ZnSO4 đã được tinh chế và thêm H2SO4, do quá thế của H2 trên Zn khá lớn, nên ở catot không tạo ra H2 và tạo ra Zn. Sản phẩm Zn thu được đạt độ tinh khiết 99,99%. - Tinh chế kim loại. Nhờ phương pháp điện phân có thể tinh chế hàng loạt kim loại như Cu, Ag, Au, Ni, Co và Pb. Phổ biến nhất là tinh chế đồng. Đồng thô (lẫn tạp chất) được dùng làm anot, nhúng trong dung dịch điện phân CuSO4. Đồng tinh khiết được dùng làm catot. Các ion Cu 2+ từ sự hòa tan anot chuyển về catot và bị khử thành đồng tinh khiết bám vào catot. - Đúc các đồ vật bằng kim loại được tiến hành tương tự như tinh chế kim loại. Trong quá trình điện phân, kim loại anot tan dần thành M n+ và bị khử thành kim loại bám thành lớp trên khuôn đúc ở catot. - Mạ điện Trong kĩ thuật, người ta mạ các kim loại như Zn, Cd, Cu, Ni, Cr, Sn, Ag và Au lên bề mặt các đồ vật bằng kim loại để chống gỉ, tăng vẻ bóng, đẹp của đồ vật bằng phương pháp điện phân. Trong mạ điện, kim loại để mạ được dùng làm anot nhúng trong dung dịch muối của nó. Vật cần mạ được dùng làm catot. Trong quá trình điện phân, kim loại làm anot tan dần thành M n+ còn ở catot, M n+ bị khử thành lớp kim loại bám trên bề mặt đồ vật làm catot. - Phân tích định tính, định lượng và tách các kim loại trong hỗn hợp của chúng. Nguyên tắc dựa trên thế phóng điện khác nhau của các ion kim loại trong hỗn hợp. Ví dụ: Trong dung dịch có chứa đồng thời một số ion kim loại khác nhau. Bằng cách tăng dần điện thế đặt vào hai điện cực của bình điện phân, các kim loại lần lượt thoát ra ở điện cực. Qua đó xác định được trong dung dịch có những ion kim loại nào và khối lượng của chúng là bao nhiêu. LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 8 2009 B. BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN I. BAØI TAÄP LÍ THUYEÁT 1. Dạng 1: Bài tập viết phương trình phản ứng xảy ra ở các điện cực, thứ tự các ion bị điện phân ở từng điện cực và phương trình phản ứng chung khi điện phân (phương trình điện phân)… Để làm dạng bài tập này cần phải chú ý đến thứ tự phản ứng của ion ở điện cực. 1.1. Điện phân nóng chảy Thường là các muối, có thể là oxit  2 3Al O hoặc hiđroxit (NaOH). Đối với muối thì người ta thường điện phân muối clorua nóng chảy vì chúng không bị phân hủy khi nóng chảy. Phương trình phản ứng dạng tổng quát như sau:  ñpnc n 2 2ACl 2A + NaCl 1  ñpnc n m 2 2A O 2nA + mO 2    ñpnc 2 2n 2A OH 4A + nO + 2nH O 3 Phản ứng (1) thường dùng để điều chế Na, K, Ca, Mg, Ba,… Phản ứng (2) dùng để điều chế Al trong công nghiệp. Phản ứng (3) thường dùng để điều chế Na. * Cách viết sơ đồ điện phân: - Cực âm (-)(catot): xảy ra quá trình nhận electron. - Cực dương (+)(anot): xảy ra quá trình nhường electron. Ví dụ 1: Điện phân nóng chảy NaCl Sơ đồ điện phân: NaCl Phương trình điện phân: 1 22 NaCl Na + Clñpnc   + Catot - Na   - + Anot Cl +Na + 1e Na 22Cl Cl + 2e   LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 9 2009 Ví dụ 2: Điện phân nóng chảy NaOH Sơ đồ điện phân: NaOH Phương trình điện phân: Ví dụ 3: Điện phân nóng chảy 2 3Al O Sơ đồ điện phân: Phương trình điện phân: 3 2 3 22 Al O 2Al + Oñpnc * Lưu ý: Khi điện phân nóng chảy hỗn hợp nhiều chất thì thứ tự phản ứng của cation ngược với thứ tự của nguyên tố kim loại trong dãy hoạt động hóa học của kim loại, nghĩa là nguyên tố kim loại đứng sau thì cation của nó bị khử trước. Ví dụ 1: Điện phân nóng chảy hỗn hợp các muối 2 2 2ZnCl , NiCl , CuCl thì ở catot, thứ tự phản ứng của cation như sau: 2+Cu + 2e Cu 2+Ni + 2e Ni 2+Zn + 2e Zn 1.2. Điện phân dung dịch muối tan trong nước Cách viết sơ đồ điện phân: - Cực (-) catot : xảy ra quá trình nhận electron Ion kim loại sau nhôm nhận electron, ion kim loại từ nhôm trở về trước không nhận electron mà nước nhận electron. - 2 22H O + 2e 2OH + H 2 3Al O   3+Al + 3e Al   3+ Catot - Al   2- + Anot O 2- 22O O + 4e ñpnc 1 2 22 2NaOH 2Na + O + H O     + Catot - Na   - + Anot OH +Na + 1e Na - 2 24OH O + 2H O + 4e LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 10 2009 - Cực (+) anot: xảy ra quá trình nhường electron: ion gốc axit không có oxi nhường electron. Ion gốc axit có oxi không nhường electron mà nước nhường electron. * Chú ý: Đối với cacboxylat (muối của axit cacboxylic) - Ở catot: - 2 22H O + 2e 2OH + H - Ở anot: - 22RCOO R-R + 2CO + 2e  Phương trình điện phân: Nếu không có màn ngăn: Khi nhiệt độ trong bình điện phân lớn hơn 040 C thì: Ví dụ 1: Điện phân dung dịch NaCl Phương trình điện phân: Ví dụ 2: Điện phân dung dịch 4CuSO Phương trình điện phân: Bài 1: Viết sơ đồ và phương trình điện phân các muối sau: a) Điện phân nóng chảy   2 Ba OH b) Điện phân dung dịch AgNO3, KBr, Na2SO4 + 2 - 2 2 + 2+ 2+ + 2+ 3+ H ( H O) thu e 2H O + 2e H + 2OH K Ba Ca Na Mg Al      n+ 2+ 2+ 2+ 2+ + 2+ 3+ 2+ + 2+ 2 Cation kim loaïi thu e M + ne M Zn Fe Ni Pb H Cu Fe Hg Ag Hg + 2 22H O 4H + O 4e  2 2 2 Catot Anot 2RCOONa + 2H O H + 2NaOH +2CO + R-R    ñpdd 2 3CO + NaOH NaHCO 3 2 3 2 22NaHCO Na CO + CO + H O NaCl   + 2 Catot Na , H O     - 2 + Anot Cl , H O  - 2 22H O + 2e 2OH + H 22Cl Cl + 2e   2 2 2 AnotCatot 2NaCl + 2H O 2NaOH + H +Cl ñpdd mn 4CuSO   2+ 2 Catot - Cu , H O  + 2 22H O 4H + O 4e    2- 4 2 + Anot SO ,H O  2+Cu + 2e Cu 1 4 2 2 4 22 CuSO + H O Cu + H SO + Oñpdd LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 11 2009 Giải: a) Sơ đồ điện phân: Ba(OH)2 Phương trình điện phân: b) 3AgNO Sơ đồ điện phân: AgNO3 Phương trình điện phân: - KBr Sơ đồ điện phân: KBr Phương trình điện phân: - Na2SO4 Sơ đồ điện phân: Na2SO4 Phương trình điện phân: Bài 2: Viết các quá trình điện phân lần lượt xảy ra ở các điện cực khi điện phân dung dịch chứa 3 2FeCl , CuCl , HCl biết thứ tự thế điện hóa như sau: 3+ 2+ 2++ 2+ 2 Fe Cu Fe2H > > > Cu H FeFe 3 2 2 34AgNO + 2H O 4Ag + O + 4HNO  ñpdd 2 2 22KBr + 2H O 2KOH + Br H   ñpdd mn   + 2 Catot - K , H O    - 2 + Anot Br ,H O  - 2 22H O + 2e 2OH + H - 2 2Br Br + 2e    2 222Ba OH 2Ba + O + 2H O ñpnc   2+ Catot - Ba    - + Anot OH  2+Ba + 2e Ba - 2 24OH O + 2H O + 4e   + 2 Catot - Ag , H O    - 3 2 + Anot NO ,H O  +Ag + 1e Ag + 2 22H O 4H + O 4e    + 2 Catot - Na , H O    -2 4 2 + Anot SO ,H O  - 2 22H O + 2e 2OH + H + 2 22H 4H + O 4e  2 2 22H O 2H + O   ñpdd LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 12 2009 Giải: - Ở catot: - Ở anot: Bài 3: Viết các phương trình điện phân xảy ra khi điện phân (với điện cực trơ, có màng ngăn) dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl trong 3 trường hợp: b = 2a; b 2a. Giải: CuSO4, NaCl Phương trình điện phân: (1) a mol  2a mol Khi: b = 2a: 2 muối điện phân vừa hết. Sau khi (1) kết thúc thì nước bị điện phân. b < 2a: Sau khi (1) kết thúc còn dư 4CuSO nên có phản ứng: (2) Sau (2) thì nước bị điện phân. b > 2a: Sau (1) NaCl dư nên có phản ứng: (3) Sau (3) thì nước bị điện phân. Bài 4: Giải thích và viết sơ đồ điện phân: a/ Khi điện phân KCl nóng chảy và khi điện phân dung dịch KCl thì sản phẩm thu được là khác nhau. b/ Khi điện phân dung dịch KNO3, dung dịch H2SO4 thì sản phẩm thu được là giống nhau. 22Cl Cl + 2e   2+Fe + 2e Fe + 22H + 2e H 2+Cu + 2e Cu 3+ 2+Fe + 1e Fe   + 2+ 2 Catot - Na , Cu , H O    2- - 4 2 + Anot SO , Cl , H O  2+Cu + 2e Cu 1 4 2 2 4 22 CuSO + H O Cu + H SO + Oñpdd 22Cl Cl + 2e   4 2 2 4CuSO + 2NaCl Cu + Cl + Na SO    ñpdd 2 2 22NaCl + 2H O 2NaOH + H + Cl   ñpdd mn LÍ THUYEÁT ÑIEÄN PHAÂN VAØ BAØI TAÄP ÑIEÄN PHAÂN Trang 13 2009 Giải: a/ Do ở catot xảy ra sự khử của những chất khác nhau nên phương trình điện phân khác nhau và cho sản phẩm là khác nhau. Sơ đồ điện phân: * KCl nóng chảy Phương trình điện phân: ñp 2 2KCl 2K + Cl Sản phẩm khử tạo thành là kim loại kali. * Dung dịch KCl: + 2 - 2 2 Catot(-) K , H O 2H O + 2e H +OH 2(H O) KCl  - 2 - 2 Anot (+) Cl , H O 2Cl Cl +2e Phương trình điện phân: ñpdd 2 2 2mn 2KCl + 2H O 2KOH+ H + Cl Sản phẩm khử tạo thành là khí hiđro. b/ Ở catot, các ion H + hoặc các phân tử H2O bị khử, cùng giải phóng ra khí H2. Ở anot, H2O bị oxi hóa, giải phóng khí O2. Vì