Kiến thức

Định luật điện phân Faraday-Công thức định luật điện phân Faraday-VnDoc.com

Định luật điện phân Faraday

Tải về

Bản in

1 35.721

Tải về

Bài viết đã được lưu

Định luật điện phân Faraday

là một định luật điện phân cơ bản do Michael Faraday đưa ra năm 1833 được VnDoc sưu tầm và đăng tải. Tài liệu giúp các bạn nắm chắc một số kiến thức về định luật Faraday, mời các bạn cùng tìm hiểu thông qua tài liệu dưới đây nhé

Ngoài ra,

VnDoc.com

đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THPT miễn phí trên Facebook:

Tài liệu học tập lớp 11

. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.

Định luật Faraday

  • 1. Phát biểu định luật Faraday

  • 2. Công thức định luật Faraday

  • 3. Biểu thức liên hệ

  • 4. Bài tập ví dụ về điện phân

  • 5. Ứng dụng của điện phân

  • 6. Bài tập vận dụng

Bạn đang xem: Định luật điện phân Faraday-Công thức định luật điện phân Faraday-VnDoc.com

1. Phát biểu định luật Faraday

Khối lượng chất giải phóng ở mỗi điện cực tỉ lệ với điện lượng đi qua dung dịch và đương lượng của chất.

Xem thêm: Amino axit là gì-Đầy đủ kiến thức từ A-Z để ôn thi THPT QG 2019 CCBOOK-ĐỌC LÀ ĐỖ

2. Công thức định luật Faraday

m = frac{{A.I.t}}{{n.F}}

Trong đó:

m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)

A: khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực

n: số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận

I: cường độ dòng điện (A)

t: thời gian điện phân (s)

F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở catot hoặc ở anot (F = 1,602.10-19.6,022.1023 ≈ 96500 C.mol-1)

3. Biểu thức liên hệ

Q = I.t = 96500.ne =>{n_e} = frac{{I.t}}{F} (ne là số mol electron trao đổi ở điện cực)

Xem thêm: Điểm chuẩn đại học 2019 trường Đại học Thương mại

4. Bài tập ví dụ về điện phân

Ví dụ 1: Điện phân 100 ml dung dịch NaCl với điện cực trơ có màng ngăn với cường độ dòng điện I = 1,93A. Dung dịch thu được sau khi điện phân có pH = 12. Biết thể tích dung dịch không đổi, clo không hòa tan trong nước và hiệu suất điện phân 100%. Thời gian tiến hành điện phân là:

A. 50 s

B. 60 s

C. 100 s

D. 200 s

Hướng dẫn giải

pH = 12 [OH-] = 10-2 nOH = 10-3 M

Tại catot (–) xảy ra phản ứng:

2H2O + 2e → H2 + 2OH

ne = 10-3 mol

t = 50 s

hoặc mH2 = 10-3 gam

t = 50 s

Đáp án A

Ví dụ 2: Điện phân dung dịch CuSO4 với cường độ dòng điện I = 3,574 A trong thời gian t = 5400s. Hãy tính thể tích khí thu được ở catot.

A. 1,12 lít

B. 2,24 lít

C. 3,36 lít

D. 4,48 lít

Hướng dẫn giải

Sơ đồ biểu diễn quá trình điện phân dung dịch CuSO4

Anot (+)

SO42-, H2O

2H2O → 4H+ + O2- + 4e

           0,05  0,2
Catot (-)

Cu2+, H2O

Cu2+ + 2e → Cu

     0,2   0,1
Áp dụng định luật Faraday

mCu = Alt/nF = 64.3,574.5400/2.96500 = 6,4 gam

nCu = 0,1 mol

=> VO2 = 0,05.22,4 = 1,12 lít

Xem thêm: Tổng hợp các công thức Hóa Học lớp 8

5. Ứng dụng của điện phân

Sự điện phân có nhiều ứng dụng trong công nghiệp

1. Điều chế các kim loại (xem bài điều chế các kim loại)

2. Điều chế một số phi kim như H2, O2, F2, Cl2

3. Điều chế một số hợp chất như NaOH, H2O2, nước Gia – ven

4. Tinh chế một số kim loại như Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au…

5. Mạ điện

Điện phân với anot tan cũng được dùng trong mạ điện, nhằm bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn và tạo vẻ đẹp cho vật mạ. Anot là kim loại dùng để mạ (như hình vẽ là vàng) còn catot là vật cần mạ (cái thìa). Lớp mạ thường rất mỏng, có độ dày từ 5.10-5 ÷ 1.10-3 cm.

6. Bài tập vận dụng

Câu 1. Điện phân nóng chảy m gam NaCl, đến khi kết thúc quá trình điện phân thì ở anot thu được 2,24 lít khi (đktc). Xác định giá trị của m

A. 11,7 gam

B. 5,85 gam

C. 23,4 gam

D. 8,775 gam

Câu 2. iện phân Al2O3 nóng chảy với dòng điện cường độ 9,65 A trong thời gian 3000 giây. Khối lượng nhôm thu được là:

A. 2,16g

B. 1,62g

C. 2,7g

D. 1,08g

Xem đáp án

Đáp án Theo đinh luật Faraday khối lượng nhôm thu được là Giải bài tập hóa 11

Câu 3. Điện phân nóng chảy 2.34 gam NaCl với cường độ dòng điện một chiều I = 9.65A. Tính khối lượng Na bám vào catot khi thời gian điện phân là 200 giây.

A. 0,23 gam

B. 0,276 gam

C. 0,345 gam

D. 0,46 gam

Câu 4. Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0,2M với cường độ I = 9,65A. Tính khối lượng Cu bám bên catot khi thời gian điện phân t1 = 200s và t2 = 500s (với hiệu suất là 100%)

A. 0,32g; 0,64g

B. 0,64g; 1,28g

C. 0,64g; 1,32g

D.0,32g; 1,28g

Câu 5. Điện phân dung dịch CuSO4 bằng điện cực trơ với dòng điện có cường độ I = 0,5A trong thời gian 1930 giây thì khối lượng đồng và thể tích khí O2 sinh ra là

A. 0,64g và 0,112 lit

B. 0,2g và 0,056 lít

C. 0,96g và 0,168 lít

D. 1,28g và 0,224 lít

Câu 6. Điện phân 500 ml dung dịch CuSO4 với cường độ dòng điện không đổi thì sau 600s, nước bắt đầu bị điện phân ở cả 2 điện cực.nếu thời gian điện phân là 300s thì khối lượng Cu thu được bên catot là 3,2g. Tính nồng độ mol của CuSO4 trong dung dịch ban đầu và cường độ dòng điện.

A. 0,1M; 16,08A

B. 0,25M; 16,08A

C. 0,20 M; 32,17A

D. 0,12M; 32,17A

Xem đáp án

Đáp án C

nCu =3.2/64 = 0.05 mol

⇒ nCu sau 600 giây = 0.05×2 = 0.1 mol

⇒CMCuSO4 = 0.1/0.5 = 0.2 M

 Ta có công thức: ne = It/A

⇒ I =nexA/t =0.05x2x96500/300 = 32.17 A

Câu 7. Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,12M thu được 0,384g Cu bên catot lúc t1= 200s; nếu tiếp tục điện phân với cường độ I2 bằng 2 lần cường độ I1 của giai độan trên thì phải tiếp tục điện phân trong bao lâu để bắt đầu sủi bọt bên catot? Cho Cu = 64.

A.150s

B.200s

C.180s

D.100s

Câu 8. Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ bằng dòng điện một chiều I = 9,65 A. Khi thể tích khí thoát ra ở cả hai đện cực đều là 1,12 lít (đktc) thì dừng điện phân. Khối lượng kim loại sinh ra ở catốt và thời gian điện phân là:

A. 3,2g và 1000s

B. 2,2g và 800s

C. 6,4g và 3600s

D. 5,4g và 1800s

Xem đáp án

Đáp án

Ta có nH2 = nO2 = 0,05 mol

ne = 2nCu + 2nH2 = 4nO2 = 4.0,05 = 0,2 => nCu = (0,2-2.0,05)/2 = 0,05

=> mCu = 0,05.32 = 3,2 gam

t = (0,2.96500)/9,65 = 2000 (s)

Chọn A

Câu 9. Điện phân dùng điện cực trơ dung dịch muối sunfat kim loại hoá trị II với cường độ dòng điện 3A. Sau 1930 giây thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam. Cho biết tên kim loại trong muối sunfat

A. Fe

B. Ca

C. Cu

D. Mg

Xem đáp án

Đáp án C

Quá trình điện phân: M2+ + 2e → M

Có: ne = I.t/F = 3.1930/96500 = 0,06 mol

=> nM = 1/2 ne = 0,03 mol

=> MM = 1,92 : 0,03 = 64 (g/mol) => Cu

Câu 10. Điện phân dung dịch một muối nitrat kim loại với hiệu suất dòng điện là 100%, cường độ dòng điện không đổi là 7,72A trong thời gian 9 phút 22,5 giây. Sau khi kết thúc khối lượng catot tăng lên 4,86 gam do kim loại bám vào. Kim loại đó là

A. Cu

B. Ag

C. Hg

D. Pb

Xem đáp án

Đáp án B

Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại sinh ra bám vào

Áp dụng định luật Faraday:

mKL = AIt/Fn => 4,86 = (A.7,72.562,5)/(96500.2) => A = 108n 

Cặp nghiệm phù hơp là: n = 1 và A = 108 (Ag) 

Câu 11. 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

Xem đáp án

Đáp án D

mNaOH trước điện phân = 200.10/100 = 20 gam.

Điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước: 2H2O → O2 + 2H2. Gọi số mol bị điện phân là x mol:

Sau khi điện phân khối lượng dung dịch còn lại là 200 – 18x.

Nồng độ NaOH sau điện phân là 25% => 200.0,1/(200 – 18x).100% = 25% => x = 20/3 mol

Thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở anot là VO2 = 0,5.22,4.20/3 = 7467 lít.

Thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở catot là VH2 = 22,4.20/3 = 149,3 lít

………………………………

 

Mời các bạn tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:

  • Phương pháp giải bài tập về điện phân

  • Lý thuyết: Sự điện phân – Sự ăn mòn

Định luật điện phân Faraday được VnDoc sưu tầm và đăng tải sẽ là tài liệu hữu ích cho các bạn tham khảo và tìm hiểu về định luật Faraday. Ngoài ra các bạn vận dụng vào giải bài tập bên dưới. Chúc các bạn học tốt, mời các bạn tải về tham khảo

…………………………….

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn

Định luật điện phân Faraday

. Để có thể nâng cao kết quả trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu

Giải bài tập Toán 11

,

Chuyên đề Hóa học 11

,

Giải bài tập Hoá học 11

.

Tài liệu học tập lớp 11

mà VnDoc tổng hợp và đăng tải

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button
444 live app 444 live 444 live app 444live kisslive kiss live yy live yylive