Điện phân nóng chảy NaOH thu được sản phẩm gì

Câu hỏi: Sản phẩm thu được khi điện phân NaOH nóng chảy là gì?

A. Ở cực âm (-): Na₂O và ở cực dương (+): O₂ và họ₂.

B. Ở cực âm (-): Na₂O và ở cực dương (+): O₂ và họ₂Ô.

C. Ở cực âm (-): Na và ở cực dương (+): O₂ và họ₂Ô.

D. Ở cực âm (-): Na và ở cực dương (+): O₂ và họ₂.

Câu trả lời:

Câu trả lời đúng: C.

– Sản phẩm thu được khi điện phân NaOH nóng chảy là Ở cực âm (-): Na và ở cực dương (+): O₂ và họ₂O

Giải thích:

– Khi điện phân NaOH nóng chảy, ở cực âm (-) xảy ra quá trình khử Na + thành Na, còn ở cực dương (+) xảy ra quá trình oxi hóa OH- thành O.₂ và họ₂O

4NaOH 4Na + O₂ + 2 NHÀ Ở₂O

Hãy cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội tìm hiểu về quá trình điện phân qua bài viết dưới đây.

I. KHÁI NIỆM VỀ MÃ

Sự điện li là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt điện cực khi cho dòng điện một chiều chạy qua chất điện phân nóng chảy hoặc dung dịch chất điện ly.

* Ghi chú: Khác với phản ứng oxi hoá – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của dòng điện và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp nhường electron cho nhau mà phải truyền qua dây dẫn.

– Ở cực âm (catot) luôn xảy ra quá trình (khử; bị) khử (nhận e)

– Ở cực dương (anot) luôn xảy ra quá trình oxi hoá (nhường electron).

II. QUÁ TRÌNH ĐIỆN ĐÃ ĐƯỢC THỰC HIỆN TẠI CATOT

– Nếu trên catot ion dương sau Al thì ion dương bị khử: M^{n +} + ne → MẸ

– Nếu catot ion dương từ Li sang Al thì H₂O giảm: H₂O + 2e → 2OH– + H₂ ­

– Nếu trên catot có nhiều ion dương thì thứ tự khử ngược với khối Ag. loạt điện hóa⁺ > Fe³⁺> Cu²⁺> Gia đình⁺> Fe²⁺

1. Sự điện li của chất điện phân nóng chảy.

Thường điện phân muối của clorua kim loại mạnh, bazơ của kim loại kiềm, hoặc nhôm oxit. Vì phương pháp này đắt hơn phương pháp điện phân dung dịch.

2. Sự điện li của dung dịch chất điện li trong nước

– Điều chế kim loại trung bình, yếu (sau Al).

Hoa Kỳ^{n +} + ne → MẸ

* Ghi chú:

– Nếu điện phân dung dịch bằng K. ion⁺Sự thay đổi²⁺Na⁺Mg²⁺Al³⁺ nước sẽ tham gia vào quá trình điện phân.

2 gia đình₂O + 2e → H₂ + 2OH–

Nếu có nhiều cation trong dung dịch thì cation có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước.

Ví dụ: Điện phân dung dịch mà catot chứa Na. ion⁺Fe²⁺Cu²⁺Ag⁺ và Zn²⁺ thì thứ tự điện phân sẽ là

Ag⁺ + 1e → Ag

Cu²⁺ + 2e → Cu

Fe²⁺ + 2e → Fe

Zn²⁺ + 2e → Zn

2 gia đình₂O + 2e → H₂ + 2OH–

– Ion H + của axit dễ bị khử hơn ion H + của nước

III. QUÁ TRÌNH ĐIỆN ĐÃ THỰC HIỆN KHÁC

Ở cực dương xảy ra quá trình oxi hóa anion

X^N- → X + ne

– Nếu không có oxi trên cực dương ion âm thì ion âm bị oxi hóa:

– Nếu có oxi vào anot của ion âm thì nước sẽ bị oxi hóa: H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

– Nếu trên anot có nhiều ion âm thì thứ tự xảy ra quá trình oxi hóa là:

S₂-> I-> Br-> Cl-> OH-

1. Anốt trơ (điện cực làm bằng than chì)

một. Gốc axit không chứa oxi như halogenua X^–sulfua SẼ^2- … thì gốc axit tham gia điện phân

– Thứ tự các anion bị oxi hóa: S^2- > I–> Br–> Cl–> RCOO–> OH–> H₂O

b. Các gốc axit có chứa oxy NO^3–VÌ THẾ₄^2-PO₄^3–CO₃^2-ClO^4-… Thì nước tham gia điện phân.

2 gia đình₂O → O₂ + 4 GIỜ⁺ + 4e

2. Anôt hòa tan: Anôt điện phân dùng để mạ điện

* Ghi chú:

Trong quá trình điện phân, dung dịch nước đóng một vai trò quan trọng:

+ Là môi trường để các cation và anion di chuyển về 2 cực.

+ Có thể tham gia vào quá trình điện phân:

Ở cực âm (-) H₂O được giảm:

2 gia đình₂O + 2e → H₂ + 2OH^–

Ở cực dương (+) H₂Ôxy hóa O:

2 gia đình₂O → O₂ + 4 GIỜ⁺ + 4e

– Về bản chất, nước tinh khiết không bị điện phân vì điện tích quá lớn (I = 0). Vì vậy để điện phân nước cần bổ sung các chất điện li mạnh như muối tan, axit mạnh, bazơ mạnh.

Bản tóm tắt

Ví dụ 1: Viết sơ đồ điện phân NaCl nóng chảy

Cực âm (-) NaCl Cực dương (+)

2 Na⁺ + e → Na 2Cl^– → Cl₂ + 2e

Phương trình điện phân là:

2NaCl → 2Na + Cl₂

Ví dụ 2: Viết sơ đồ điện phân NaOH nóng chảy

Cực âm (-) NaOH Cực dương (+)
Na⁺ + 1e → Na 4OH^– → O₂ + 2 NHÀ Ở₂O + 4e

Phương trình điện phân là:

4NaOH → 4Na + O₂ + 2 NHÀ Ở₂O

Ví dụ 3: Điện phân Al₂O₃ nóng chảy với việc bổ sung criolit (Na₃AlF₆) có thể được biểu diễn dưới dạng giản đồ:

Cực âm (-) Al2O3 Cực dương (+)
Al³⁺ + 3e → Al 2O^2- → O₂ + 4e

Phương trình điện phân là:

2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂

Ví dụ 4: Viết sơ đồ điện phân CuCl. dung dịch₂

Cực âm (-) CuCl2 Cực dương (+)

Cu²⁺ + 2e → Cu 2Cl^– → Cl₂ + 2e

Phương trình điện phân là:

CuCl₂ → Cu + Cl₂

Ví dụ 5: Viết sơ đồ điện phân NaCl. dung dịch

Cực âm (-) NaCl Cực dương (+)

H₂O, Na⁺ (H₂O) Cl^–H₂O

2 gia đình₂O + 2e → H₂ + 2OH- 2Cl^– → Cl₂ + 2e

Phương trình điện phân là:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

Nếu không có màng ngăn thì:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Vậy phương trình điện phân là:

NaCl + H₂O → NaClO + H₂

Ví dụ 6: Viết sơ đồ điện phân CuSO. dung dịch₄

Catốt (-) CuSO₄ Cực dương (+)

Cu²⁺H₂O (NÓNG)₂O) HỌ₂O, SO₄^2-

Cu²⁺ + 2e → Ni 2H₂O → O₂ + 4 GIỜ⁺ + 4e

Phương trình điện phân là:

2CuSO₄ + 2 NHÀ Ở₂O → 2Cu + 2H₂VÌ THẾ₄ + O₂

IV. LUẬT CỦA FARADAY

– Khối lượng chất thoát ra ở mỗi điện cực tỉ lệ với điện tích đi qua dung dịch và đương lượng của chất đó.

Trong đó:

– m: khối lượng chất thoát ra ở điện cực (g)

– A: khối lượng mol 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: (các) thời gian điện phân

– F: Hằng số Faraday là điện tích của 1 mol êlectron hoặc điện tích cần thiết để 1 mol êlectron chuyển động trong mạch ở cực âm hoặc ở cực dương (F = 1,602.10-19,6,022.1023 ≈ 96500 C.mol -1)

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 11, Hóa 11