Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Công thức tính lượng chất thu được ở điện cực hay, chi tiết, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức về Công thức tính lượng chất thu được ở điện cực, từ đó học tốt môn Hoá.

Công thức tính lượng chất thu được ở điện cực hay, chi tiết

1. Công thức tính lượng chất thu được ở điện cực

- Đối với các bài toán điện phân,  khi tính lượng chất thu được ở điện cực sẽ sử dụng công thức định luật Faraday.

- 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.

- Công thức định luật Faraday:

$\mathrm{m}=\frac{\mathrm{A}.\mathrm{I}.\mathrm{t}}{\mathrm{n}.\mathrm{F}}$

Trong đó:

m: Khối lượng chất giải phóng ở điện cực, tính bằng 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, tính bằng ampe (A).

t: Thời gian điện phân, tính bằng giây (s).

F: Hằng số Faraday (96 500 culông/mol).

- Để làm tốt bài tập điện phân, các em có thể tính toán theo phương trình hoặc áp dụng các định luật bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron để giải bài tập.

2. Bạn nên biết

- Tại catot xảy ra sự khử còn anot xảy ra sự oxi hóa.

Ví dụ 1: Điện phân dung dịch CuSO₄ với các điện cực trơ.

Sơ đồ điện phân:

Phương trình điện phân:

Ví dụ 2: Điện phân nóng chảy NaCl

Sơ đồ điện phân:

Phương trình điện phân:

- Những ion bị điện phân trong dung dịch:

* Catot
+ Ion kim loại từ K đến Al trong dãy điện hoá không tham gia điện phân mà nước sẽ bị điện phân sinh ra H₂.
+ Những ion kim loại sau Al trong dãy điện hoá tham gia điện phân nhận electron tạo thành kim loại bám vào catot.
* Anot trơ
+ Những ion gốc axit không có oxi như Cl^–, Br^–,... tham gia điện phân nhường electron tạo thành đơn chất.
+ Những ion gốc axit có oxi như NO₃^–, PO₄^3–, SO₄^2–,... không tham gia điện phân mà nước nhường electron tạo ra O₂.

3. Mở rộng

Một số kiến thức mở rộng học sinh cần nắm được:

- Biểu thức liên hệ tính số mol electron trao đổi:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{e}}=\frac{\mathrm{I}.\mathrm{t}}{\mathrm{F}}$ với n_e là số mol electron trao đổi.

- Bảo toàn số mol electron: Tổng số mol electron catot nhận bằng tổng số electron anot nhường.

- Điều chế kim loại: nguyên tắc là khử ion kim loại thành kim loại.

+ Điện phân nóng chảy dùng điều chế các kim loại như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al. 

+ Điện phân dung dịch dùng để điều chế các kim loại trung bình, yếu đứng sau Al trong dãy điện hóa.

4. Bài tập minh họa

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 khí (đktc). Giá trị của m là:

A. 11,7 gam

B. 5,85 gam

C. 23,4 gam

D. 8,775 gam

Hướng dẫn giải

Phương trình:

$2\mathrm{NaCl}\stackrel{\mathrm{dp}}{\to }2\mathrm{Na}+{\mathrm{Cl}}_2$

$\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cl}}_2}=0,1\mathrm{mol}\\ \Rightarrow {\mathrm{n}}_{\mathrm{NaCl}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cl}}_2}=0,2\mathrm{mol}\\ \Rightarrow \mathrm{m}=0,2.58,5=11,7\mathrm{gam}\end{array}$

Đáp án A

Câu 2: 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 lít

B. 0,32g và 0,056 lít

C. 0,96g và 0,168 lít

D. 1,28g và 0,224 lít

Hướng dẫn giải

Phương trình điện phân:

Áp dụng định luật Faraday ta có:

Đáp án B

Câu 3: Điện phân một dung dịch muối MCl_n với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16 gam kim loại M thì ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc). Kim loại M là:

A. Mg                                    

B.  Fe                                     

C. Cu                         

D. Ca

Hướng dẫn giải

Phương trình điện phân:

Đáp án C

Xem thêm các dạng bài tập Hoá học lớp 12 hay, chi tiết khác:

Các dạng toán khử oxit kim loại bằng C, H2, CO, kim loại mạnh và cách giải

Các dạng bài toán điện phân và cách giải

Trắc nghiệm lý thuyết Chương 6 Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm

Bài tập xác định kim loại và cách giải

Các dạng toán cho hỗn hợp kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước và cách giải