1. Phương trình phản ứng
2NaCl ---dpnc→ 2Na + Cl2 bay hơi
2. Điều kiện phản ứng
- Điện phân ở nhiệt độ cao làm nóng chảy NaCl
Các phản ứng xảy ra ở điện cực:
- Ở cực âm, xảy ra sự khử ion Na+ thành Na
- Ở cực dương xảy ra sự oxi hoá Cl- thành Cl2
3. Cách thực hiện phản ứng
Cho điện phân nóng chảy NaCl
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng
Khi điện phân NaCl xuất hiện khí màu vàng lục, mùi sốc thoát ra ở cực dương.
5. Tìm hiểu thêm về NaCl
* Nguồn gốc:
Phần lớn muối có nguồn gốc trên đất liên, nhưng muối NaCl cũng xuất phát từ miệng núi lửa hay đá biển.
* Tính chất vật lý: Muối NaCl là chất rắn kết tinh không màu hoặc màu trắng
* Tính chất hoá học:
- NaCl là chất điện li mạnh, phân li hoàn toàn trong nước và tạo ra các ion âm và dương.
- NaCL là muối của bazo khá mạnh và axit mạnh nên nó mang tính trung tính, nên tương đối trơ về mặt hoá học
- Điện phân NaCl sẽ giải phóng kim loại và phim kim như điện phân NaCl nóng chảy tạo thành khí clo và natri kim loại
- Muối NaCl tác dụng với axit,
* Ứng dụng: Muối được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp, trong thực phẩm, trong y tế và cả cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
6. Bài tập vận dụng liên quan
Bài 1: Điện phân NaCl nóng chảy với điện cực trơ ở catot thi được:
A. Na
B. NaOH
C. HCl
D. Cl2
Đáp án: Chọn A. Điện phân NaCl nóng chảy với điện cực trơ ở catot thì được Na
Bài 2: Điện phân NaCl nóng chảy với dường độ I = 1,93A trong thời gian 6 phút 40 giây thì thu được 0,1472 gam Na. Hiệu suất quá trình điện phân là:
A. Hiệu suất quá trình bằng 90%
B. Hiệu suất quá trình bằng 80%
C. Hiệu suất quá trình bằng 70%
D. Hiệu suất quá trình bằng 60%
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn B. Hiệu suất quá trình điện phân bằng 80%
t = 400s => mNa thu được í thuyết = (A.I.t) : nF = 0,184 gam mà khối lượng natri: mNa thực tế = 0,1472 gam => H = (0,1472 : 0,184) . 100 = 80%
Bài 3: Điện phân dung dịch NaCl điện cực trơ, không có vách ngăn. Sản phẩm thu được là gì?
A. Sản phẩm thu được là: H2, Cl2, NaOH
B. Sản phẩm thu được gồm H2, Cl2, NaOH, nước Giaven
C. Sản phẩm thu được gồm H2, Cl2, nước Giaven
D. Sản phẩm thu được gồm H2, nước Giaven
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn D. Sản phẩn sau điện phân thu được là H2, nước Giaven.
Phương trình điện phân có màng ngăn: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 +Cl
Nếu không có màng ngăn thì Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
=> Phương trình điện phân: NaCl + H2O → NaClO + H2
Bài 4: Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl, ở cực âm xảy ra:
A. Xảy ra sự khử phân tử nước
B. Xuất hiện sự oxi hoá ion Na+
C. Xuất hiện sự oxi hoá phân tử nước
D. Xuất hiện sự khử ion Na+
Hướng dẫn chi tiết: Chọn A. Trong quá trình điện phân dung dịch ở NaCl, ở cực âm xảy ta sự khử phân tử ở nước. Cụ thể điện phân dung dịch NaCl như sau:
- Ở cực âm (catot) trên bề mặt của cực âm có các ion Na+ và phân tử H2O. Ở đây xảy ra sự khử các phân tử H2O: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
- Ở cực dương (anot): trên bề mặt của cực dương có các ion Cl- và phân tử H2O. Ở đây xảy ra sự oxi hoá các icon Cl-: 2Cl- → Cl2 + 2e
Bài 5: Cho Na tác dụng với Clo nung nóng. Hiện tượng phản ứng xảy ra là:
A. Natri nóng chảy cháy sáng trong khí clo
B. Natri phản ứng dịu nhẹ với khí clo
C. Natri phản ứng toả nhiều nhiệt khi tác dụng với khí clo đun nóng
D. Natri tác dụng mãnh liệt với khí clo có tiếp xúc.
Đáp án: chọn A. Na tác dụng với Clo nung nóng xảy ra hiện tượng natri nóng chảy cháy sáng trong khí clo.
Bài 6: Điện phân với điện cực trơ màng ngăn xốp dung dịch chứa 0,1 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCL đến khi catot bắt đầu thoả khí thì dừng lại, thể tích khí ở điểu kiện tiêu chuẩn thu được ở anot là:
A. Thể tích khí thu được bằng 1,344 lít
B. Thể tích khí thu được bằng 0,896 lít
C. Thể tích khí thu được bằng 1,792 lít
D. Thể tích khí thu được bằng 0,448 lít
Đáp án: Chọn C. Thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn thu được ở anot là 1,792 lít
Bài 7: Tiến hành điện phân V lít dung dịch NaCl 1M và CuSO4 1,8M bằng điện cực trơ tới khi nước bắt đầu điện phân ở cả hai cực thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm m gam. Dung dịch sau phản ứng hoà tan tối đa 8,84 gam Al2O3. Giá trị của m là:
A. m = 34,5
B. m = 34,8
C. m = 34,6
D. m = 34,3
Hướng dẫn giải chi tiết: CHọn D. m = 34,3
Vì khi bắt đầu xuất hiện khí cả 2 điện cực thì ngừng điện phân nên chưa điện phân nước ở Catot.
Catot: Cu2+ + 2e → Cu
Anot: 2Cl- → Cl2 + 2e
2H2O → 2H+ + O2 + 4e
Sau đó:
Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O
=> nH+ = 6 . nAl2O3 = 0.52 mol
Bảo toàn e: 2.nCu2+ = nCl- + nH+ => V = 0,2 lít
m dung dịch giảm = mCu + mO2 + m Cl2 = 34,3 gam
Bài 8: Điện phân dung dịch chứa 23,4 gam muối ăn(với điện cực trơ, màng ngăn xốp) thu được 2,5 lít dung dịch có pH = 13. Phần trăm muối ăn bị điện phân là bao nhiêu?
A. Phần trăm muối ăn bị điện phân là 62,5%
B. Phần trăm muối ăn bị điện phân là 65%
C. Phần trăm muối ăn bị điện phân là 70%
D. Phần trăm muối ăn bị điện phân là 80%
Đáp án: Chọn A. Phần trăm muối ăn bị điện phân là 62,5%
Bài 9: Điện phân có màng ngăn 500ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trở, hiệu suất 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu được sau điên phân có khả năng hoà tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là bao nhiêu?
A. Giá trị lớn nhất của m là 4,05
B. Giá trị lớn nhất của m là 2,7
C. Giá trị lớn nhất của m là 1,35
D. Giá trị lớn nhất của m là 5,4
Đáp án: Chọn B. Giá trị lớn nhất của m là 2,7
Bài 10: Hoà tan 58,5 gam NaCl vào nước được dung dịch X nồng độ C%. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ có màng ngăn cho tới khi anot thoát ra 63,5 gam khí thì được dung dịch NaOH 5%. Giá trị của C là:
A. C = 5,85
B. C = 6,74
C. C = 8,14
D. C = 6,88
Bài 11: Tiến hành điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl 0,4M và Cu(NO3)2 0,5M (điện cực trơ, màng ngăn xốp) với cường độ dòng điẹn không đổi I = 5A trong thời gian 8492 giây thì dừng điện phân, ở anot thoát ra 3,36 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Cho m gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng, thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 0,8 gam chất rắn không tan. Giá trị của m là bao nhiêu?
A. m = 19,6
B. m = 29,4
C. m = 25,2
D. m = 16,8
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn C. m = 25,2
ne = lt/F = 0,44
Tại anot thu được 0,15 mol khí, bao gồm Cl2 (a mol) và O2 (b mol)
=> a + b = 0,15 và ne = 2a + 4b = 0,44
=> a = 0,08 và b =0,07
Vậy ban đầu nNaCl = 0,16 và nCu(NO3)2 = 0,2 . Dung dịch sau điện phân chứa Na+ (0,16) và NO3- (0,4) → nH+ =0,24
Vì nH+ = 4.nNO => nNO = 0,06
Bảo toàn electron => nFe dư = 0,09
Vậy m - 0,09 . 56 = 0,08 => m = 25,2
Bài 12: Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A, trong thời gian 5018 giây thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 12,6 gam. Nhúng thanh Mg vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng, lấy thanh Mg ra thấy khối lượng không thay đổi so với trước khi phản ứng xảy ra. Giá trị của m là bao nhiêu>
A. 42, 76 gam
B. 33,48 gam
C. 35, 72 gam
D. 34,12 gam
Đáp án: Chọn D. m = 34,12 gam
