Bài tập ôn – Hóa học 12 – Học kì 1 (Kiểm tra cuối kì)

Phạm vi: Toàn bộ Học kì 1 (Chương 1–5: Ester – Lipid, Carbohydrate, Amine – Amino acid – Protein, Polymer, Điện hóa học)

Phần 1: Cơ bản

Bài 1. Viết sơ đồ pin điện hóa Zn–Cu và cho biết cực âm, cực dương.

Bài 2. Tính suất điện động chuẩn của pin Zn–Cu, biết $E^\circ_{Zn^{2+}/Zn} = -0,76$ V và $E^\circ_{Cu^{2+}/Cu} = +0,34$ V.

Bài 3. Trong pin Zn–Cu, quá trình nào xảy ra ở cực âm?

Bài 4. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ với điện cực trơ: viết phương trình hóa học ở cathode và anode.

Bài 5. Viết phương trình hóa học điện phân dung dịch $NaCl$ có màng ngăn.

Bài 6. Viết phương trình hóa học điện phân nóng chảy $Al_2O_3$ (có cryolite).

Bài 7. Nêu hai ứng dụng của phương pháp điện phân.

Bài 8. Viết công thức tính khối lượng kim loại bám ở cathode khi điện phân (định luật Faraday).

Bài 9. Tính khối lượng Cu bám ở cathode khi điện phân dung dịch $CuSO_4$ với cường độ dòng điện 2 A trong 4 825 giây.

Bài 10. Điện phân dung dịch $AgNO_3$, ở cathode thu được chất gì?

Bài 11. Pin điện hóa biến đổi dạng năng lượng nào thành dạng năng lượng nào?

Bài 12. Sắp xếp các cặp oxi hóa – khử sau theo chiều tăng dần tính oxi hóa của dạng oxi hóa: $Zn^{2+}/Zn$, $Cu^{2+}/Cu$, $Fe^{2+}/Fe$.

Bài 13. Kim loại nào sau đây có tính khử mạnh nhất: Fe, Zn, Cu, Al?

Bài 14. Điện phân dung dịch $MgCl_2$ với điện cực trơ, ở cathode thu được chất gì? Giải thích.

Bài 15. Viết phương trình hóa học điện phân dung dịch $NaCl$ không có màng ngăn (sản phẩm chính).

Bài 16. Nêu một điểm khác nhau giữa điện phân nóng chảy và điện phân dung dịch.

Bài 17. Tính thể tích khí $Cl_2$ (đkc) thoát ra khi điện phân dung dịch $NaCl$ có màng ngăn với cường độ dòng điện 3 A trong 9 650 giây.

Bài 18. Trong pin điện hóa Fe–Cu, cực âm là Fe hay Cu?

Phần 2: Nâng cao

Bài 19. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ với cường độ dòng điện 5 A trong 3 860 giây. Tính khối lượng Cu bám ở cathode.

Bài 20. Điện phân 300 mL dung dịch $AgNO_3$ 1 M với điện cực trơ đến khi $Ag^+$ điện phân hết. Tính thể tích khí $O_2$ thoát ra ở anode (đkc).

Bài 21. Pin Zn–Cu có suất điện động chuẩn 1,10 V. Nếu thay điện cực Zn bằng điện cực Fe ($E^\circ_{Fe^{2+}/Fe} = -0,44$ V), tính suất điện động chuẩn của pin Fe–Cu.

Bài 22. Điện phân dung dịch $NaCl$ có màng ngăn với cường độ dòng điện 10 A trong 1 giờ. Tính khối lượng $NaOH$ thu được.

Bài 23. Cho 13 gam Zn vào dung dịch $CuSO_4$ dư. Tính khối lượng Cu thu được.

Bài 24. Điện phân nóng chảy 10,2 kg $Al_2O_3$. Tính khối lượng Al thu được, biết hiệu suất phản ứng là 90%.

Bài 25. Một pin điện hóa gồm hai điện cực Mg ($E^\circ_{Mg^{2+}/Mg} = -2,37$ V) và Ag ($E^\circ_{Ag^+/Ag} = +0,80$ V). Tính suất điện động chuẩn của pin và xác định cực âm.

Bài 26. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ 0,5 M (thể tích 200 mL) với điện cực trơ, cường độ dòng điện 2 A. Tính thời gian để $CuSO_4$ điện phân hết.

Bài 27. Hỗn hợp X gồm Cu và Zn. Cho 12,9 gam X vào dung dịch $HCl$ dư, thu được 2,48 lít $H_2$ (đkc). Tính phần trăm khối lượng Cu trong X.

Bài 28. Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol $CuSO_4$ và 0,1 mol $NaCl$ với điện cực trơ đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực. Tính thể tích khí thoát ra ở anode (đkc) và khối lượng Cu bám ở cathode.

Đáp án

Bài 1. Sơ đồ: $(-) , Zn ,|, Zn^{2+} ,||, Cu^{2+} ,|, Cu , (+)$. Cực âm: Zn; cực dương: Cu.

Bài 2. $E^\circ_{pin} = 0,34 - (-0,76) = 1,10$ V.

Bài 3. Quá trình oxi hóa: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e$.

Bài 4. Cathode: $Cu^{2+} + 2e \rightarrow Cu$; Anode: $2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e$.

Bài 5. $2NaCl + 2H_2O \xrightarrow[\text{có màng ngăn}]{\text{điện phân}} 2NaOH + Cl_2 + H_2$.

Bài 6. $2Al_2O_3 \xrightarrow[\text{cryolite}]{\text{điện phân nóng chảy}} 4Al + 3O_2$.

Bài 7. Mạ điện; luyện kim (điều chế Al, Na, …); điều chế $Cl_2$, $NaOH$.

Bài 8. $m = \dfrac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ ($F = 96,500$ C/mol).

Bài 9. $m = \dfrac{64 \times 2 \times 4,825}{2 \times 96,500} = 3,2$ gam.

Bài 10. Ag.

Bài 11. Hóa năng thành điện năng.

Bài 12. Zn^{2+} < Fe^{2+} < Cu^{2+}.

Bài 13. Al.

Bài 14. $H_2$. Trong dung dịch nước, $Mg^{2+}$ khó bị khử hơn $H_2O$ nên $H_2O$ bị khử: $2H_2O + 2e \rightarrow H_2 + 2OH^-$.

Bài 15. $Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$.

Bài 16. Điện phân nóng chảy: ion kim loại trực tiếp bị khử ở cathode (ví dụ $Na^+ \rightarrow Na$). Điện phân dung dịch: có sự cạnh tranh với $H_2O$ (ion kim loại hoạt động mạnh không bị khử, $H_2O$ bị khử thay).

Bài 17. $n_e = 3 \times 9,650 : 96,500 = 0,3$ mol → $n_{Cl_2} = 0,15$ mol → $V = 3,72$ lít.

Bài 18. Fe (vì E^\circ_{Fe^{2+}/Fe} < E^\circ_{Cu^{2+}/Cu}).

Bài 19. $m = \dfrac{64 \times 5 \times 3,860}{2 \times 96,500} = 6,4$ gam.

Bài 20. $n_{Ag^+} = 0,3 \times 1 = 0,3$ mol → $n_e = 0,3$ mol → $n_{O_2} = 0,075$ mol → $V = 1,86$ lít.

Bài 21. $E^\circ_{pin} = 0,34 - (-0,44) = 0,78$ V.

Bài 22. $n_e = 10 \times 3,600 : 96,500 = 0,373$ mol → $n_{NaOH} = 0,373$ mol → $m = 0,373 \times 40 = 14,92$ gam.

Bài 23. $n_{Zn} = 13 : 65 = 0,2$ mol → $n_{Cu} = 0,2$ mol → $m = 12,8$ gam.

Bài 24. $n_{Al_2O_3} = 10,200 : 102 = 100$ mol → $n_{Al\ (lý\ thuyết)} = 200$ mol → $m_{lý\ thuyết} = 5,4$ kg → $m_{thực\ tế} = 5,4 \times 0,9 = 4,86$ kg.

Bài 25. $E^\circ_{pin} = 0,80 - (-2,37) = 3,17$ V; cực âm là Mg.

Bài 26. $n_{CuSO_4} = 0,2 \times 0,5 = 0,1$ mol → $n_e = 0,2$ mol → $t = 0,2 \times 96,500 : 2 = 9,650$ s.

Bài 27. $n_{H_2} = 2,48 : 24,8 = 0,1$ mol. Chỉ Zn tác dụng với $HCl$: $n_{Zn} = 0,1$ mol → $m_{Zn} = 6,5$ gam → % Cu $= (12,9 - 6,5) : 12,9 = 49,61$.

Bài 28. Cathode: $Cu^{2+} + 2e \rightarrow Cu$ → $m_{Cu} = 0,1 \times 64 = 6,4$ gam. Anode: $2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e$ → $n_{Cl_2} = 0,1 : 2 = 0,05$ mol → $V = 1,24$ lít. Sau đó nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực.