Câu 5.57 trang 44 Sách bài tập Hóa 12 NC Điện phân dung dịch...

Điện phân dung dịch $CdS{O_4}$ (các điện cực trơ) nhận thấy ở một điện cực có kim loại bám vào, ở điện cực còn lại có khí thoát ra.

a) Hãy cho biết phản ứng hoá học xảy ra ở các điện cực và viết phương trình hoá học của sự điện phân.

b) Trong điều kiện công nghiệp, người ta điện phân dung dịch $CdS{O_4}$ với cường độ dòng điện là 25 kA. Tính khối lượng kim loại Cd điều chế được sau 12 giờ. (M_Cd = 112,5 g/mol)

c) Tính thể tích khí (đktc) thu được ở điện cực còn lại.

Đáp án

a) Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình điện phân:

$\bullet$ Ở catot xảy ra sự khử các ion: $C{d^{2 + }}:C{d^{2 + }} + 2e \to Cd$

$\bullet$ Ở anot xảy ra sự oxi hoá các phân tử ${H_2}O$, giải phóng khí ${O_2}$:

$2{H_2}O \to 4{H^ + } + {O_2} + 4e$

$\bullet$ Phương trình hoá học của sự điện phân:

b) Khối lượng kim loại Cd điều chế được

${m_{Cd}} = {{112,{{5.25.10}^3}.12.3600} \over {2.96500}} = 629,{5.10^3}\left( g \right) = 629,5kg$

c) Thể tích khí oxi thu được ở anot:

Theo phương trình hoá học của sự điện phân: ${n_{{O_2}}} = {1 \over 2}{n_{Cd}}$

Thể tích khí oxi thu được ở anot:

${V_{{O_2}}} = {{22,4.629,{{5.10}^3}} \over {112,5.2}} = 62,{67.10^3}$(lít) = 62,67 ${m^3}.$