Bài tập điện hóa học - Bồi dưỡng học sinh giỏi 1

Bài tập điện hóa học – Bồi dưỡng học sinh giỏi

Việc sưu tầm, xây dựng hệ thống các dạng bài tập điện hóa học phù hợp và hiệu quả để phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi là điều rất cần thiết để từ đó củng cố, mở rộng kiến thức, tăng khả năng vận dụng, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.

Khái niệm Điện hóa

Điện hóa là tên gọi một lĩnh vực trong hóa học nghiên cứu về mối liên hệ giữa các quá trình hóa học và dòng điện. Một phản ứng hóa học xảy ra khi có dòng điện chạy qua, hay qua phản ứng hóa học có một hiệu điện thế, đây là những quá trình điện hóa. Trong các quá trình này luôn tồn tại đồng thời hai hiện tượng: ôxi hóa và ôxi hóa khử (phản ứng ôxi hóa khử.

Bài tập điện hóa học - Bồi dưỡng học sinh giỏi 2

Ứng dụng điện hóa

  • Trong sản xuất các kim loại như kali, nhôm,… hay các halogen như clo, flo,… qua điện phân
  • Sản xuất các nguồn điện di động như pin, ắc quy, tế bào nhiên liệu,…
  • Phân tích các chất hóa học trong hóa phân tích, ví dụ trong phương pháp cực phổ
  • Kỹ thuật mạ điện

Cơ sở hóa học

Trong các ôxít kim loại có liên kết ion, ví dụ CaO thì Ca cho e-, chất bị ôxi hóa và O nhận e-, chất ôxi hóa hay chất bị ôxi hóa khử, các quá trình:

  • Ôxi hóa: Ca → Ca2+ + 2e
  • Ôxi hóa khử: O + 2e → O2-
  • Phản ứng ôxi hóa khử: Ca + O → Ca2+ + O2-

Khi mở rộng các khái niệm này ra, quá trình ôxi hóa: chất A cho ne thành An+, quá trình ôxi hóa khử: chất B nhận ne- thành Bn-, phản ứng ôxi hóa khử A + B → An+ + Bn-; khi A và B đều là kim loại thì có phản ứng ôxi hóa khử An+ + B → A + Bn+.

Nếu phản ứng này là liên tục thì có 1 dòng chuyển động của ne- hay 1 dòng điện giữa A và B

Nếu các ion này có mặt trong 1 điện trường thì dưới tác dụng của lực tĩnh điện, các ion có điện tích âm sẽ di chuyển và tụ lại trên cực dương anôt, còn ion dương thì về cực âm catôt

Các dạng bài tập điện hóa học

Bài 1

Dung dịch CH3COOH 0,001028N ở 250C có độ dẫn điện đương lượng 48,18 cm2.dlg.Ω-1,độ dẫn điện đương lượng của acid này khi pha loãng vô cùng ở cùng nhiệt độ là 390,6 cm2.dlg.Ω-1. Tính độ điện li α và hằng số phân li acid.

Giải:

Ta có: α= = =0,1233

Ka  = (CA.α2)/(λ ∞(λ ∞-λ))
= (0,001018.48,182)/ (390,6(390,6-48,18))
= 1,78.10-5

Bài 2

Tính hằng số cân bằng của phản ứng : Sn + Pb2+ ==> Pb + Sn2+

Biết : E0Sn /Sn = -1,140V, E0Pb /Pb = -0,126V

Giải:

Sn + Pb2+ ==> Pb + Sn2+

Ta có: E0=E0Pb /Pb – E0Sn /Sn = -0,126-(0,14)=0,014 (V)

Mà: E0 = RTlnKcb = .lnKcb
==> Kcb = 10 ^[(2Fo)/0,059]
==> Kcb = 2,98

Bài 3

Sức điện động của pin: (-)Cd|CdCl2. H20 (dd bão hòa)|AgCl|Ag(+) ở 25oC là 0,67533V, hệ số nhiệt độ là -6,5.10-4 v/độ. Tính ∆G,∆S,∆H của phản ứng ở 25oC.

Giải:

Cd + 2Ag==> 2Ag + Cd2+

Ta có:

∆G= -nEF = -2*0,67533*23060= -31150 (Cal)
∆S= nF = 2.2360.(-6,5.10-4)= -29,97Ca/độ
∆H= ∆G + T∆S= -31150 +298(-30) = -40090J

Bài 4

Người ta nhúng các điện cực Pt dạng đĩa có đường kính 1,34cm vào bình đo dẫn điện.khoảng cách giữa hai điện cực là 1,72cm. Bình đổ đầy dung dịch NaNO3 0,05N. Hiệu điện thế giữa hai điện cực là 0,5 V, dòng xoay chiều qua bình đo là 1,85 mA. Tìm độ dẫn điện riêng x và độ dẫn điện đương lượng λ của dung dịch.

Giải:

S=(1,34/2)2.3,14=1,41cm2
R= = .0.5=270,27 Ω
Mà :
R= ρ ==>ρ =R =(270,27.1,41) =221,55
==>x = 4,51.10-3cm-1-1
λ = .1000 = (4,51.10-3.1000) = 90,26 (cm2.dlg.Ω-1)

Bài 5

Một bình đo độ dẫn được chuẩn theo dung dịch KCl 0,02N (x=0,002768 cm-1-1) điện trở của bình đo được ở 25oC là 457,3Ω. Sau đó,nạp dung dịch CaCl2 chứa 0,555 CaCl2 trong một lít vào bình. Điện trở đo được là 1050Ω. Tính:

  1. Dung tích của bình
  2. Độ dẫn điện riêng của dung dịch CaCl2
  3. Độ dẫn điện đương lượng của dung dịch CaCl2 ở nồng độ này.

Giải:

a. Dung tích của bình

==> X.R = 0,002768.457,3 = 1,266 cm-1

b. Độ dẫn điện riêng của dung dịch CaCl2

XCaCl =1 ,206.10-3 (cm-1-1)

c. Độ dẫn điện đương lượng của dung dịch CaCl2 ở nồng độ này.

λ =1000
ĐCaCl = 55,5 : V= 1
⇒ C= 0,01 N
⇒ λ CaCl = 120,6 (cm-1.dlg.Ω-1)

Bài 6

Tính suất điện động của nguyên tố sau ở 25oC (-)Zn|ZnCl2(0,005)||CdCl2(2M)|Cd(+) Biết ϕ Cd2+ /Cd = -0,402 V
E0Pb2+ /Pb = -0,126 V

Giải:

(-)Zn|ZnCl2(0,005)M||CdCl2(2M)|Cd(+)

Ta có :

lnaCd2+
ϕ 0Cd2+ /Cd + lg(2.0,044) = -0,433 (V)
ϕ Zn2+ /Zn = ϕ 0Zn2+ /Zn + RT lg(0,005.0,789) = -0,893 (V) E=
ϕ Cd2+ /Cd – ϕ Zn2+ /Zn = 0,4 (V)

XEM THÊM:

Categories

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *