Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm HCl và $CuSO_{4}$ có cùng nồng độ. Các chất được tạo ra đầu tiên ở anode và ở cathode lần lượt là
$Cl_{2}$ và $H_{2}$.
$Cl_{2}$ và Cu.
$O_{2}$ và Cu.
$O_{2}$ và $H_{2}$.
Phương pháp giải
Viết các phản ứng xảy ra tại anode và cathode khi điện phân dung dịch chứa hỗn hợp HCl và $CuSO_4$
Lời giải chi tiết
Tại anode:
- Bản chất anode là quá trình oxy hóa, các ion âm (trong trường hợp này là $Cl^-$ và $SO_4^{2-}$) sẽ bị oxy hóa.
- $Cl^-$ sẽ bị oxy hóa thành khí $Cl_2$ theo phản ứng:
\[ 2Cl^- - 2e \rightarrow Cl_2 \]
=> $Cl_2$ được tạo ra tại anode.
Tại cathode:
- Bản chất cathode là quá trình khử, các ion dương sẽ bị khử.
\[ Cu^{2+} + 2e \rightarrow Cu \]
=> Cu được tạo ra đầu tiên tại cathode.
Như vậy, sản phẩm đầu tiên được tạo ra tại anode là $Cl_2$ và tại cathode là Cu. Do đó, đáp án đúng là phương án B. $Cl_2$ và Cu.
Chú ý khi giải
Chú ý khi giải:
- Luôn cần nhớ rằng bản chất anode là quá trình oxy hóa và cathode là quá trình khử.
- So sánh thế điện cực tiêu chuẩn của các ion để xác định chất nào sẽ bị oxy hóa hoặc khử trước.
- Đối với bài toán này, $Cu^{2+}$ có thế khử cao hơn $H^+$ nên $Cu^{2+}$ sẽ bị khử trước. Tương tự, $Cl^-$ dễ bị oxy hóa hơn $SO_4^{2-}$ nên sẽ cho $Cl_2$ trước.
- Trong trường hợp hỗn hợp nhiều ion, cần xem xét đến sự ưu tiên điện phân dựa vào thế điện cực tiêu chuẩn của các ion trong dung dịch.