Một học sinh tiến hành điện phân dung dịch NaCl trong phòng thí nghiệm như sau: Chuẩn bị Hoá chất: dung dịch NaCl bão hoà, cánh hoa màu hồng, dung dịch phenolphtalein. Dụng cụ: nguồn điện một
22/28
Một học sinh tiến hành điện phân dung dịch NaCl trong phòng thí nghiệm như sau:
Chuẩn bị Hoá chất: dung dịch NaCl bão hoà, cánh hoa màu hồng, dung dịch phenolphtalein. Dụng cụ: nguồn điện một chiều (3 - 6 vôn), cốc thuỷ tinh 100 mL, hai điện cực than chì, dây dẫn, kẹp kim loại.
| Tiến hành Bước 1: Lắp thiết bị thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ như hình dưới:
Bước 2: Rót khoảng 80 mL dung dịch NaCl bão hòa vào cốc rồi nhúng hai điện cực than chì vào dung dịch. Bước 3: Nối hai điện cực than chì với hai cực của nguồn điện và tiến hành điện phân trong khoảng 5 phút. Bước 4: Cho một mẩu cánh hoa màu hồng vào cốc chứa khoảng 5 mL dung dịch sau điện phân. |
Sau bước 4, cánh hoa màu hồng bị mất màu do dung dịch thu được là nước Javel có tính tẩy màu.
Nếu thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein vào cốc khi tiến hành điện phân ở bước 3, màu của dung dịch tại khu vực xung quanh cực âm (cathode) sẽ chuyển sang màu hồng.
Việc đậy nắp cốc trong quá trình điện phân chủ yếu nhằm mục đích duy trì nồng độ NaCl bão hòa để tốc độ phản ứng không bị giảm theo thời gian.
Ở bước 3, tại cực dương (anode) xảy ra quá trình oxi hóa ion Cl⁻, giải phóng khí chlorine (Cl₂) nên có hiện tượng sủi bọt khí.
a) Đúng.
Khi điện phân dung dịch NaCl bão hòa, tại anode xảy ra quá trình oxi hóa ion chloride:
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e
Tại cathode, nước bị khử tạo OH⁻:
2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻
Trong dung dịch có Na⁺ và OH⁻ tạo NaOH. Khí Cl₂ sinh ra có thể phản ứng với NaOH tạo nước Javel:
Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O
NaClO có tính oxi hóa mạnh, có khả năng tẩy màu. Vì vậy cánh hoa màu hồng bị mất màu.
b) Đúng.
Ở cathode, nước bị khử tạo ion OH⁻:
2H₂O + 2e → H₂ + 2OH⁻
Vùng gần cực âm có môi trường base. Phenolphthalein chuyển sang màu hồng trong môi trường base, nên dung dịch quanh cathode chuyển màu hồng.
c) Sai.
Việc đậy nắp cốc không phải chủ yếu để duy trì nồng độ NaCl bão hòa.
Mục đích chính là hạn chế khí chlorine Cl₂ thoát ra ngoài, giảm nguy hiểm và giúp Cl₂ tiếp xúc với dung dịch để tạo chất có tính tẩy màu.
d) Đúng.
Ở anode, ion Cl⁻ bị oxi hóa tạo khí chlorine:
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e
Do có khí Cl₂ thoát ra nên quan sát thấy hiện tượng sủi bọt khí ở cực dương.