Bài 5 trang 213 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

Bài 5

a) Cho một ít bột sắt vào dung dịch đồng (II) sunfat, nhận thấy màu xanh của dung dịch nhạt dần. Nhưng cho một ít bột đồng vào dung dịch sắt (III) sunfat nhận thấy màu vàng nâu của dung dịch nhạt dần và sau đó lại có màu xanh. Hãy giải thích hiện tượng và viết các phương trình hóa học.

b) Điện phân dung dịch đồng(II) sunfat bằng các điện cực trơ (graphit), nhận thấy màu xanh của dung dịch nhạt dần cho đến không màu. Khi thay các điện cực graphit bằng các điện cực đồng , nhận thấy màu xanh của dung dịch hầu như không thay đổi. Hãy giải thích các hiện tượng và viết các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

a)+ Màu xanh của dung dịch \(CuS{O_4}\) nhạt dần

\(Fe + CuS{O_4}\buildrel {} \over
\longrightarrow FeS{O_4} + Cu \downarrow \) 

+ Màu vàng của dung dịch \(F{e_2}{(S{O_4})_3}\) nhạt dần, \(CuS{O_4}\) sinh ra làm cho dung dịch có màu xanh

\(Cu + F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow CuS{O_4} + 2FeS{O_4}\)

b)+ Với điện cực trơ(graphit)

- Ở catot \(C{u^{2 + }}\) bị khử thành \(Cu\): \(C{u^{2 + }} + 2e \to Cu\)

- Ở anot \({H_2}O\) bị oxi hóa: \(2{H_2}O - 4e \to 4{H^ + } + {O_2}\)

\(2CuS{O_4} + 2{H_2}O\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow 2Cu + 2{H_2}S{O_4} + {O_2}\) 

Trong quá trình điệp phân hàm lượng \(CuS{O_4}\) mất dần đi nên màu xanh của dung dịch nhạt dần.

+ Với điện cực \(Cu\). Điện cực \(Cu\) bị tan ( hiện tượng dương cực tan).

- Ở catot \(C{u^{2 + }}\) bị khử thành \(Cu\): \(2{H_2}O - 4e \to 4{H^ + } + {O_2}\)

- Ở anot \(Cu\) bị oxi hóa thành \(C{u^{2 + }}\) : \(Cu - 2e \to C{u^{2 + }}\) 

\(Cu + C{u^{2 + }}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow C{u^{2 + }} + Cu.\)

Như vậy hàm lượng \(C{u^{2 + }}\) ở catot mất đi được bù đắp lại ở điện cực

 Màu xanh của dung dịch hầu như không thay đổi.