Phản ứng điện Phân Nóng Chảy Cacl2 là một quá trình quan trọng trong hóa học, thuộc loại phản ứng oxi hóa khử. Quá trình này tạo ra canxi kim loại (Ca) và khí clo (Cl2). Dưới đây là thông tin chi tiết và các ứng dụng liên quan.
Phương trình điện phân nóng chảy CaCl2
Phương trình hóa học của phản ứng điện phân nóng chảy CaCl2 được biểu diễn như sau:
CaCl2 (dpnc) → Ca + Cl2↑
Lập phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron
Để hiểu rõ hơn về quá trình này, chúng ta có thể xem xét cách lập phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron.
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa, chất khử:
Alt: Quá trình thay đổi số oxi hóa của canxi (Ca) và clo (Cl) trong phản ứng điện phân nóng chảy canxi clorua (CaCl2).
Ca+2Cl-1 → Ca0 + Cl20
CaCl2 vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử
- Quá trình oxi hóa: 2Cl-1 → Cl20 + 2e
- Quá trình khử: Ca+2 + 2e → Ca0
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa
1 × 2Cl-1 → Cl20 + 2e
1 × Ca+2 + 2e → Ca0
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
CaCl2 (dpnc) → Ca + Cl2↑
Điều kiện để điện phân nóng chảy CaCl2
Để phản ứng điện phân nóng chảy CaCl2 xảy ra hiệu quả, cần tuân thủ các điều kiện sau:
- Phản ứng diễn ra trong bình điện phân có điện cực trơ.
- Anot (+) là nơi xảy ra quá trình oxi hóa, catot (-) là nơi xảy ra quá trình khử.
- CaCl2 phải ở trạng thái khan (không chứa nước).
Hiện tượng phản ứng
Trong quá trình điện phân CaCl2 nóng chảy, quan sát được các hiện tượng sau:
- Chất rắn màu trắng (Ca) xuất hiện.
- Khí màu vàng lục, mùi hắc (Cl2) thoát ra.
Ứng dụng của muối clorua (CaCl2 và các loại khác)
Muối clorua, bao gồm CaCl2, có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp:
- NaCl (muối ăn): Sử dụng trong thực phẩm, bảo quản, và là nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất.
- KCl: Dùng làm phân kali trong nông nghiệp.
- ZnCl2: Chống mục gỗ.
- AlCl3: Chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ.
- CaCl2: Dùng trừ sâu bệnh trong nông nghiệp và sản xuất vật liệu xây dựng.
Alt: Các ứng dụng đa dạng của canxi clorua (CaCl2) trong các ngành công nghiệp và đời sống hàng ngày.
Nhận biết ion clorua
Để nhận biết ion clorua (Cl-), người ta thường dùng dung dịch AgNO3. Phản ứng tạo ra kết tủa trắng AgCl không tan trong axit mạnh.
Phương trình hóa học minh họa:
AgNO3 + CaCl2 → AgCl↓ + Ca(NO3)2
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3
Bài tập vận dụng liên quan đến CaCl2 và muối clorua
Câu 1: Trong tự nhiên muối sodium chloride có nhiều trong
A. Nước mưa
B. Nước sông
C. Nước giếng
D. Nước biển
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
NaCl có nhiều trong tự nhiên, dưới dạng hòa tan trong nước biển.
Câu 2: Hòa tan 14,625 gam NaCl vào nước thu được 200 ml dung dịch. Dung dịch tạo thành có nồng độ mol là
A. 0,75M
B. 1,12M
C. 0,50M
D. 1,25M
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
200 ml = 0,2 lít
Số mol của NaCl là: nNaCl = 14,625 / 58,5 = 0,25 mol
Nồng độ mol dung dịch tạo thành là: CM = n / V = 0,25 / 0,2 = 1,25M
Câu 3: Muối nào có thể điều chế bằng phản ứng của dung dịch muối carbonate với dung dịch hydrochloric acid?
A. KNO3
B. ZnSO4
C. CaCO3
D. CaCl2
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Muối có thể điều chế bằng phản ứng của dung dịch muối carbonate với dung dịch hydrochloric acid là CaCl2.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Câu 4: Hoà tan 40 gam muối ăn vào 160 gam nước thu được dung dịch có nồng độ là
A. 10%
B. 15%
C. 20%
D. 25%
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Nồng độ dung dịch thu được là:
C% = (mct / mdd) . 100% = (40 / (40 + 160)) . 100% = 20%
Câu 5: Hòa tan hết CaCO3 cần vừa đủ 100 ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu được khối lượng muối là
A. 8,6 gam
B. 9,8 gam
C. 10,2 gam
D. 11,1 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Số mol HCl là: nHCl = 0,2 mol
Phương trình phản ứng:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
0,2 0,1 (mol)
Theo phương trình phản ứng ta có: nCaCl2 = 0,1 mol
Khối lượng CaCl2 là: mCaCl2 = 0,1 . 111 = 11,1 gam.
Câu 6: Phương trình hóa học nào sau đây đúng?
A. CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO + H2O
B. CaCO3 + HCl → CaO + Cl2 + H2O
C. CaCO3 + HCl → Ca(OH)2 + CO2 + HCl
D. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Phương trình hóa học viết đúng là: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Câu 7: Nếu chỉ dùng dung dịch KOH thì có thể phân biệt được hai chất trong mỗi cặp chất nào sau đây?
A. Dung dịch K2SO4 và dung dịch BaCl2
B. Dung dịch K2SO4 và dung dịch KCl
C. Dung dịch K2SO4 và dung dịch Fe2(SO4)3
D. Dung dịch K2SO4 và dung dịch K2CO3
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Khi cho KOH vào hai dung dịch:
- Chỉ Fe2(SO4)3 xuất hiện kết tủa nâu đỏ
Phương trình phản ứng:
6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 ↓ + 3K2SO4
- K2SO4 không có hiện tượng.
Câu 8: Hãy cho biết muối nào có thể điều chế bằng phản ứng của kim loại với dung dịch axit HCl loãng?
A. CaCl2
B. ZnCl2
C. NaCl
D. CuCl2
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Phương trình phản ứng:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
Chú ý: Cu không phản ứng với HCl loãng nên không điều chế CuCl2 bằng cách này.
Câu 9: Trộn 33,6 gam KOH với dung dịch FeCl3 dư, sau phản ứng thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 20,6 gam
B. 21,4 gam
C. 22,2 gam
D. 23,6 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Số mol KOH là: nKOH = 0,6 mol
Phương trình phản ứng:
3KOH + FeCl3 → Fe(OH)3 + 3KCl
0,6 0,2 (mol)
Số mol Fe(OH)3 là: nFe(OH)3 = 0,2 mol
Vậy khối lượng Fe(OH)3 là: m = 0,2 . 107 = 21,4 gam.
Câu 10: Dung dịch tác dụng được với Fe(NO3)2 và CuCl2 là
A. Dung dịch AgNO3
B. Dung dịch HCl
C. Dung dịch BaCl2
D. Dung dịch NaOH
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Dung dịch tác dụng được với Fe(NO3)2 và CuCl2 là dung dịch NaOH.
Phương trình phản ứng:
Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaNO3
CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan và chi tiết về quá trình điện phân nóng chảy CaCl2, các ứng dụng liên quan và các bài tập vận dụng.
