Phản ứng điện Phân Mgcl2 Nóng Chảy là một quá trình quan trọng trong hóa học, thuộc loại phản ứng oxi hóa khử. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều chế magie kim loại và khí clo.
Phản Ứng Điện Phân MgCl2 Nóng Chảy
Phương trình phản ứng:
MgCl2 (dpnc) → Mg + Cl2↑
Điều kiện phản ứng:
- Điện phân nóng chảy (dpnc) MgCl2.
- Nhiệt độ cao để duy trì trạng thái nóng chảy của MgCl2.
Cách thực hiện:
Điện phân muối MgCl2 ở trạng thái nóng chảy trong thiết bị điện phân chuyên dụng.
Hiện tượng nhận biết:
- Kim loại magie (Mg) màu trắng bạc tạo thành ở cực âm (catot).
- Khí clo (Cl2) màu vàng lục, mùi xốc thoát ra ở cực dương (anot).
Giải thích quá trình điện phân:
-
Phân ly: Khi MgCl2 nóng chảy, nó phân ly thành các ion:
MgCl2 (l) → Mg2+ (l) + 2Cl- (l)
-
Phản ứng ở catot (cực âm): Ion Mg2+ di chuyển về catot, nhận 2 electron và bị khử thành kim loại magie:
Mg2+ + 2e- → Mg
-
Phản ứng ở anot (cực dương): Ion Cl- di chuyển về anot, nhường electron và bị oxi hóa thành khí clo:
2Cl- → Cl2 + 2e-
Ứng dụng của phản ứng điện phân MgCl2 nóng chảy:
- Sản xuất magie kim loại: Đây là phương pháp chính để điều chế magie ở quy mô công nghiệp. Magie được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất hợp kim nhẹ, vật liệu chịu lửa và trong ngành công nghiệp hóa chất.
- Sản xuất khí clo: Khí clo thu được là một sản phẩm phụ quan trọng, được sử dụng trong sản xuất chất tẩy trắng, khử trùng nước và trong nhiều quy trình công nghiệp khác.
Ví Dụ Minh Họa và Bài Tập Vận Dụng
Ví dụ 1: Phương pháp nào sau đây được sử dụng để sản xuất kim loại Mg?
A. Điện phân nóng chảy MgCl2.
B. Điện phân dung dịch MgCl2.
C. Cho kim loại K tác dụng với dung dịch MgCl2.
D. Nhiệt phân MgCl2.
Hướng dẫn giải:
Phương pháp điện phân nóng chảy được sử dụng để điều chế các kim loại có tính khử mạnh như Mg.
Đáp án A.
Ví dụ 2: Điện phân nóng chảy 19 gam MgCl2, thu được V lít khí Cl2 (đktc). Giá trị của V là:
A. 2,24 lít.
B. 4,48 lít.
C. 6,72 lít.
D. 8,96 lít.
Hướng dẫn giải:
- Số mol MgCl2 = 19/95 = 0,2 mol
- Theo phương trình phản ứng: MgCl2 (dpnc) → Mg + Cl2
1 mol MgCl2 tạo ra 1 mol Cl2 - Vậy 0,2 mol MgCl2 tạo ra 0,2 mol Cl2
- Thể tích khí Cl2 = 0,2 * 22,4 = 4,48 lít
Đáp án B.
Ví dụ 3: Trong quá trình điện phân MgCl2 nóng chảy, cực nào xảy ra quá trình oxi hóa?
A. Catot (cực âm).
B. Anot (cực dương).
C. Cả catot và anot.
D. Không cực nào.
Hướng dẫn giải:
Quá trình oxi hóa xảy ra ở anot, nơi ion Cl- nhường electron để tạo thành khí Cl2.
Đáp án B.
Lưu Ý Quan Trọng
- Điện phân nóng chảy khác với điện phân dung dịch. Trong điện phân dung dịch, nước cũng tham gia vào quá trình điện phân, có thể làm thay đổi sản phẩm thu được.
- Phản ứng điện phân MgCl2 nóng chảy đòi hỏi nhiệt độ cao, do đó cần thiết bị chuyên dụng và tiêu tốn năng lượng.
- Khí clo sinh ra là một chất độc, cần được xử lý cẩn thận để tránh gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
