Giải Hoạt động trang 81 SGK Hoá học 12

Lời giải

a) Quá trình xảy ra ở mỗi điện cực

Khi điện phân, các cation bị hút về cathode (cực âm) và bị khử; các anion bị hút về anode (cực dương) và bị oxi hoá.

*Ở cathode (−):* có các tiểu phân $Na^+$ và $H_2O$. Ion $Na^+$ là ion của kim loại hoạt động mạnh nên không bị khử trong dung dịch (vẫn tồn tại trong dung dịch); nước bị khử tạo khí $H_2$ (đúng với sản phẩm đề cho).

Quá trình khử ở cathode:
$$2H_2O + 2e \rightarrow H_2\uparrow + 2OH^-$$

*Ở anode (+):* có các tiểu phân $Cl^-$ và $H_2O$. Vì là dung dịch NaCl bão hoà nên $Cl^-$ bị oxi hoá tạo khí $Cl_2$ (đúng với sản phẩm đề cho).

Quá trình oxi hoá ở anode:
$$2Cl^- \rightarrow Cl_2\uparrow + 2e$$

b) Phương trình hoá học của phản ứng điện phân

Cộng hai quá trình điện cực (cân bằng số electron cho – nhận) ta được phương trình điện phân:
$$2NaCl + 2H_2O \xrightarrow{\text{điện phân có màng ngăn}} 2NaOH + H_2\uparrow + Cl_2\uparrow$$

Dung dịch sau điện phân (ở khu vực cathode) chứa NaOH; các khí thu được là $H_2$ (ở cathode) và $Cl_2$ (ở anode).

c) Phản ứng khi sản phẩm hai điện cực khuếch tán vào nhau

Nếu không có màng ngăn, khí $Cl_2$ sinh ra ở anode khuếch tán sang và gặp dung dịch $NaOH$ (tạo ra từ ion $OH^-$ ở cathode) sẽ xảy ra phản ứng:
$$Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$$

Phản ứng này làm giảm lượng NaOH và $Cl_2$ thu được (tạo nước Javel), nên trong thực tế người ta phải dùng màng ngăn xốp để ngăn sản phẩm ở hai điện cực khuếch tán, trộn lẫn vào nhau.

Đáp số