Cân bằng phản ứng CuO + HCl = H2O + CuCl2 (và phương trình CuCl2 + NaOH = Cu(OH)2 + NaCl)

CuCl2 là chất điện li mạnh, dễ tan trong nước, ion hóa trong dung dịch nước tạo ra Cu2 + và Cl-.

CuCl2=Cu2++2Cl－

Trước khi được cung cấp năng lượng, Cu2 + và Cl- chuyển động tự do trong nước; sau khi được cung cấp năng lượng, các ion chuyển động tự do này chuyển sang chuyển động có hướng dưới tác dụng của điện trường.

Cu2 + tích điện dương trong dung dịch di chuyển đến cực âm và các ion clorua mang điện tích âm di chuyển đến cực dương. Ở cực âm, các ion đồng nhận được electron và bị khử thành các nguyên tử đồng bao phủ bên ngoài cực âm; ở cực dương, các ion clorua mất điện tử và bị oxi hóa thành các nguyên tử clo, chúng kết hợp thành từng cặp để tạo thành phân tử clo, được giải phóng ra khỏi cực dương.

Cực âm: Cu2 ++ 2e－ = Cu

Cực dương: Cl －－ 2e－ = Cl2 ↑

Phương trình phản ứng hoá học của điện phân dung dịch CuCl2:

CuCl2 = Cu + Cl2 ↑ (điện phân)

Trong quá trình điện phân đồng clorua mô tả ở trên không thấy đề cập đến H + và OH- trong dung dịch, trên thực tế tuy có tồn tại H + và OH- nhỏ nhưng chúng không tham gia phản ứng thế điện cực. Tức là trong dung dịch đồng clorua, ngoài Cu2 + và Cl- còn có H + và OH-.

Trong quá trình điện phân, các ion di chuyển đến catot là Cu2 + và H +, vì ở điều kiện thí nghiệm như vậy thì Cu2 + dễ hơn. nhận electron hơn H +, Vậy Cu2 + nhận electron trên catot để kết tủa đồng kim loại. Các ion di chuyển đến anot là OH- và Cl-, vì trong điều kiện thí nghiệm như vậy, Cl- dễ mất electron hơn OH- nên Cl- mất electron trên anot sinh ra khí clo.

Hướng dẫn:

1.Quá trình cation nhận electron hoặc anion mất electron để giảm số điện tích mang theo của ion còn được gọi là sự phóng điện.

2. Các điện cực làm bằng than chì, vàng, bạch kim và các vật liệu có tính khử yếu khác được gọi là điện cực trơ, vì chúng không trải qua các phản ứng hóa học trong điều kiện cung cấp năng lượng bình thường.

Điện cực làm bằng sắt, kẽm, đồng, bạc và các vật liệu khác có tính khử mạnh còn được gọi là điện cực hoạt động, khi dùng làm cực dương của bình điện phân thì phản ứng oxi hóa xảy ra trước các chất khác.

3. Theo điều kiện điện phân chung, khi dung dịch nước chứa nhiều cation thì thứ tự phóng điện của chúng trên catot là: Ag +> Hg2 +> Fe3 +> Cu2 +> Pb2 +> Sn2 +> Fe2 +> Zn2 +> H +> Al3 +> Mg2 +> Na +> Ca2 +> K + ; khi dung dịch nước chứa nhiều anion, thứ tự phóng điện của chúng trên anot trơ là: S2-> I-> Br-> Cl-> OH-> gốc oxyacid> F-.

Các bước phân tích:

1. Phân tích thành phần của dung dịch nước điện phân, tìm tất cả các ion và chia chúng thành hai nhóm: Âm và Dương;

2. Dãy phóng điện lần lượt của anion và cation, viết công thức phản ứng điện cực ở hai cực;

3. Gộp hai phương trình phản ứng điện cực để thu được phương trình hóa học hoặc phương trình ion tổng của phản ứng điện phân.

Các phương trình phản ứng hóa học liên quan của Cu:

Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4
CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaCl
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O