Giải Hóa học 12 trang 79
Lời giải chi tiết SGK Lớp 12 · Môn HĂ³a Há»c · Trang 79–80
Lưu ý nhỏ trước khi bắt đầu: số trang in trên ảnh là 77 và 78 nhé. Mình sẽ giải đúng theo nội dung có trong hai trang ảnh này.
Trang 77 – Phần kết bài "Pin điện hoá"
Em có biết
Phần này giới thiệu hai loại pin quen thuộc:
| Loại pin | Đặc điểm | Ưu điểm | Nhược điểm |
|---|---|---|---|
| Pin lithium-ion | Pin sạc, dùng trong laptop, điện thoại, máy quay, xe điện... | Nhẹ, nhỏ gọn, bền, mật độ năng lượng cao, sạc nhanh, sạc mọi thời điểm | Giá thành cao, dễ hư do nhiệt, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ |
| Pin khô | Pin sơ cấp (không sạc được), dùng trong điều khiển, máy ảnh, đồ chơi... | Năng lượng ổn định, giá rẻ, hợp thiết bị di động | Điện áp thấp, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường |
Bài 7: Phân loại pin trong gia đình và đề xuất cách thu gom, xử lí
Đề bài: Phân loại các loại pin sử dụng trong gia đình và đề xuất cách thu gom, xử lí khi hết hạn sử dụng để bảo vệ môi trường.
Lời giải:
Phân loại pin trong gia đình theo khả năng sạc lại:
- Pin sơ cấp (không sạc lại được): pin khô (pin tiểu AA, AAA dùng cho điều khiển, đồng hồ, đồ chơi), pin cúc áo (pin đồng hồ, máy tính bỏ túi).
- Pin thứ cấp (sạc lại được): pin lithium-ion (điện thoại, laptop), acquy (xe máy, ô tô, UPS), pin sạc NiMH.
Đề xuất cách thu gom và xử lí:
- Không vứt pin chung với rác sinh hoạt, vì pin chứa kim loại nặng (chì, thuỷ ngân, cadmium...) gây ô nhiễm đất và nguồn nước.
- Thu gom riêng pin đã hết hạn vào hộp/thùng chứa chuyên dụng, để nơi khô ráo.
- Mang pin đến các điểm thu gom pin cũ (siêu thị, trường học, nhà sản xuất) để chuyển cho cơ sở tái chế hoặc xử lí đúng quy định.
- Với pin lithium-ion và acquy: ưu tiên đưa về nơi tái chế để thu hồi kim loại quý và giảm rác thải nguy hại.
Lý do: Pin chứa hoá chất độc hại, nếu thải bừa bãi sẽ rò rỉ ra môi trường, ảnh hưởng sức khoẻ con người và hệ sinh thái. Thu gom, tái chế đúng cách vừa bảo vệ môi trường vừa tận dụng được tài nguyên.
Em đã học (tóm tắt lý thuyết)
- Cặp oxi hoá – khử của kim loại: là dạng oxi hoá và dạng khử tương ứng của một nguyên tố kim loại.
- Thế điện cực chuẩn: đánh giá khả năng oxi hoá của dạng oxi hoá và khả năng khử của dạng khử. Thế càng cao thì dạng oxi hoá càng mạnh, dạng khử càng yếu (và ngược lại).
- Chiều phản ứng giữa hai cặp oxi hoá – khử: chất khử của cặp có thế thấp tác dụng với chất oxi hoá của cặp có thế cao.
- Pin điện hoá: thiết bị chuyển hoá năng của phản ứng oxi hoá – khử thành dòng điện.
- Pin Galvani: gồm hai điện cực, mỗi điện cực ứng với một cặp oxi hoá – khử, nối với nhau qua cầu muối.
- Khi pin hoạt động: anode (cực âm) xảy ra oxi hoá; cathode (cực dương) xảy ra khử.
- Sức điện động chuẩn của pin:
$$E^\circ_{pin} = E^\circ_{cathode} - E^\circ_{anode}$$
Trang 78 – Bài 16: ĐIỆN PHÂN
Mục tiêu của bài
- Trình bày nguyên tắc (thứ tự) điện phân dung dịch và điện phân nóng chảy.
- Thực hiện/quan sát thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO₄, dung dịch NaCl (tự chế nước Javel).
- Nêu ứng dụng của điện phân trong thực tiễn (mạ điện, tinh chế kim loại).
- Trình bày giai đoạn điện phân Al₂O₃ trong sản xuất nhôm, tinh luyện đồng bằng điện phân và mạ điện.
I. Hiện tượng điện phân – 1. Khái niệm
Quá trình điện phân NaCl nóng chảy gồm hai bước:
- Bước 1: Nung NaCl đến nóng chảy, thu được chất lỏng dẫn điện.
- Bước 2: Nhúng hai điện cực than chì vào NaCl nóng chảy, nối với nguồn điện một chiều (~7 V). Ion di chuyển về điện cực trái dấu: ở cực dương thoát khí Cl₂, ở cực âm tạo ra Na.
Định nghĩa: Điện phân là quá trình oxi hoá – khử xảy ra tại các điện cực khi có dòng điện một chiều với hiệu điện thế đủ lớn đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. Đây là phản ứng không tự xảy ra, phải nhờ điện năng.
Bài tập "Thực hiện các yêu cầu sau" (Hình 16.1 – Điện phân NaCl nóng chảy)
Câu 1: Viết phương trình phân li của NaCl ở bước 1
Khi nung nóng chảy, NaCl phân li thành ion:
$$NaCl \xrightarrow{\text{nóng chảy}} Na^+ + Cl^-$$
Giải thích: Ở trạng thái nóng chảy, mạng tinh thể ion bị phá vỡ, các ion Na⁺ và Cl⁻ trở nên linh động và có thể dẫn điện.
Câu 2: Viết quá trình xảy ra ở mỗi điện cực
Các ion di chuyển về điện cực trái dấu:
- Tại cực âm – cathode (ion Na⁺ bị hút về): xảy ra quá trình khử
$$Na^+ + 1e \rightarrow Na$$
- Tại cực dương – anode (ion Cl⁻ bị hút về): xảy ra quá trình oxi hoá
$$2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e$$
Giải thích: Cực âm nhận electron từ nguồn nên xảy ra khử (Na⁺ nhận e). Cực dương cho electron về nguồn nên xảy ra oxi hoá (Cl⁻ nhường e).
Câu 3: Viết phương trình hoá học của phản ứng điện phân
Nhân đôi quá trình khử để cân bằng electron rồi cộng hai quá trình:
- Khử (×2): $2Na^+ + 2e \rightarrow 2Na$
- Oxi hoá: $2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e$
Phương trình tổng:
$$2NaCl \xrightarrow{\text{đpnc}} 2Na + Cl_2 \uparrow$$
(đpnc = điện phân nóng chảy)
Giải thích: Tổng số electron cho ở anode bằng số electron nhận ở cathode (2e), nên phản ứng được cân bằng. Sản phẩm là kim loại Na (ở cực âm) và khí Cl₂ (ở cực dương), đúng như mô tả trong thí nghiệm.
Nếu bạn cần mình giải tiếp đúng trang 79 – 80 (phần điện phân dung dịch, các câu hỏi tiếp theo), bạn gửi thêm ảnh hai trang đó nhé, vì hai ảnh hiện tại là trang 77 – 78.