TINGKTN 4 KIMI 6 ELEKTROLISIS Soalan Objektif 1 ntara yang berikut, yang manakah merupakan elektrolit? Larutan kuprum (II) sulfat Leburan naftalena Larutan glukosa Logam zink 2 alam rajah di bawah, bahan X menyalakan mentol dalam keadaan leburan. Pernyataan yang manakah paling baik menerangkan pemerhatian tersebut? X terdiri daripada ion-ion X terdiri daripada molekul-molekul X mempunyai ion-ion bebas bergerak X mempunyai ion-ion dalam kedudukan tetap 3 Seorang pelajar membina satu sel kimia menggunakan rod kuprum, rod zink, larutan kuprum (II) sulfat dan wayar penyambung. ntara yang berikut, yang manakah akan menjadi terminal positif? Rod kuprum Rod zink Wayar penyambung Larutan kuprum (II) sulfat X 4 Rajah di bawah menunjukkan susunan radas untuk menyadur satu sudu besi dengan argentum. Iron spoon Garpu besi Silver foil Kepingan argentum ntara yang berikut, yang manakah larutan Y? Ferum (II) sulfat Ferum (II) klorida rgentum klorida rgentum nitrat Solution Y Larutan Y 5 Elektrolisis larutan kuprum (II) sulfat menggunakan elektrod-elektrod kuprum dijalankan. pakah pemerhatian di anod dan hasil di katod? Pemerhatian di anod Elektrod menjadi lebih tebal Elektrod menjadi lebih nipis Gelembung gas tidak berwarna Gelembung gas tidak berwarna Hasil di katod Logam kuprum Logam kuprum Gas oksigen Gas hydrogen 1
6 ahan manakah adalah elektrolit? I II III IV Glukosa Etanol Plumbum (II) bromida Kalium klorida I dan II I dan III II dan IV III dan IV 7 Rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi elektolisis larutan natrium sulfat.1 mol dm -3 menggunakan elektrod-elektrod karbon. P ntara berikut yang manakah hasil yang terbentuk pada elektrod P dan Q? Electrode P Electrode Q Hidrogen gas Oksigen gas Oksigen gas Natrium logam Oksigen gas Hidrogen gas Sulfur dioksida gas Natrium logam 8 Rajah di bawah menunjukkan bagaimana kuprum ditulenkan secara elektrolisis. Impure copper plate Kepingan kuprum tak tulen Q Pure copper plate Kepingan kuprum tulen Electrolyte Elektrolik Elektrolit manakah yang sesuai untuk digunakan? sid hidroklorik Larutan kuprum (II) sulfat Larutan aluminium nitrat Larutan magnesium sulfat 9 Persamaan berikut mewakili beberapa tindak balas penyesaran logam. X + Y sulfat Y + X sulfat X + Z sulfat Z + X sulfat Y + Z sulfat Tiada tindak balas Susunan logam X, Y dan Z mengikut susunan kereaktifan menaik adalah X, Z, Y Y, Z, X Z, X, Y Z, Y, X 1 Logam plumbum diperoleh dengan memanaskan suatu campuran plumbum (II) oksida dan serbuk magnesium. Tindak balas berlaku kerana Plumbum kurang tumpat berbanding magnesium Magnesium terbakar lebih cepat dalam oksigen Plumbum kurang reaktif daripada magnesium Takat lebur magnesium lebih tinggi 2
11 Rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi elektrolisis bahan X. 13 Rajah di bawah menunjukkan satu sel kimia ringkas. V ahan X adalah satu elektrolit. pakah X? esi Glukosa Naftalena Plumbum (II) bromida 12 Rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi elektrolisis larutan kuprum (II) sulfat dengan menggunakan elektrod karbon. opper (II) sulphate solution Larutan kuprum (II) sulfat Warna biru larutan kuprum (II) sulfat bertukar kepada biru muda. ntara berikut yang manakah menerangkan pemerhatian ini? Ion SO4 2- dinyahcas di anod Ion H + dinyahcas di katod Ion u 2+ dinyahcas di katod Ion OH - dinyahcas di anod X Y Substance X ahan X Solution Larutan ntara pasangan elektrod dan larutan yang berikut, yang manakah boleh menyebabkan jarum voltmeter terpesong? Elektrod X Elektrod Y Larutan Kuprum esi Tetrakloromethana Zink Kuprum sid sulfurik cair Kuprum Kuprum Kuprum (II) sulfat Karbon Zink Methylbenzena 14 Satu larutan akueus natrium klorida pekat dielektrolisiskan dengan menggunakan elektrod karbon. Persamaan setengah manakah mewakili tindak balas yang berlaku di anod dan di katod? nod Katod 2l - l2 + 2e Na + + e Na 2l - l2 + 2e 2H + + 2e H2 4OH - O2 + 2H + + 2e H2 2H2O + 4e 4OH - O2 + 2H2O + 4e Na + + e Na 3
15 Ion manakah yang terdapat dalam larutan akueus natrium klorida? ntara graf berikut yang manakah menunjukkan perubatan jisim anod semasa elektrolisis? Na +, l - H +, OH - Na +, l -, OH - Na +, l -, H +, OH - 16 rus elektrik dialirkan melalui larutan akueus kuprum (II) sulfat, uso4 seperti ditunjukkan dalam rajah di bawah. pakah yang terbentuk di anod? Hidrogen Oksigen Kuprum Sulfur arbon electrode Elektrod karbon queous solution uso4 Larutan akueus uso4 17 Rajah di bawah menunjukkan elektrolisis larutan kuprum (II) sulfat menggunakan elektrod kuprum. opper electrode Elektrod karbon opper (II) sulphate solution Larutan kuprum (II)sulfat Mass Jirim Mass Jirim Mass Jirim Mass Jirim Time Masa Time Masa Time Masa Time Masa 18 Voltan dihasilkan dari susunan radas seperti ditunjukkan dalam rajah di bawah. ntara pasangan logam-logam R dan S berikut yang manakah akan menghasilkan voltan paling tinggi? Logam R Logam S Zink esi Magnesium Zink Magnesium Kuprum esi Kuprum 4
19 ntara litar berikut yang manakah mentol menyala paling terang? Zn Zn Zn Zn istilled water ir suling ilute sulfurik acid sid sulfat cair ilute sulfurik acid sid sulfat cair Fe Fe u u 2 Logam M boleh diperolehi dari elektrlisis leburan kloridanya. Jadual di bawah menunjukkan sifat logam M dan sifat kloridanya. ahan Logam M Klorida M Takat lebur (º) Takat didih (º) Ketumpatan (g cm -3 ) 33 18 11. 53 1 5. alam keadaan keadaan apakah logam M akan terbentuk semasa elektrolisis? Pepejal dan di bawah leburan klorida M ecair dan di bawah leburan klorida Pepejal dan di atas permukaan leburan klorida M acair dan di atas permukaan leburan klorida M istilled water ir suling 5
Soalan Subjektif 1 Satu eksperimen dijalankan untuk menentukan kedudukan relatif bagi tiga logam, P, Q dan R dalam siri elektrokimia. Rajah below menunjukkan keputusan bagi eksperimen tersebut. (a) (b) Eksperimen I II III Susunan radas Metal P Logam P Q nitrate solution Larutan Q nitrat Metal R Logam R Q nitrate solution Larutan Q nitrat Metal P Logam P R nitrate solution Larutan R nitrat Tindakbalas erlaku erlaku Tidak berlaku erdasarkan kepada keputusan, susun tiga logam P, Q dan R tersebut mengikut tertib menurun keelektropositifannya. Logam P adalah kuprum. erdasarkan Eksperimen I, (i) (ii) Namakan larutan Q nitrat. Tuliskan persamaan ion bagi tindak balas ini. (iii) Nyatakan satu pemerhatian. [ 2 markah] 1
(c) Terangkan mengapa tiada tindak balas berlaku dalam Eksperimen III. (d) (i) Lukiskan satu gambarajah berlabel satu sel kimia ringkas dengan menggunakan logam P dan Q sebagai elektrod. (ii) Nyatakan terminal positif bagi sel kimia dalam (d)(i). [ 2 markah] [ 2 markah] 2
2 Rajah di bawah menunjukkan suatu sel kimia ringkas. ua elektrod logam yang berbeza dicelup ke dalam larutan natrium klorida cair. Voltan yang terhasil di dalam sel direkodkan. Eksperimen ini diulang dengan menggunakan pasangan elektrod yang berbeza. Electrode X Elektrod X Jadual menunjukkan keputusan yang telah diperoleh. (a) (b) Electrode Y Elektrod Y ilute sodium chloride solution Larutan natrium klorida cair Pasangan elektrod Terminal positif Terminal negatif Voltan (V) X/Y Y X 1. X/Z X Z.65 X/W X W 1.5 X/V V X.45 Nyatakan arah pergerakan elektron bagi sel yang menggunakan elektrod-elektrod X dan Y. Terangkan jawapan anda. [ 2 markah] Susun logam-logam V, W, X, Y dan Z mengikut susunan menurun di dalam siri elektrokimia. 3
(c) Satu sel kimia telah dibina dengan menggunakan logam Z dan V sebagai elektrod. (i) Nyatakan terminal negatif bagi sel tersebut. (d) (ii) nggarkan nilai voltan sel yang terhasil. Rajah di bawah menunjukkan susunan radas bagi elektrolisis plumbum (II) bromida lebur, Pbr2. Molten lead(ii) bromide Plumbum(II) bromida lebur (i) Namakan proses yang berlaku pada elektrod P. (ii) Nyatakan pemerhatian pada elektrod P. P Heat Panaskan Q (iii) Tuliskan persamaan setengah bagi tindakbalas yang berlaku pada elektrod Q. 4
(iv) Namakan hasil yang terbentuk pada elektrod Q. (v) Nyatakan perubahan tenaga dalam eksperimen ini. 3 (a) Jadual di bawah menunjukkan beza keupayaan apabila pasangan logam yang berbeza digunakan dalam suatu sel voltan untuk membina siri elektrokimia. (b) (i) (ii) Pasangan logam eza upaya / V Terminal negatif Q-R.2 Q R-S.8 R P-S 2.6 P P-Q x y engan menggunakan sel voltan ringkas, huraikan satu eksperimen untuk menentukan kedudukan logam-logam P, Q, R dan S dalam siri elektrokimia. [ 1 markah] erdasarkan data dalam Jadual di atas, ramalkan nilai beza keupayaan, x dan terminal negatif, y bagi pasangan logam P-Q. Jika logam Q adalah zink, cadangkan identiti logam P. Terangkan jawapan anda. [ 4 markah] Jadual di bawah menunjukkan pemerhatian di anod apabila dua larutan berbeza dielektrolisiskan menggunakan elektrod-elektrod karbon. Elektrolit Pemerhatian di anod 1. mol dm -3 natrium klorida Gas kekuningan dibebaskan.1 mol dm -3 natrium klorida Gas tak berwarna dibebaskan erdasarkan meklumat dalam jadual di atas, jelaskan pemerhatian di anod bagi kedua-dua elektrolit. [ 6 markah] 5
Jawapan Soalan Objektif 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 2.
Jawapan Soalan Subjektif 1 (a) R, P, Q 1 1 (b) (i) rgentum nitrat 1 4 (ii) 2g + + u u 2+ + 2g 2 (iii) Larutan tidak berwarna menjadi biru/ pepejal perang / P melarut / menjadi nipis // pepejal kelabu terenap 1 (c) 1. P adalah kurang elektropositif daripada R // kedudukan R adalah 1 2 lebih tinggi daripada P dalam Siri Elektrokimia 2. P tidak boleh menyesarkan R daripada larutan ion 1 (d) (i) 2 3 (ii) Q 1 2 (a) ari X ke Y 1 2 X adalah lebih elektropositif daripada Y // X berada pada kedudukan lebih tinggi dalam Siri Elektrokimia 1 (b) W, Z, X, V, Y 1 1 (c) (i) Z 1 2 (ii) 1.1 V 1 (d) (i) Nyahcas 1 5 (ii) Pepejal kelabu terenap 1 (iii) r - r2 + 2e 1 (iv) romine gas 1 (v) Tenaga elektrik menjadi tenaga kimia 1 1 1
3 (a) (i) 1. Pasangan logam dibersihkan menggunakan kertas pasir. 2. 25 ml larutan kuprum (II) sulfat.5m dimasukkan ke dalam bikar. 3. Kepingan logam Q dan R dicelupkan ke dalam larutan. 4. Pasangan logam tersebut disambungkan kepada voltmeter. 5. acaan nilai voltan direkodkan. 6. Logam yang berfungsi sebagai terminal negatif ditentukan. 7. Eksperimen diulang menggunakan pasangan logam yang berlainan. (b) (ii) 1. Nilai x = 1.6 V 2. y = P 3. P adalah magnesium / magnesium lebih tinggi kedudukan daripada zink 4. P / Mg adalah lebih elektropositif dari Q / Zn // P / Mg berada pada kedudukan tinggi dalam Siri Elektrokimia 1. mol dm-3 natrium klorida 1.Ion klorida dipilih untuk nyahcas 2. Kepekatan ion I - adalah tinggi 3. Gas klorin terhasil.1 mol dm -3 natrium klorida 4. OH - ion dipilih untuk nyahcas 5. OH - ions terletak pada kedudukan bawah dalam siri elektrokimia 6. Gas Oksigen terhasil 1 14 4 6 6 2