Modul 3 kimia SPM 2014

Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM Acceleration Chemistry

MODUL KIMIA SPM 2014

KERTAS 2 [100 markah]

KELAS INTENSIF SKOR Kimia A+

Written by: Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

M.Sc. Ed USM

BSc (hons) Ed (Chemistry) USM

MODUL 3

BAB 6: ELEKTROKIMIA


BAB 6: ELEKTROKIMIA

Elektrolisis sebatian lebur Fungsi

Elektrolisis Proses penguraian elektrolit pada elektod apabila arus elektrik mengalir melaluinya.

Sel elektrolisis Litar elektrik yang terdiri daripada dua elektrod yang dicelupkan ke dalam elektrolit dan disambung kepada bateri.

Elektrod Merupakan konduktor elektrik.

Anod Elektrod yang bersambung kepada terminal positif.

Katod Elektrod yang bersambung kepada terminal negatif.

Elektrolit Larutan akueus atau sebatian lebur yang mengkonduksian arus elektrik kerana terdapat kehadiran ion yang bebas bergerak.

Penulenan kuprum Penyaduran sudu besi

Contoh Elektrolisis;

Elektrolit Elekrod Tindak balas di anod Tindak balas di katod

Leburan plumbum (II) bromida

Rod karbon

Leburan plumbum (II) oksida

Rod karbon

Leburan natrium klorida

Rod karbon

Kation Anoin K⁺ F⁻ Na⁺ SO₄²⁻ Ca²⁺ NO₃⁻ Mg²⁺ Cl⁻ Al³⁺ I⁻ Zn²⁺ OH⁻ Fe²⁺ Sn²⁺ Pb²⁺ H⁺ Cu²⁺ Hg⁺ lebih mudah Ag⁺ dinyahcas


Kesan Elektrolisis dalam Industri

Kebaikan

a.penulinan logam memperbaiki kekonduksian elektrik sesuatu bahan.

b. penyaduaran logam memperbaiki rintangan logam terhadap kakisan.

Kelemahan

a.hasil buangan menyebabkan keracunan merkuri, pencemaran tanah, dan

pencemaran udara.

Perbandingan antara sel elektrolisis dengan sel kimia

Sel elektrolisis Sel kimia

Persamaan Mengandungi elektrod dan larutan elektrolit. Melibatkan perubahan kimia pada elektrod Elektron mengalir dari anod ke katod melalui litar luar.

Perbezaan

Perubahan tenaga

Fungsi

Struktur

Elektrod

Kekutuban elektrod

Pengaliran Elektron

Hasil Jika elektrolit ialah leburan sebatian, hasilnya ialah unsur juzuk sebatian itu. Jika elektrolit ialah larutan akueus, hasilnya bergantung kepada faktor yang mempengaruhi ion yang dipilih untuk dinyahcas.

Arus elektrik


BAHAGIAN A

1. Rajah menunjukkan elektrolisis larutan natrium klorida 1.0 mol dm-3 yang sedang

dijalankan.

a. Tuliskan formula semua ion yang wujud dalam elektrolit

……………………………………………………………………………………………

b. Namakan gas yang terhasil di

(i) buret X : …………………………………………………………………………..

(ii) buret Y: ……………………………………………………………………………

c. Nyatakan bagaimana anda mengesahkah gas yang dinamakan di b(i)

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

d. (i) Tuliskan setengah persamaan bagi proses yang berlaku di buret X

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

[1 markah]

[2 markah]

[3 markah]

[2 markah]


(ii) Di akhir eksperimen, 30.00 cm3 gas dikumpulkan pada suhu bilik dalam buret X.

Hitungkan bilangan mol gas yang dikumpulkan dalam buret X

[1 mol gas menempati 24.0 dm3 pada suhu bilik]

e. Namakan satu bahan yang boleh digunakan untuk menggantikan elektrod karbon bagi

eksperimen menghasilkan keputusan yang sama.

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

f. Nyatakan satu kegunaan elektrolisis larutan natrium klorida dalam industri.

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

2. Rajah 2.1 dan Rajah 2.2 menunjukkan susunan radas untuk mengkaji elektrolisis leburan

plumbum(II) oksida dan larutan argentum nitrat.

Rajah 2.1 Rajah 2.2

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

Carbon F Carbon G

Leburan

plumbum(II)

oksida panaskan

Carbon L Carbon M

Leburan argentum

nitrat


a. Apakah yang dimaksudkan dengan elektrolit?

……………………………………………………………………………………………

b. Berdasarkan Rajah 2.1.

(i) Namakan hasil yang terbentuk di elektrod G.

…………………………………………………………………………………………

(ii) Tuliskan persamaan separa bagi tindak balas yang berlaku di elektrod F.

……………………………………………………………………………………………

c. Berdasarkan Rajah 3.2,

(i) Nyatakan ion - ion yang hadir dalam larutan argentum nitrat.

……………………………………………………………………………………………

(ii) Apakah yang anda perhatikan di elektrod karbon M?

……………………………………………………………………………………………

(iii) Terangkan jawapan anda di (c)(ii).

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

(iv) Huraikan bagaimana anda boleh mengesahkan hasil yang terbentuk di elektrod

karbon L?

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

d. Nyatakan satu kegunaan elektrolisis dalam industri.

……………………………………………………………………………………………

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[2 markah]

[2 markah]

[1 markah]


3. Rajah 3 menunjukkan susunan radas untuk mengkaji elektrolisis larutan natrium klorida

1.0 mol dm-3 menggunakan elektrod karbon.

a. Nyatakan semua ion yang hadir dalam larutan natrium klorida.

……………………………………………………………………………………………

b. (i) Nyatakan ion yang akan didiscas di elektrod X.

……………………………………………………………………………………………

(ii) Terangkan jawapan anda dalam b(i).

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

c. (i) Namakan hasil yang terbentuk di elektrod Y.

……………………………………………………………………………………………

(ii) Tuliskan persamaan setengah bagi tindak balas di elektrod Y.

……………………………………………………………………………………………

(iii) 0.1 mol gas terbebas di elektrod Y. Hitungkan isipadu gas yang terbebas.

[Isipadu molar gas = 24 dm3 mol-1 pada suhu dan tekanan bilik]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]


d. Eksperimen ini diulang menggunakan larutan natrium klorida 0.0001 mol dm-3 sebagai

elektrolit.

(i) Namakan gas yang terhasil di elektrod X.

……………………………………………………………………………………………

(ii) Tuliskan persamaan setengah bagi tindak balas di d(i).

……………………………………………………………………………………………

(iii) Huraikan satu ujian kimia untuk mengesahkan kehadiran gas yang dinamakan dalam

d(i).

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

4. Rajah menunjukkan susunan radas dalam eksperimen.

a. Namakan proses dalam rajah di atas.

……………………………………………………………………………………………

[1 markah]

[1 markah]

[2 markah]

[1 markah]

Larutan x


b. Nyatakan

(i) Anod: ……………………………………………………………………………

(ii) Larutan: ………………………………………………………………………….

c. Apakah yang berlaku pada kepingan di akhir eksperimen.

……………………………………………………………………………………………

d. Nyatakan satu cara untuk mendapatkan keputusan yang baik?

……………………………………………………………………………………………

5. Rajah menunjukkan susunan radas untuk mengkaji elektrolisis larutan kuprum(II) sulfat

1.0 mol dm-3 dengan menggunakan elektrod-elektrod kuprum. Proses elektrolisis ini

dijalankan selama 20 minit.

a. Tuliskan formula bagi semua kation yang hadir dalam larutan kuprum(II) sulfat.

……………………………………………………………………………………………

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

Elektrod kuprum Y Elektrod kuprum X

Larutam kuprum

(II)sulfat


b. Merujuk kepada elektrod kuprum X,

(i) nyatakan satu pemerhatian.

……………………………………………………………………………………………

(ii) tuliskan setengah persamaan tindak balas yang berlaku

……………………………………………………………………………………………

(iii) nyatakan proses kimia yang berlaku.

……………………………………………………………………………………………

c. Selepas eksperimen ini dijalankan, didapati tiada perubahan pada keamatan warna biru

larutan kuprum(II) sulfat. Terangkan mengapa.

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

d. Elektrolisis ini diulangi dengan menggantikan kedua-dua elektrod kuprum dengan

elektrod-elektrod karbon.

(i) Namakan hasil yang terbentuk di elektrod karbon Y

……………………………………………………………………………………………

(ii) Huraikan satu ujian untuk mengesahkan hasil di elektrod karbon Y

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

e. Susunan radas dalam Rajah 3 boleh digunakan untuk penyaduran sudu besi dengan logam

kuprum. Pada elektrod yang manakah sudu besi perlu diletakkan?

……………………………………………………………………………………………..

[1 markah]

[1 markah]

[1 markah]

[2 markah]

[1 markah]

[2 markah]

[1 markah]


BAHAGIAN B

6. (a) Jadual menunjukkan keputusan satu siri eksperimen yang dijalankan untuk membina

Siri Elektrokimia. Terminal positif dan nilai beza keupayaan bagi pasangan logam P dan

kuprum, Cu tidak diberi, Q, R dan S bukan simbol sebenar logam-logam itu.

Pasangan logam Terminal positif Beza keupayaan, (V)

Q , Cu Cu 2.7

R , S S 0.5

Q , R R 1.5

S , Cu

i. Berdasarkan nila beza keuayaan, susun logam-logam tersebut dalam tertib menurun

dalam Siri Elektrokimia.

ii. Ramalkan nilai terminal positif dan beza keupayaan bagi pasangan logam S dan Cu.

Rajah menunjukkan suatu sel kimia. Logam P terletak di atas kuprum dalam siri elekrokimia.

i. Nyatakan terminal positif dan terminal negatif bagi sel ini.

ii. Cadangkan logam yang sesuai sebagai logam P dan larutan yang sesuai sebagai logam P

dan laturan yang sesuai sebagai larutan Q.

[1 markah]

[3 markah]

Logam P

Larutan Q

kuprum

Kuprum (II)

sulfat

[4 markah]


BAHAHIAN C

7. (a) Jadual menunjukkan beza keupayaan apabila pasangan logam yang berbeza

digunakan dalam suatu sel voltan untuk membina siri elektrokimia.

Pasangan logam Beza upaya / V Terminal negatif

Q-R 0.2 Q

R-S 0.8 R

P-S 2.6 P

P-S x y

(i) Dengan menggunakan sel voltan ringkas, huraikan satu eksperimen untuk

menentukan kedudukan logam-logam P, Q, R dan S dalam siri elektrokimia.

(ii) Berdasarkan data dalam 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.

(b) Jadual menunjukkan pemerhatian di anod apabila dua larutan berbeza dielektrolisiskan

menggunakan elektrod-elektrod karbon.

Elektrolit Pemerhatian di anod

1.0 mol dm-3 natrium klorida Gas kekuningan dibebaskan

0.0001 mol dm-3 natrium klorida Gas tak berwarna dibebaskan

Berdasarkan maklumat dalam Jadual di atas, jelaskan pemerhatian di anod bagi kedua-dua

elektrolit.

TAMAT

[10 markah]

[4 markah]

[6 markah]

Modul 3 kimia SPM 2014

Education

Transcript of Modul 3 kimia SPM 2014