Modul 3 kimia SPM 2014 tingkatan 4, untuk rujukan guru dan pelajar.

1. MODUL KIMIA SPM 2014
KERTAS 2
[100 markah]
KELAS INTENSIF SKOR Kimia A+
MODUL 3
BAB 6: ELEKTROKIMIA
Written by: Cikgu Marzuqi Mohd Salleh
M.Sc. Ed USM
BSc (hons) Ed (Chemistry) USM
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

2. BAB 6: ELEKTROKIMIA
Elektrolisis sebatian lebur
Elektrolisis
Sel elektrolisis
Elektrod
Anod
Katod
Elektrolit
Fungsi
Proses penguraian elektrolit pada elektod apabila arus
elektrik mengalir melaluinya.
Litar elektrik yang terdiri daripada dua elektrod yang
dicelupkan ke dalam elektrolit dan disambung kepada
bateri.
Merupakan konduktor elektrik.
Elektrod yang bersambung kepada terminal positif.
Elektrod yang bersambung kepada terminal negatif.
Larutan
akueus
atau
sebatian
lebur
yang
mengkonduksian arus elektrik kerana terdapat
kehadiran ion yang bebas bergerak.
Penulenan kuprum
Penyaduran sudu besi
Kation
Anoin
K⁺
F⁻
Na⁺
SO₄²⁻
Ca²⁺
NO₃⁻
Mg²⁺
Cl⁻
Al³⁺
I⁻
Zn²⁺
OH⁻
Fe²⁺
Sn²⁺
Pb²⁺
H⁺
Cu²⁺
Hg⁺
lebih mudah
Ag⁺
dinyahcas
Contoh Elektrolisis;
Elektrolit
Leburan plumbum
(II) bromida
Elekrod
Rod karbon
Leburan plumbum
(II) oksida
Rod karbon
Leburan natrium
klorida
Rod karbon
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Tindak balas di anod
Tindak balas di katod
Acceleration Chemistry

3. 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
Mengandungi elektrod dan larutan elektrolit.
Melibatkan perubahan kimia pada elektrod
Elektron mengalir dari anod ke katod melalui litar luar.
Perbezaan
Persamaan
Perubahan
tenaga
Fungsi
Struktur
Elektrod
Kekutuban
elektrod
Pengaliran
Elektron
Hasil
Jika elektrolit ialah leburan sebatian,
hasilnya ialah unsur juzuk sebatian itu.
Arus elektrik
Jika elektrolit ialah larutan akueus,
hasilnya bergantung kepada faktor yang
mempengaruhi ion yang dipilih untuk
dinyahcas.
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

4. 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
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
b. Namakan gas yang terhasil di
(i)
buret X : …………………………………………………………………………..
buret Y: ……………………………………………………………………………
[2 markah]
c. Nyatakan bagaimana anda mengesahkah gas yang dinamakan di b(i)
(ii)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[3 markah]
d. (i) Tuliskan setengah persamaan bagi proses yang berlaku di buret X
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[2 markah]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

5. (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]
[1 markah]
e. Namakan satu bahan yang boleh digunakan untuk menggantikan elektrod karbon bagi
eksperimen menghasilkan keputusan yang sama.
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
f. Nyatakan satu kegunaan elektrolisis larutan natrium klorida dalam industri.
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
2. Rajah 2.1 dan Rajah 2.2 menunjukkan susunan radas untuk mengkaji elektrolisis leburan
plumbum(II) oksida dan larutan argentum nitrat.
Leburan argentum
nitrat
Carbon F
Leburan
plumbum(II)
oksida
Carbon G
Carbon L
Carbon M
panaskan
Rajah 2.1
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Rajah 2.2
Acceleration Chemistry

6. a. Apakah yang dimaksudkan dengan elektrolit?
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
b. Berdasarkan Rajah 2.1.
(i)
Namakan hasil yang terbentuk di elektrod G.
…………………………………………………………………………………………
[1 markah]
Tuliskan persamaan separa bagi tindak balas yang berlaku di elektrod F.
(ii)
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
c. Berdasarkan Rajah 3.2,
(i)
Nyatakan ion - ion yang hadir dalam larutan argentum nitrat.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(ii)
Apakah yang anda perhatikan di elektrod karbon M?
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(iii)
Terangkan jawapan anda di (c)(ii).
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[2 markah]
(iv)
Huraikan bagaimana anda boleh mengesahkan hasil yang terbentuk di elektrod
karbon L?
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[2 markah]
d. Nyatakan satu kegunaan elektrolisis dalam industri.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

7. 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.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
b. (i) Nyatakan ion yang akan didiscas di elektrod X.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(ii) Terangkan jawapan anda dalam b(i).
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
c. (i) Namakan hasil yang terbentuk di elektrod Y.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(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]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

8. 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).
[1 markah]
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(iii)
Huraikan satu ujian kimia untuk mengesahkan kehadiran gas yang dinamakan dalam
d(i).
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[2 markah]
4. Rajah menunjukkan susunan radas dalam eksperimen.
Larutan x
a. Namakan proses dalam rajah di atas.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

9. b. Nyatakan
(i)
Anod: ……………………………………………………………………………
[1 markah]
(ii)
Larutan: ………………………………………………………………………….
[1 markah]
c. Apakah yang berlaku pada kepingan di akhir eksperimen.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
d. Nyatakan satu cara untuk mendapatkan keputusan yang baik?
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
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.
Elektrod kuprum Y
Elektrod kuprum X
Larutam kuprum
(II)sulfat
a. Tuliskan formula bagi semua kation yang hadir dalam larutan kuprum(II) sulfat.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

10. b. Merujuk kepada elektrod kuprum X,
(i)
nyatakan satu pemerhatian.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(ii)
tuliskan setengah persamaan tindak balas yang berlaku
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(iii) nyatakan proses kimia yang berlaku.
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
c. Selepas eksperimen ini dijalankan, didapati tiada perubahan pada keamatan warna biru
larutan kuprum(II) sulfat. Terangkan mengapa.
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[2 markah]
d. Elektrolisis ini diulangi dengan menggantikan kedua-dua elektrod kuprum dengan
elektrod-elektrod karbon.
(i)
Namakan hasil yang terbentuk di elektrod karbon Y
……………………………………………………………………………………………
[1 markah]
(ii)
Huraikan satu ujian untuk mengesahkan hasil di elektrod karbon Y
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
[2 markah]
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]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

11. 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
Q , Cu
R,S
Q,R
S , Cu
i.
ii.
Terminal positif
Cu
S
R
Beza keupayaan, (V)
2.7
0.5
1.5
Berdasarkan nila beza keuayaan, susun logam-logam tersebut dalam tertib menurun
dalam Siri Elektrokimia.
[1 markah]
Ramalkan nilai terminal positif dan beza keupayaan bagi pasangan logam S dan Cu.
[3 markah]
Rajah menunjukkan suatu sel kimia. Logam P terletak di atas kuprum dalam siri elekrokimia.
kuprum
Kuprum (II)
sulfat
Logam P
Larutan Q
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.
[4 markah]
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry

12. BAHAHIAN C
7. (a) Jadual menunjukkan beza keupayaan apabila pasangan logam yang berbeza
digunakan dalam suatu sel voltan untuk membina siri elektrokimia.
Pasangan logam
Q-R
R-S
P-S
P-S
(i)
Beza upaya / V
0.2
0.8
2.6
x
Terminal negatif
Q
R
P
y
Dengan menggunakan sel voltan ringkas, huraikan satu eksperimen untuk
menentukan kedudukan logam-logam P, Q, R dan S dalam siri elektrokimia.
[10 markah]
(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.
[4 markah]
(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.
[6 markah]
TAMAT
Cikgu Marzuqi, M.Sc. Ed USM
Acceleration Chemistry