32+ Contoh Soal Kimia Elektrolisis Lengkap dengan Jawaban dan Pembahasan

Pilihan Ganda

1. Proses penguraian senyawa kimia menggunakan arus listrik disebut…
   • A. Elektrolisis
   • B. Galvanisasi
   • C. Korosi
   • D. Elektrodialisis
   Jawaban: A
   Pembahasan: Elektrolisis adalah proses pemecahan senyawa kimia menggunakan energi listrik.
2. Pada sel elektrolisis, elektroda positif disebut…
   • A. Katoda
   • B. Anoda
   • C. Jembatan garam
   • D. Larutan elektrolit
   Jawaban: B
   Pembahasan: Anoda adalah elektroda tempat terjadinya oksidasi dan bermuatan positif dalam sel elektrolisis.
3. Reaksi yang terjadi di katoda pada sel elektrolisis adalah…
   • A. Oksidasi
   • B. Reduksi
   • C. Disproporsionasi
   • D. Konproporsionasi
   Jawaban: B
   Pembahasan: Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi (penangkapan elektron).
4. Jika larutan NaCl dielektrolisis menggunakan elektroda inert, gas apa yang terbentuk di anoda?
   • A. H₂
   • B. O₂
   • C. Cl₂
   • D. Na
   Jawaban: C
   Pembahasan: Pada elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda inert, anion Cl⁻ akan teroksidasi di anoda membentuk gas Cl₂ karena potensial reduksi standar Cl⁻ lebih rendah daripada H₂O.
5. Manakah pernyataan yang benar tentang Hukum Faraday I?
   • A. Massa zat yang dihasilkan berbanding lurus dengan massa ekuivalen.
   • B. Massa zat yang dihasilkan berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir.
   • C. Massa zat yang dihasilkan berbanding terbalik dengan jumlah listrik yang mengalir.
   • D. Massa zat yang dihasilkan tidak bergantung pada jumlah listrik.
   Jawaban: B
   Pembahasan: Hukum Faraday I menyatakan bahwa massa zat yang diendapkan atau dibebaskan pada suatu elektroda selama elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang mengalir.
6. Berapa massa Ag yang diendapkan jika arus 10 A dialirkan selama 965 detik melalui larutan AgNO₃? (Ar Ag = 108, F = 96500 C/mol)
   • A. 1,08 gram
   • B. 5,4 gram
   • C. 10,8 gram
   • D. 21,6 gram
   Jawaban: C
   Pembahasan: Q = I × t = 10 A × 965 s = 9650 C. Mol elektron = Q/F = 9650/96500 = 0,1 mol. Reaksi Ag⁺ + e⁻ → Ag. Jadi, mol Ag = mol elektron = 0,1 mol. Massa Ag = 0,1 mol × 108 g/mol = 10,8 gram.
7. Pada elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektroda inert, produk di katoda adalah…
   • A. H₂
   • B. O₂
   • C. Cu
   • D. SO₄²⁻
   Jawaban: C
   Pembahasan: Kation Cu²⁺ akan direduksi di katoda menjadi Cu karena Cu²⁺ lebih mudah direduksi daripada H₂O (potensial reduksi Cu²⁺ > H₂O).
8. Jika leburan Al₂O₃ dielektrolisis, produk yang dihasilkan di anoda adalah…
   • A. Al
   • B. O₂
   • C. H₂
   • D. Al₂O₃
   Jawaban: B
   Pembahasan: Pada elektrolisis leburan, anion O²⁻ akan teroksidasi di anoda membentuk gas O₂.
9. Faktor-faktor yang mempengaruhi produk elektrolisis, kecuali…
   • A. Jenis elektroda
   • B. Konsentrasi elektrolit
   • C. Volume larutan
   • D. Jenis ion dalam larutan
   Jawaban: C
   Pembahasan: Volume larutan tidak secara langsung mempengaruhi jenis produk yang terbentuk, meskipun dapat mempengaruhi konsentrasi.
10. Berapa mol elektron yang dibutuhkan untuk mereduksi 0,5 mol ion Fe³⁺ menjadi Fe?
    • A. 0,5 mol
    • B. 1 mol
    • C. 1,5 mol
    • D. 3 mol
    Jawaban: C
    Pembahasan: Reaksi reduksi: Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe. Untuk 1 mol Fe³⁺ dibutuhkan 3 mol e⁻. Jadi, untuk 0,5 mol Fe³⁺ dibutuhkan 0,5 × 3 = 1,5 mol e⁻.
11. Sel elektrolisis mengubah energi listrik menjadi energi…
    • A. Panas
    • B. Cahaya
    • C. Kimia
    • D. Gerak
    Jawaban: C
    Pembahasan: Sel elektrolisis menggunakan energi listrik untuk menjalankan reaksi kimia non-spontan.
12. Pada elektrolisis larutan Na₂SO₄ dengan elektroda Pt, gas apa yang terbentuk di katoda?
    • A. Na
    • B. O₂
    • C. H₂
    • D. SO₂
    Jawaban: C
    Pembahasan: Karena Na⁺ lebih sulit direduksi daripada H₂O, maka H₂O yang akan direduksi di katoda menghasilkan gas H₂ dan OH⁻.
13. Arus listrik sebesar 0,2 F dialirkan ke dalam larutan NiSO₄. Massa Ni (Ar = 59) yang diendapkan adalah…
    • A. 5,9 gram
    • B. 11,8 gram
    • C. 2,95 gram
    • D. 0,2 gram
    Jawaban: A
    Pembahasan: Reaksi Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni. Jumlah mol elektron = 0,2 F. Mol Ni = 0,2 mol e⁻ / 2 = 0,1 mol. Massa Ni = 0,1 mol × 59 g/mol = 5,9 gram.
14. Jika larutan KI dielektrolisis dengan elektroda inert, produk di anoda adalah…
    • A. K
    • B. I₂
    • C. O₂
    • D. H₂
    Jawaban: B
    Pembahasan: Anion I⁻ akan teroksidasi di anoda membentuk I₂ karena I⁻ lebih mudah dioksidasi daripada H₂O.
15. Elektroda yang digunakan pada elektrolisis air adalah…
    • A. Cu dan Zn
    • B. Ag dan Au
    • C. Pt dan C
    • D. Fe dan Al
    Jawaban: C
    Pembahasan: Elektroda inert seperti Pt (platina) atau C (grafit) digunakan untuk memastikan elektroda tidak ikut bereaksi.
16. Berapa volume gas O₂ yang dihasilkan di STP jika 4 F listrik dialirkan melalui air?
    • A. 11,2 L
    • B. 22,4 L
    • C. 44,8 L
    • D. 89,6 L
    Jawaban: B
    Pembahasan: Reaksi di anoda (oksidasi air): 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻. Untuk menghasilkan 1 mol O₂ dibutuhkan 4 mol elektron (4 F). Jika 4 F listrik dialirkan, dihasilkan 1 mol O₂. Volume 1 mol gas di STP = 22,4 L.
17. Pada elektrolisis leburan CaCl₂, produk di katoda adalah…
    • A. Ca
    • B. H₂
    • C. Cl₂
    • D. O₂
    Jawaban: A
    Pembahasan: Pada elektrolisis leburan, kation Ca²⁺ akan langsung direduksi di katoda menjadi Ca logam.
18. Jika dua sel elektrolisis dihubungkan secara seri, maka jumlah mol elektron yang mengalir melalui kedua sel adalah…
    • A. Berbeda
    • B. Sama
    • C. Bergantung pada jenis larutan
    • D. Bergantung pada jenis elektroda
    Jawaban: B
    Pembahasan: Pada rangkaian seri, arus yang mengalir melalui setiap komponen adalah sama, sehingga jumlah mol elektron yang mengalir juga sama.
19. Proses penyepuhan (electroplating) logam bertujuan untuk…
    • A. Memurnikan logam
    • B. Melindungi dari korosi dan memperindah tampilan
    • C. Menghasilkan energi listrik
    • D. Melarutkan logam
    Jawaban: B
    Pembahasan: Penyepuhan adalah aplikasi elektrolisis untuk melapisi suatu benda dengan lapisan logam tipis, biasanya untuk tujuan proteksi dan estetika.
20. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk mengendapkan 0,54 gram Ag dari larutan AgNO₃ dengan arus 0,5 A? (Ar Ag = 108, F = 96500 C/mol)
    • A. 965 detik
    • B. 1930 detik
    • C. 482,5 detik
    • D. 96,5 detik
    Jawaban: A
    Pembahasan: Mol Ag = 0,54 g / 108 g/mol = 0,005 mol. Reaksi Ag⁺ + e⁻ → Ag, jadi mol e⁻ = 0,005 mol. Q = mol e⁻ × F = 0,005 mol × 96500 C/mol = 482,5 C. t = Q / I = 482,5 C / 0,5 A = 965 detik.

Isian Singkat

1. Proses elektrolisis adalah kebalikan dari sel…
   Jawaban: Volta/Galvani
2. Reaksi oksidasi dalam sel elektrolisis terjadi di elektroda…
   Jawaban: Anoda
3. Jika larutan MgCl₂ dielektrolisis dengan elektroda inert, gas H₂ akan terbentuk di…
   Jawaban: Katoda
4. Satu Faraday setara dengan muatan listrik dari satu mol…
   Jawaban: Elektron
5. Zat yang ditambahkan ke air untuk meningkatkan konduktivitas listriknya saat elektrolisis disebut…
   Jawaban: Elektrolit

Uraian

1. Jelaskan perbedaan mendasar antara sel Volta (Galvani) dan sel elektrolisis!
   Jawaban: Sel Volta (Galvani) adalah sel elektrokimia yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi redoks spontan. Katoda bermuatan positif, anoda bermuatan negatif. Sedangkan sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia melalui reaksi redoks non-spontan. Katoda bermuatan negatif, anoda bermuatan positif.
2. Tuliskan reaksi yang terjadi di katoda dan anoda jika larutan H₂SO₄ dielektrolisis menggunakan elektroda Pt!
   Jawaban: Larutan H₂SO₄ mengandung ion H⁺, SO₄²⁻, dan H₂O.
   Katoda (reduksi): 2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g) atau 2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq) (tergantung konsentrasi, umumnya H⁺ direduksi jika konsentrasi tinggi, atau air jika encer).
   Anoda (oksidasi): 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ (karena SO₄²⁻ sulit dioksidasi).
3. Hitunglah massa tembaga (Cu) yang diendapkan di katoda jika arus sebesar 5 A dialirkan selama 30 menit ke dalam larutan CuSO₄! (Ar Cu = 63,5; F = 96500 C/mol)
   Jawaban: Diketahui: I = 5 A, t = 30 menit = 1800 detik. Ar Cu = 63,5.
   Q = I × t = 5 A × 1800 s = 9000 C.
   Mol elektron = Q / F = 9000 C / 96500 C/mol ≈ 0,09326 mol.
   Reaksi di katoda: Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s).
   Dari reaksi, 2 mol elektron menghasilkan 1 mol Cu. Jadi, mol Cu = mol elektron / 2 = 0,09326 mol / 2 = 0,04663 mol.
   Massa Cu = mol Cu × Ar Cu = 0,04663 mol × 63,5 g/mol ≈ 2,96 gram.
4. Mengapa elektroda inert seperti platina (Pt) atau grafit (C) sering digunakan dalam sel elektrolisis?
   Jawaban: Elektroda inert digunakan agar elektroda itu sendiri tidak ikut bereaksi (teroksidasi atau tereduksi) selama proses elektrolisis. Dengan demikian, produk yang dihasilkan murni berasal dari elektrolit yang diuraikan, bukan dari material elektroda. Hal ini penting untuk mempelajari reaksi elektrolisis secara spesifik dan untuk aplikasi tertentu seperti pemurnian atau pelapisan.
5. Suatu larutan CrCl₃ dielektrolisis hingga dihasilkan 1,04 gram Cr (Ar = 52). Berapa mol elektron yang terlibat dalam proses ini?
   Jawaban: Reaksi reduksi Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr.
   Mol Cr = massa Cr / Ar Cr = 1,04 g / 52 g/mol = 0,02 mol.
   Dari stoikiometri reaksi, untuk 1 mol Cr dibutuhkan 3 mol elektron. Jadi, untuk 0,02 mol Cr dibutuhkan mol elektron = 0,02 mol × 3 = 0,06 mol elektron.

Menjodohkan

1. Jodohkan istilah-istilah berikut dengan definisi yang tepat!
   1. Katoda

   C. Elektroda tempat reduksi terjadi

   2. Anoda

   A. Elektroda tempat oksidasi terjadi

   3. Faraday

   B. Jumlah muatan listrik dari 1 mol elektron
   Kunci: 1-C, 2-A, 3-B
2. Jodohkan produk elektrolisis berikut dengan lokasi pembentukannya jika elektrolisis dilakukan pada larutan NaCl encer dengan elektroda inert!
   1. Gas H₂

   B. Katoda

   2. Gas O₂

   A. Anoda
   Kunci: 1-B, 2-A