Đề tài nghiên cứu khoa học phương pháp giải bài tập điện phân

16 Trang 2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN Nguyễn Việt Hưng – Trường THPT Nguyễn Việt DũngĐẶT VẤN ĐỀ Chuyên đề điện phân là một chuyên rất thú vị, mang tính logic, suy luận rất cao…

MỤC LỤC Mục lục Trang Đặt vấn đề……………… …………………………………………… ………….2 Cơ sở lý thuyết…… ………………………………………………… ………….3 Thực trạng, giải pháp ………………………………………………… ………….5 Nội dung phương pháp ……………… ………………………….……………… Những vấn đề cần lưu ý giải tập điện phân ……………… Các dạng tập điện phân ………… …………………….… 2.1 Điện phân dung dịch muối .………… ……………………… 2.2 Điện phân dung dịch axit ………… ……………………… 10 2.3 Điện phân dung dịch bazơ .………… ……………………… 10 2.4 Điện phân dung dịch hỗn hợp chất điện li ….…………… 11 Hiệu quả… …………………………………………………………… …… ….14 Kết luận… …………………………………………………………… …………15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Đề tài nghiên cứu khoa học PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN Nguyễn Việt Hưng – Trường THPT Nguyễn Việt Dũng ĐẶT VẤN ĐỀ Chuyên đề điện phân chuyên thú vị, mang tính logic, suy luận cao…Chính đa số học sinh ngại tiếp cận với tập điện phân đa số em khơng nắm rõ chất trình điện phân: Bản chất q trình oxi hóa – khử, trình tự ưu tiên xảy điện cực, vận dụng định luật vào trình điện phân (đặc biệt định luật bảo tồn electron)…từ em không hiểu chất vấn đề nên em cảm thấy chuyên đề vô phức tạp cảm thấy chán nản, khơng u thích mơn học Chính nên kết học tập chun đề nói riêng hóa vơ nói chung đa số học sinh thấp kể học sinh lớp thuộc ban Khoa học tự nhiên Trong thực tế, gặp toán điện phân dung dịch đa số em học sinh thường lúng túng việc tìm phương pháp giải phù hợp, chí khơng tránh sai lầm trình giải tập Qua trình giảng dạy nhiều năm tham khảo nhiều tài liệu, tích lũy số kinh nghiệm việc giảng dạy chuyên đề cách ngắn gọn nhất, dễ hiểu nhất… để em cảm thấy chuyên đề điện phân chuyên để dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh lúng túng,khoa sai lầm,học không khô khan Đề tàiđược nghiên cứu em nghĩ Sau thời gian nghiên cứu, vận dụng phương pháp vào giảng dạy chứng minh phương pháp có nhiều ưu điểm, đặc biệt kỳ thi Đại học, Cao đẳng ngày chuyển đổi sang phương pháp trắc nghiệm khách quan Trong trường hợp này, học sinh tiết kiệm nhiều thời gian biện luận, tính tốn để có kết xác Chính vậy, tơi viết đề tài nhằm khái quát việc vận dụng “phương pháp giải tập điện phân” để giải nhanh số tập trắc nghiệm hóa học Thơng qua tơi muốn giới thiệu với thầy cô giáo học sinh phương pháp giải tập hóa học có hiệu Vận dụng phương pháp giúp cho q trình giảng dạy học tập mơn hóa học thuận lợi nhiều, nhanh chóng có kết để trả lời câu hỏi trắc nghiệm khách quan Về phương pháp nghiên cứu, thực hai công đoạn chủ yếu sau: Thứ đưa sở lý luận, kiến thức cần thiết “lý thuyết điện phân” sau phân loại dạng tập có liên quan Thứ hai, sở phân loại dạng, cho học sinh thực hành giải ví dụ minh họa, từ đưa nhận xét đánh giá ưu điểm, hạn chế cách giải Sau phần thực nghiệm phương pháp đối tượng lớp 12A (Năm học 2012-2013) qua hai kiểm tra để thẩm định lại hiệu phương pháp Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Cơ sở lý thuyết điện phân Sự điện phân q trình oxi hóa – khử xảy bề mặt điện cực cho dòng điện chiều qua chất điện li nóng chảy hay dung dịch chất điện li - Cơ sở phương pháp dùng dòng điện chiều để khử ion kim loại - Điều chế kim loại có tính khử mạnh Li, Na, K, Al,…bằng cách điện phân hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy chúng - Điều chế kim loại có tính khử trung bình kim loại có tính khử yếu Zn, Cu…bằng cách điện phân dung dịch muối chúng Trong trình điện phân (với điện cực trơ): + Ở cực âm catot: Xảy khử Chất có tính oxi hóa mạnh bị khử trước Đề cứu khoa học Nếu ion kimtài loại nghiên có tính oxi hóa mạnh Al3+ xảy khử ion kim loại Mn+ + ne→ M Nếu ion kim loại có tính oxi hóa yếu Al3+ xảy khử ion nước 2H2O + 2e → H2 + OH  + Ở cực dương anot: Xảy oxi hóa Chất có tính khử mạnh bị oxi hóa trước theo thứ tự: S2->I- > Br- > Cl- > RCOO-> H2O Các anion SO 24 , NO3 ,CO32 ,SO32 , PO34 , F …không bị điện phân dung dịch 1.2 Định luật Faraday: Khi biết cường độ dòng điện ( I) thời gian điện phân (t) ta tính theo cơng thức Faraday: m  A.I.t n.F Trong đó: m: khối lượng chất (rắn, lỏng, khí) điện cực (gam) A: Khối lượng nguyên tử (đối với kim loại) khối lượng phân tử (đối với chất khí) n: số electron trao đổi I: Cường độ dòng điện ( A) t: Thời gian điện phân (s) F: Hằng số Faraday; F= 96500 (C) - Số mol e trao đổi điện cực : n e  I.t (*) F 1.3 Các bước thơng thường giải tốn điện phân dung dịch: Bước 1: Viết phương trình điện li tất chất điện phân; Xác định ion điện cực Bước 2: Viết PTHH bán phản ứng theo thứ tự ưu tiên xảy hai điện cực (Viết phương trình cho, nhận e ion điện cực); Tính số e trao đổi điện cực (Nếu giả thiết cho cường độ dòng điện thời gian điện phân): ne (cho anot) = ne (nhận catot) Bước 3: Biểu diễn đại lượng theo bán phản ứng theo phương trình điện phân chung Đề tài nghiên cứu khoa học Bước 4: Tính theo yêu cầu toán Phần : THỰC TRẠNG – GIẢI PHÁP Hóa học mơn khoa học thực nghiệm, nội dung tương đối khó phức tạp, đặc biệt chuyên đề điện phân hóa đại cương Chính học sinh khối 12 ngại học chuyên đề dẫn đến kết học tập em thấp, kể em ban khoa học tự nhiên (12A) Là giáo viên đứng lớp đồng thời giáo viên chủ nhiệm lớp 12A nên điều trăn trở lớn làm để giúp em yêu thích chuyên đề để có kết cao kỳ thi quan trọng như: Thi học sinh giỏi cấp Thành phố, thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng… Từ lý tơi tìm tịi xem lý em cịn hạn chế mơn học tìm phương pháp tốt Sau thời gian tìm hiểu tơi thấy ngun nhân hạn chế do: - Đa số tập điện phân thường tính tốn theo bán phản ứng điện cực học sinh thường viết phương trình điện phân tổng quát giải theo - Học sinh sử dụng cơng thức hệ Faraday (ne trao đổi) để giải nhanh toán điện phân - Học sinh thường lúng túng xác định trường hợp H2O bắt đầu điện phân điện cực (khi bắt đầu sủi bọt khí catot pH dung dịch không đổi) - Học sinh nhầm lẫn trình xảy điện cực - Học sinh viết sai thứ tự bán phản ứng xảy điện cực → tính tốn sai nghiên cứu - Học Đề sinh tài thường bỏ qua phảnkhoa ứng phụhọc xảy sản phẩm tạo thành như: điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn tạo nước Gia–ven có khí H2 catot ; Phản ứng axit dung dịch với kim loại bám catot Sau tìm hiểu suy nghĩ nắm bắt điểm yếu em, định vận dụng “phương pháp giải tập điện phân” để giải thích, vận dụng kiến thức cách khoa học để em học sinh cảm thấy chuyên đề điện phân môn chuyên đề nhẹ nhàng, dễ hiểu Sau thời gian nghiên cứu, thực có hiệu Tơi xin giới thiệu đến quý đồng nghiệp, em học sinh chuyên đề “Phương pháp giải tập điện phân” Đề tài viết dựa sở giải số ví dụ điển hình phương pháp ngắn gọn, súc tích nhằm giúp học sinh hiểu rõ chất trình điện phân Từ em cảm thấy hiểu rõ vấn đề, u thích mơn học…và đạt kết cao học tập Phần 3: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN (1) H2O bắt đầu điện phân điện cực khi: + Ở catot: Bắt đầu xuất bọt khí khối lượng catot khơng đổi nghĩa ion kim loại bị điện phân dung dịch bị điện phân hết + Khi pH dung dịch khơng đổi có nghĩa ion âm dương (hay hai loại) bị điện phân bị điện phân hết Khi tiếp tục điện phân H2O bị điện phân (2) Khi điện phân dung dịch: + Hiđroxit kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2,…) + Axit có oxi (HNO3, H2SO4, HClO4,…) + Muối tạo axit có oxi bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4,…) → Thực tế điện phân H2O H2 (ở catot) O2 (ở anot) (3) Khi điện phân dung dịch với anot kim loại không trơ (hiện tượng cực dương tan) anot xảy trình oxi hóa điện cực (4) Có thể có phản ứng phụ xảy cặp: chất tạo thành điện cực, chất tan dung dịch, chất dùng làm điện cực như: Điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn tạo nước Gia–ven có khí H2 catot ; Phản ứng axit dung dịch với kim loại bám catot (5) Khối lượng catot tăng khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào (Trừ trường hợp kim loại tạo tan axit vừa tạo Đềphân) tài nghiên cứu khoa học trình điện Độ giảm khối lượng dung dịch: Δm = (mkim loại+ mkhí) (6) Viết bán phản ứng (nhận nhường electron) xảy điện cực theo thứ tự (chỉ nên viết phương trình điện phân dạng phân tử thật cần thiết) sử dụng công thức tính số mol electron trao đổi (7) Từ cơng thức Faraday → số mol chất thu điện cực Nếu đề cho I t trước hết tính số mol electron trao đổi điện cực (ne) theo công thức: (*) (với F = 96500 t = giây F = 26,8 t = giờ) Sau dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy (8) Nếu đề cho lượng khí điện cực thay đổi khối lượng dung dịch, khối lượng điện cực, pH,…thì dựa vào bán phản ứng để tính số mol electron thu nhường điện cực thay vào cơng thức (*) để tính I t (9) Nếu đề yêu cầu tính điện lượng cần cho q trình điện phân áp dụng công thức: Q = I.t = ne.F (10) Có thể tính thời gian t’ cần điện phân hết lượng ion mà đề cho so sánh với thời gian t đề Nếu t’ < t lượng ion bị điện phân hết cịn t’ > t lượng ion chưa bị điện phân hết (11) Khi điện phân dung dịch bình điện phân mắc nối tiếp cường độ dịng điện thời gian điện phân bình → số mol electron trao đổi catot, anot bình điện phân (12) Trong nhiều trường hợp dùng định luật bảo tồn mol electron (số mol electron thu catot = số mol electron nhường anot) để giải cho nhanh (13) Môi trường dung dịch sau điện phân: + Dung dịch sau điện phân có mơi trường axit điện phân muối tạo kim loại sau Al (trong dãy điện hóa) gốc axit có oxi như: CuSO4, FeSO4, Cu(NO3)2 + Dung dịch sau điện phân có mơi trường bazơ điện phân muối tạo kim loại đứng trước Al (Kim loại kiềm, kiềm thổ) gốc axit khơng có oxi như: NaCl, BaCl2, KBr + Dung dịch sau điện phân có mơi trường trung tính: điện phân dung dịch điện li lại : HCl (điện phân đến hết HCl), KNO3, Na2SO4 CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN 2.1 ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH MUỐI 2.1.1 Điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ a Ở catot (cực âm) Các ion kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ ion Nhôm không bị điện phân chúng có tính oxi hóa yếu H2O; H2O bị điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– b Ở anot (cực dương): - Nếu S2-, Cl-, Br-, I- chúng bị điện phân trước H2O theo thứ tự tính  2 2 3 khử: (Các ion: khônghọc bị điện phân) ĐềNOtài nghiên cứu , SO , CO3 , PO , F khoa 2- S >I > Br > Cl > RCOO > H2O Phương trình điện phân tổng quát: S2- → S + 2e 2X- → X2 + 2e 2RCOO- → R-R + 2CO2 + 2e Sau hết ion đó, tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e Ví dụ 1:Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaCl : NaCl → Na+ + ClCatot (-) Anot (+) + Na không bị điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O + 2e → H2 + OH  → Phương trình : 2Cl- + 2H2O → Cl2 + H2 + OH  2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 Xảy tương tự điện phân dung dịch : NaCl , CaCl2 , MgCl2 , BaCl2 , AlCl3 Không thể điều chế kim loại từ : Na → Al phương pháp điện phân dung dịch Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch Na2SO4 : Na2SO4 → 2Na+ + SO24 Catot (-) Anot (+) 2 + Na không bị điện phân SO không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + OH  2H2O → O2 + 4H+ + 4e → Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + O2 Xảy tương tự điện phân dung dịch: NaNO3, K2SO4 , Na2CO3 2.1.2 Điện phân dung dịch muối kim loại đứng sau Al dãy điện hóa a Ở catot (cực âm) - Các cation kim loại bị khử theo phương trình: Mn+ + ne → M Sau hết ion đó, tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– b Ở anot (cực dương): (Xảy tương tụ mục 2.1.1b) Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch CuSO4 CuSO4 → Cu2+ + SO24 Catot (-) Anot (+) 2+ 2 Cu + 2e → Cu SO không bị điện phân 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Đề trình tài nghiên học → Phương điện phân : cứu Cu2+ + khoa H2O → Cu + 2H+ + O2 CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + O2 Xảy tương tự điện phân dung dịch muối kim loại từ Zn → Hg với gốc axit NO3- , SO42- : Cu(NO3)2 + H2O → Cu + 2HNO3 + O2 Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch ZnCl2 ZnCl2 → Zn2+ + 2ClCatot (-) Anot (+) 2+ Zn + 2e → Zn 2Cl → Cl2 + 2e → Phương trình điện phân: ZnCl2 → Zn + Cl2 2.1.3 Điện phân hỗn hợp dung dịch muối * Ở catot: Các cation kim loại có tính oxi hóa mạnh bị khử trước (ion kim loại đứng sau dãy điện hóa bị khử trước): Mn+ + ne → M * Ở anot : (Xảy tương tự mục 2.1.1b) Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl Cu(NO3)2 NaCl → Na+ + ClCu(NO3)2 → Cu2+ + NO3 Thứ tự ưu tiên hai bên điện cực xảy sau: Catot (-) Anot (+) +  Na không bị điện phân NO3 không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O → 4H+ + O2 + 4e 2H2O + 2e → H2 + OH  Sản phẩm điện phân thu trường hợp tùy thuộc vào tỉ lệ số mol NaCl Cu(NO3)2 Chính giải tập học sinh giải tập cách viết bán phản ứng thuận lợi dễ hiểu Ví dụ 2: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 0,12 mol NaCl dịng điện có cường độ 2A Thể tích khí (đktc) hai điện cực sau 9650 giây điện phân A 2,240 lít B 2,912 lít C 1,792 lít D 1,344 lít Gợi ý NaCl → Na+ + ClCuSO4 → Cu2+ + SO24 Đề tài nghiên cứu khoa học Catot (-) Anot (+) 2+ + (Cu ; Na , H2O) ( SO 24 , Cl-, H2O) Na+ không điện phân SO 24 không điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e n e (trao đổi) = 0,2 mol 0,12 0,06 2+ + → Cu điện phân chưa 2H2O → 4H + O2 + 4e hết nên catot chưa thu 0,02 ← 0,08 khí Vkhí = (0,06 + 0,02) 22,4 = 1,792 lít → Đáp án C Ví dụ 3: Mắc nối tiếp hai bình điện phân: bình (1) chứa dung dịch MCl2 bình (2) chứa dung dịch AgNO3 Sau phút 13 giây catot bình (1) thu 1,6 gam kim loại catot bình (2) thu 5,4 gam kim loại Cả hai bình khơng thấy khí catot Kim loại M là: A Zn B Cu C Ni D Pb Gợi ý Do hai bình mắc nối tiếp nên ta có số mol electron trao đổi hai điện cực MCl2 → M2+ + Cl AgNO3 → Ag+ + NO3 Bình 1: Catot (-) Bình 2: Catot (-) 2+ M + 2e → M Ag+ + e → Ag 0,05 → 0,05 mol 0,05 ← 0,05 mol M= 3, = 64 → Cu → Chọn đáp án B 0,05 2.2 ĐIỆN PHÂN CÁC DUNG DỊCH AXIT: *Ở catot: Các ion H+ (axit) dễ bị khử H2O: 2H+ + 2e → H2 Khi ion H+ (axit) hết , tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– * Ở anot: (Xảy tương tự mục 2.1.1b) Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dich HCl HCl → H+ + ClCatot(-) Anot (+) + 2H + 2e → H2 2Cl- → Cl2 + 2e Phương trình điện phân: 2HCl → H2 + Cl2 Ví dụ 2: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch H2SO4 Đề tài nghiên cứu khoa học 2H+ H2SO4 → 2H+ + SO 24 Catot(-) Anot (+) + 2e → H2 SO 24 Không điện phân 2H2O → 4H+ + O2 + 4e → Phương trình điện phân: H2O → H2 + O2 2.3 ĐIỆN PHÂN CÁC DUNG DỊCH BAZƠ * Ở catot: - Nếu tạo ion kim loại từ Li+ → Al3+ H2O bị điện phân : 2H2O + 2e → H2 + 2OH– - Nếu tạo ion kim loại sau Al dãy điện hóa : bazơ khơng tan → điện li yếu → khơng xét q trình điện phân * Ở anot: Ion OH- điện phân theo phương trình sau: 4OH- → 2H2O + O2 + 4e Nếu tiếp tục điện phân H2O điện phân: 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Như vậy, thực tế điện phân dung dịch bazơ trình điện phân nước H2O → H2 + O2 10 Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaOH NaOH → Na+ + OH  Catot(-) Anot (+) + Na không bị điện phân OH  → 2H2O + O2 + 4e 2H2O + 2e → H2 + OH  → Phương trình điện phân: H2O → H2 + O2 Ví dụ 2: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH 10 % đến dung dịch NaOH bình có nồng độ 25 % ngừng điện phân Thể tích khí (ở đktc) anot catot là: A 149,3 lít 74,7 lít B 156,8 lít 78,4 lít C 78,4 lít 156,8 lít D 74,7 lít 149,3 lít Gợi ý: mNaOH (trước điện phân) = 20 gam Điện phân dung dịch NaOH thực chất điện phân nước Phương trình điện phân: H2O → O2 (anot) + H2 (catot) → mNaOH không đổi → mdd sau điện phân = 80 gam → mH2O bị điện phân = 200 – 80 = 120 gam → n H O điện phân = 20 mol → VO2 = 74,7 lít VH2 = 149,3 lít → Chọn đáp án D 2.4 ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH HỖN HỢP CÁC CHẤT ĐIỆN LI tài nghiên cứu khoa học (dung dịchĐề muối, axit, bazơ) * Ở catot: Thứ tự điện phân: ion có tính oxi hóa mạnh bị điện phân trước: * Ở anot: Thứ tự điện phân: S2-> I- > Br- > Cl- > OH  > H2O theo phương trình sau: S2- → S + 2e 2X- → X2 + 2e OH  → 2H2O + O2 + 4e 2H2O → O2 + 4H+ + 4e Ví dụ 1: Điện phân hỗn hợp dung dịch: HCl, CuCl2, NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn Giá trị pH dung dịch thay đổi trình điện phân: A Tăng B Giảm C Tăng giảm D Giảm tăng → Chọn đáp án A 11 Ví dụ : Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M CuSO4 0,5M điện cực trơ Khi catot có 3,2 gam Cu thể tích khí Anot A.0,56 lít B.0,84 lít C.0,672 lít D.0,448 lít Gợi ý HCl → H+ + ClCuSO4 → Cu2+ + SO 24 Catot (-) Anot (+) 2+ + 2 (Cu ; H , H2O) ( SO , Cl-, H2O) Na+ không điện phân SO 24 không điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,1 ← 0,05 0,02 → 0,01 + 2H2O → 4H + O2 + 4e 0,02 ← 0,08 mol Khi catot thoát 3,2 gam Cu tức 0,05 mol → Số mol Cu2+ nhận 0,1 mol, mà Cl- cho tối đa 0,02 mol → 0,08 mol lại H2O cho → Từ sơ đồ điện phân khí anot là: Cl2 0,01mol; O2 0,02 mol → Tổng thể tích: 0,03.22,4 = 0,672 lít → Chọn đáp án C Ví dụ 3: Điện phân 100 ml hỗn hợp dung dịch gồm FeCl3 1M , FeCl2 2M , CuCl2 1M HCl 2Mnghiên với điện cựccứu trơ có khoa màng ngăn xốp cường độ dòng điện Đề tài học 5A 40 phút 50 giây catot thu A 5,6 g Fe B 2,8 g Fe C 6,4 g Cu D 4,6 g Cu Gợi ý Sắp xếp tính oxi hóa ion theo chiều tăng dần : Fe2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ → Thứ tự bị điện phân catot (-): Fe3+ + 1e → Fe2+ (1) 0,1 → 0,1→ 0,1 Cu2+ + 2e → Cu (2) 0,1 → 0,2→ 0,1 2H+ + 2e → H2 (3) 0,2→ 0,2 Fe2+ + 2e → Fe (4) Theo công thức Faraday số mol e trao đổi hai điện cực : n = It/96500 = 5.9650/96500 = 0,5 mol Vì số mol e trao đổi 0,5 mol → Không có phản ứng (4) , kim loại thu phản ứng (2) → Khối lượng kim loại thu catot : 0,1.64 = 6,4 gam → Chọn đáp án C 12 Ví dụ 4: Hịa tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M thu dung dịch A Tiến hành điện phân dung dịch A với dịng điện có cường độ 1,34 ampe vịng Tính khối lượng kim loại catot thể tích khí (đkc) anot Biết hiệu suất điện phân 100% Gợi ý Số mol CuSO4 = 50  0,2 mol 250 Số mol HCl = 0,2  0,6 = 0,12 mol Trong dung dịch A có ion : Cu2+, H+, Cl-, SO 24 Theo phương trình điện li: CuSO4 → Cu2+ + SO 24 (1) HCl → H+ + Cl(2) 2+ Trong dung dịch A số mol Cu = 0,2 mol, số mol Cl- = 0,12 mol, số mol H+ = 0,12 mol, số mol SO42 = 0,2 mol Khi điện phân Catot (-) Cu2+, H+ Khi điện phân Cu2+ bị khử trước Cu2+ + 2e → Cu (3) 2+ + hết Cu tiếp tục điện phân H bị khử : 2H+ + 2e- → H2 (4) 2 Anot (+) SO4 , Cl Khi điện phân Cl bị oxi hóa 2Cl- → Cl2 + 2e (5) 0,06 0,12 hết Cl tiếp tục điện phân nước bị oxi hóa Đề2H tài nghiên O2 +cứu 4H+ khoa + 4e học (6) 2O → y 4y Theo đề ta có số mol electron điện phân = It  1,34   3600  0,2 mol F 96500 2+ Gọi x số mol Cu bị điện phân theo (3) ta có : 2x = 0,2  x = 0,1 mol < 0,2 Cu2+ lại Khối lượng Cu sinh catot = 0,1  64 = 9,4 gam Theo (5) ta thấy điện phân hết Cl- số mol electron = 0,12 mol < 0,2 nên xảy tiếp trình (6) Gọi y số mol O2 sinh Theo đề ta có: 0,12 + 4y = 0,2  y = 0,02 mol Thể tích khí anot = (0,06 + 0,02)  22,4 = 1,792 lít 13 Phần 4: HIỆU QUẢ Trong trình giảng dạy chuyên đề điện phân Bản thân ln tìm tịi nghiên cứu giải vấn đề sau: - Nghiên cứu sở lí thuyết điện phân; trình xảy - Rút bước cần để giải tốn điện phân - Sắp xếp cách có hệ thống dạng tập điện phân - Đưa dạng tập hướng dẫn giải chi tiết, ngắn gọn dạng tập Sau áp dụng “phương pháp giải tập điện phân” vào giảng dạy, thấy em học sinh hiểu rõ tảng lý thuyết điện phân, vận dụng kiến thức để giải tập tốt, ngày hứng thú học tập chuyên đề Trên cở sở nắm vững bản, sở lý thuyết chuyên đề, em dần phát huy kỹ học tập Dần dần em có hướng đào sâu mặt lý Đềvậntài nghiên cứutìmkhoa học thuyết lẫn tập dụng Các em phương pháp giải hay giải tập, từ em thi đua việc “ai tìm cách giải nhanh hơn, hay hơn” Chính kết mơn em đạt cao Bằng kết thực nghiệm cho thấy, hiệu sau tác động phương pháp kết học tập em tăng lên rõ rệt; điểm trung bình lớp tăng lên đáng kể Qua hai lần kiểm tra (trước sau tác động) em, thấy phương pháp có ảnh hưởng lớn đến kết học tập em (Kết thống kê phụ lục, bảng điểm 2) 14 KẾT LUẬN Với phạm vi nghiên cứu đề tài mảng kiến thức tương đối hẹp mơn Hóa Học chương trình phổ thơng Nhưng hiệu thiết thực đề tài, Tơi hy vọng góp phần giúp quý đồng nghiệp em học sinh có cách nhìn tổng qt phương pháp từ hổ trợ cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi luyện thi Đại học cho giáo viên học sinh Đề tài có phân chia số dạng tập thường gặp đề thi, từ giúp học sinh nhận dạng giải nhiều dạng tập hơn, góp phần tạo hứng thú học tập Mặc dù cố gắng song khơng thể tránh khỏi thiếu sót, đồng thời ví dụ đưa đề tài chưa thực điển hình lợi ích thiết thực phương pháp công tác giảng dạy giáo viên học tập học sinh nên mạnh dạn giới thiệu với thầy cô học sinh đề tài “ Phương pháp giải tập điện phân” Rất mong quý đồng nghiệp góp ý chân thành để đề tài hoàn thiện đồng thời giúp tơi ngày hồn thiện chun mơn đề tài thực cứu khoa giúp ích choĐề giáo tài viên nghiên học sinh cách tốt nhất.học Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, tháng 04 năm 2014 Tác giả 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO    Lê Xuân Trọng (chủ biên), Sgk Hóa học 12 (nâng cao)- NXB giáo dục, Hà nội 2008 Đào Hữu Vinh ( chủ biên), Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học 12-NXB Tổng hợp TPHCM, 2012 Huỳnh Văn Út, Đề thi học sinh giỏi Hóa 12-NXB ĐHQG Hà Nội, 2011 Đề thi Đại học – Cao đẳng năm 2007-2012 Hoàng Nhâm, Hóa học vơ – Tập – NXB giáo dục, 2003 Ngô Ngọc An, Phản ứng oxi hóa- khử điện phân- NXB giáo dục, Hà nội 2006 Nguyễn Xuân Trường, Bài tập Hóa học trường phổ thông - NXB sư phạm, 2003 Nguyễn Xn Trường, Ơn luyện kiến thức hóa học đại cương vô trung học phổ thông – NXB Giáo dục, Hà Nội 2008 Đề tài nghiên cứu khoa học 16 PHỤ LỤC KẾT QUẢ KIỂM TRA TIẾT CHUYÊN ĐỀ ĐIỆN PHÂN LỚP 12A STT HỌ VÀ TÊN Nguyễn Thu Thùy Anh Trang Công Bắc Phan Thị Ngọc Dung Huỳnh Thanh Duy Nguyễn Trí Đại Đỗ Trường Giang Nguyễn Ngọc Giang Nguyễn Thị Ngọc Giàu Liêu Anh Hào 10 Trần Thị Nhật Hồng 11 Trần Ngọc Huyền 12 Nguyễn Duy Khang 13 Nguyễn Duy Khanh 14 Tăng Như Khanh 15 Trần Tăng Quốc Khanh 16 Nguyễn Thị Tuyết Lan 17 Trần Thị Mỹ Linh 18 Văn Việt Phương Linh Đề19tàiNguyễn nghiên Hoàngcứu Minh khoa 20 Phạm Văn Mới 21 Phạm Thị Kim Ngân 22 Ngô Khôi Ngô 23 Phùng Quốc Nguyên 24 Huỳnh Tuyết Nhi 25 Lê Hồng Phong 26 Nguyễn Hồng Phúc 27 Trương Phạm Hoàng Phúc 28 Đường Ngọc Quí 29 Nguyễn Phát Tài 30 Võ Thị Thanh Tâm 31 Đỗ Thị Thiên Thanh 32 Nguyễn Ngọc Thuất 33 Huỳnh Minh Tiến 34 Mai Quốc Tuy 35 Đoàn Minh Vương ĐIỂM 4.5 7.8 6.5 8.0 3.5 6.5 6.0 4.5 9.0 8.0 2.5 5.0 6.0 4.0 2.0 6.5 6.0 5.0 học5.0 3.0 4.0 6.0 5.0 7.0 6.0 8.0 6.0 6.0 10.0 4.5 8.0 7.0 6.0 3.5 4.5 17 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM KIỂM TRA TIẾT CHUYÊN ĐỀ ĐIỆN PHÂN TRÊN LỚP 12A (2012-2013) STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 HỌ VÀ TÊN TRƯỚC TÁC ĐỘNG SAU TÁC ĐỘNG Nguyễn Thu Thùy Anh 7.3 9.5 Trang Công Bắc 6.8 6.5 Phan Thị Ngọc Dung 7.0 9.0 Huỳnh Thanh Duy 8.0 10 Nguyễn Trí Đại 8.5 8.0 Đỗ Trường Giang 7.3 9.5 Nguyễn Ngọc Giang 6.8 9.5 Nguyễn Thị Ngọc Giàu 9.5 10 Liêu Anh Hào 10.0 10.0 Trần Thị Nhật Hồng 9.3 9.8 Trần Ngọc Huyền 5.0 6.8 Nguyễn Duy Khang 7.0 8.0 Nguyễn Duy Khanh 6.5 9.0 Tăng Như Khanh 4.0 7.0 Trần Tăng Quốc Khanh 5.5 Nguyễn Thị Tuyết Lan 5.0 6.5 Trần Thị Mỹ Linh 8.0 7.0 Đề tài nghiên cứu khoa học Văn Việt Phương Linh 7.0 10.0 Nguyễn Hoàng Minh 6.3 8.5 Phạm Văn Mới 7.5 9.3 Phạm Thị Kim Ngân Ngô Khôi Ngô 5.5 6.3 Phùng Quốc Nguyên 9.0 9.0 Huỳnh Tuyết Nhi 7.0 6.5 Lê Hồng Phong 5.3 Nguyễn Hồng Phúc 8.8 10 Trương P Hồng Phúc 9.3 9.8 Đường Ngọc Q 6.0 7.5 Nguyễn Phát Tài 10.0 10.0 Võ Thị Thanh Tâm 4.5 7.8 Đỗ Thị Thiên Thanh 8.3 9.5 Nguyễn Ngọc Thuất 7.8 9.5 Huỳnh Minh Tiến 6.3 8.5 Mai Quốc Tuy 7.7 8.3 Đoàn Minh Vương 8.0 9.5 18 0.59 0.74 HỆ SỐ TƯƠNG QUAN : rhh = ĐỘ TIN CẬY: RSB = MỐT TRUNG VỊ: GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH: ĐỘ LỆCH CHUẨN: 7.3 7.21 1.71 GIÁ TRỊ p = 9.5 8.42 1.45 2.12E-05 Từ kết xử lý số liệu cho thấy: + Độ tin cậy liệu cao ( RSB= 0,74 > 0,7), tức liệu đáng tin, ngẫu nhiên có độ tập trung cao + Giá trị trung bình sau tác động có tăng lên đáng kể + Qua kiểm chứng phép kiểm chứng T-TEST phụ thuộc, giá trị p = 2.12E-05 < 0,05 nên thay đổi giá trị trung bình có ý nghĩa Kết luận: Phương pháp tác động vào nhóm học sinh lớp 12A làm thay đổi kết học tập em theo hướng tích cực Đề tài nghiên cứu khoa học 19