Phân loại và rèn luyện kỹ năng giải bài tập điện phân nhằm nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh lớp 12 ở trường THPT như thanh 2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NHƯ THANH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI PHÂN LOẠI VÀ RÈN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 Ở TRƯỜNG THPT NHƯ THANH Người thực hiện: Bùi Thị Hiền Chức vụ: Giáo viên SKKN môn: Hóa học MỤC LỤC THANH HÓA, NĂM 2017 TT Nội dung 1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1.Khái niệm 2.1.2 Phân loại điện phân 2.1.3.Thứ tự trao đổi electron ion điện cực 2.1.4.Định luật Farađây 2.2 Thực trạng vấn đề 2.2.1 Thực trạng chung 2.2.2.Thực trạng trường THPT Như Thanh 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.3.1.Các bước thông thường để giải toán điện phân 2.3.2.Các dạng tập điện phân 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 3 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Kiến nghị đề xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 1 1 2 2 2 2 3 13 14 14 14 16 MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Hiện nay, kì thi ĐH, CĐ, tốt nghiệp THPT hay gọi chung THPT Quốc gia, môn Hoá học số môn học đổi thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan, yêu cầu HS làm kết nhanh xác Trong trình dạy học, rút kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phân loại rèn kỹ giải toán hoá học đem lại hiệu dạy - học cao Trong chương trình Hóa học trung học phổ thông kiến thức điện phân nội dung hay quan trọng Tuy nhiên kiến thức điện phân gói gọn tiết học chương trình SGK -12 nâng cao phần nhỏ điều chế kim loại sách bản, tài liệu viết phần điện phân ít, nguồn tư liệu để giáo viên học sinh nghiên cứu hạn chế Cùng với học sinh trường THPT Như đa số em dân tộc thiểu số, kiến thức tư môn học tự nhiên yếu, gặp toán điện phân em thường lúng túng việc tìm hướng giải phù hợp Với suy nghĩ nhằm giúp em tìm tòi, phát hiện, tạo hứng thú trình học môn Hóa học, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy, viết đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Phân loại rèn kỹ giải tập điện phân nhằm nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh lớp 12 trường THPT Như Thanh 2” 1.2 Mục đích nghiên cứu Các vấn đề trình bày viết hỗ trợ cho em học sinh lớp 12 có nhìn toàn diện tập điện phân Cụ thể em học sinh xác định chất điện phân trình oxi hóa khử xảy bề mặt điện cực, viết trình xảy điện cực, xác định chất tạo thành điện cực 1.3 Đối tượng nghiên cứu Học sinh lớp 12 trường THPT Như Thanh năm học 2016 – 2017 lớp 12 C3 lớp đối chứng, 12 C1 lớp thực nghiệm 1.4 Phương pháp nghiên cứu Khi nghiên cứu đề tài này, sử dụng phương pháp sau: - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Phương pháp khảo sát, thống kê: Kết đạt từ thực tiễn dạy học - Phương pháp tổng kết kinh nghiệm: Tham khảo ý kiến, rút kinh nghiệm, học hỏi từ bạn bè, đồng nghiệp - Phương pháp thực nghiệm sư phạm NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Để giải tập điện phân ta cần nắm số kiến thức sau: 2.1.1 Khái niệm: ( Sgk hóa học 12- nâng cao) Sự điện phân trình oxi hóa – khử xảy bề mặt điện cực có dòng điện chiều qua chất điện li nóng chảy dung dịch chất điện li 2.1.2 Phân loại điện phân: - Điện phân nóng chảy: dùng để điều chế kim loại hoạt động mạnh (thường điện phân nóng chảy muối halogenua, oxit hiđroxit kim loại hoạt động) - Điện phân dung dịch: Điều chế kim loại hoạt động trung bình yếu (có tham gia nước) 2.1.3 Thứ tự trao đổi electron ion điện cực:( Phạm Văn Hoan, “Tuyển tập tập hóa học trung học phổ thông”, NXB giáo dục, Hà nội 2002) - Tại cực âm(catot): xảy trình khử(quá trình nhận electron) Mn+ + m e → M(n-m)+ (m≤ n) Thứ tự nhận electron điện cực âm số cation( từ đến 11) K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ H2O H+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+ 11 10 - Tại điện cực dương(anot): xảy trình oxi hóa (quá trình nhường electron) Thứ tự nhường electron số ion dung dịch( từ đến 6) S2- IBr- Cl- OH- H2O SO42- NO3- + 2+ 2+ + Các ion K Ba Ca Na Mg2+ Al3+ SO42- NO3- không trao đổi electron dung dịch * Khi điện phân nóng chảy, bản, thứ tự trao đổi electron ion theo thứ tự 2.1.4 Định luật Farađây điện phân:( Sgk hóa học 12- bản, nâng cao) m= AIt nF m: khối lượng chất thu điện cực (gam) A: KL mol nguyên tử phân tử I: cường độ dòng điện (ampe) t: thời gian điện phân (giây) n: số electron trao đổi F: Hằng số Farađây (F = 96500) 2.2 Thực trạng vấn đề 2.2.1.Thực trạng chung Trong chương trình hóa học THPT kiến thức điện mảng kiến thức khó, rộng, tập đa dạng đề cập thời lượng tiết chương trình 12 nâng cao mục nhỏ “Điều chế kim loại” (mục 3, phương pháp điện phân), phần nhỏ kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm (phần điều chế) chương trình 12 bản, nội dung đề cập đến khái niệm, phân loại, định luật Farađây ứng dụng chương trình trình bày trình điện phân muối halogenua, oxit Do đó, học sinh chưa có hội tiếp cận dạng tập điện phân thời gian chưa đến tiết học Ngoài tài liệu điện phân, nguồn tư liệu để giáo viên học sinh nghiên cứu Chính mà kết giảng dạy chưa đạt hiệu cao 2.2.2 Thực trạng trường THPT Như Thanh 2.2.2.1 Về học sinh Trường trung học phổ thông Như Thanh đóng xã đặc biệt khó khăn nên chất lượng đầu vào thấp, kiến thức học sinh nghèo nàn đặc biệt môn tự nhiên Vì việc sử dụng tất phương pháp dạy học tích cực vào giảng dạy điều không dễ dàng, đa số em ngoan, chăm chỉ, có tinh thần, thái độ học tập tốt nhiên tồn số học sinh: không chăm chỉ, chuyên cần, thờ với môn học, đến lớp không học cũ, không làm tập nhà, sách giáo khoa, thiếu đồ dùng học tập Nên để giảng dạy đạt kết tốt, việc dạy kiến thức lớp hướng dẫn, giao nhiệm vụ nhà cho em để em có cách học tập đắn, hình thành tự giác phát huy lực tự học học sinh 2.2.2.2 Về giáo viên 100% giáo viên đạt chuẩn, trẻ, có lòng yêu nghề, yêu ngành, có khả tiếp thu công nghệ thông tin không ngừng học tập để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ Song đa số giáo viên trẻ nên thiếu nhiều kinh nghiệm việc sử dụng phương pháp dạy học tích cực để chuyền thụ cho học sinh 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Các bước thông thường để giải toán điện phân: Bước 1: Xác định ion điện cực Bước 2: Xác định số e trao đổi điện cực (Nếu giả thiết cho cường độ dòng điện thời gian điện phân) Bước 3: Xác định thứ tự khử catot, thứ tự oxi hóa anot, viết trình khử catot oxi hóa anot theo thứ tự ưu tiên Bước 4: Áp dụng định luật bảo toàn e cho trình điện phân: Số mol electron trao đổi = Số mol electron nhận catot = Số mol electron nhường anot Một số lưu ý giải tập: - Nếu điện phân dung dịch hỗn hợp chất (ion) thời gian điện phân tổng thời gian điện phân ion -Trong trình điện phân, khối lượng dung dịch giảm khối lượng khí thoát kim loại sinh bám vào điện cực mdd giảm = m↓ + m↑ Khối lượng catot tăng khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào - Chú ý: trường hợp điện phân có muối Fe3+ ví dụ Fe2(SO4)3 Đầu tiên: 2Fe2(SO4)3 + 2H2O → FeSO4 + 2H2SO4 + O2 Ta dung dịch có ion Fe2+ Nếu không ion kim loại oxi hóa mạnh Fe2+ có phản ứng: 2FeSO4 + 2H2O → Fe↓ + 2H2SO4 + O2 - H2O bắt đầu điện phân điện cực khi: + Ở catot: bắt đầu xuất bọt khí khối lượng catot không đổi + Khi pH dung dịch không đổi có nghĩa ion âm dương (hay hai loại) bị điện phân bị điện phân hết - Khi điện phân dung dịch: Hiđroxit kim loại hoạt động mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2…); Axit có oxi ( HNO3, H2SO4, ); Muối tạo axit có oxi bazo kiềm ( KNO3, Na2SO4 , )→Thực tế điện phân H2O H2 ( catot ) O2 ( anot ) - Chú ý 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 thoát catot; Phản ứng O2 điện cực than chì điện phân Al2O3 nóng chảy -Sử dụng bán phản ứng (thu nhường electron) xảy điện cực theo thứ tự sử dụng công thức: m = AIt Viết phương trình điện phân tổng nF quát (như phương trình hóa học thông thường) để tính toán cần thiết - Nếu đề cho I t trước hết tính số mol electron trao đổi điện cực (ne) theo công thức: ne= It Sau dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số F mol electron nhường nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy -Trong nhiều trường hợp dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol electron thu catot = số mol electron nhường anot) để giải cho nhanh 2.3.2 Các dạng tập điện phân Dạng 1.Bài tập điện phân nóng chảy Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân nóng chảy NaOH Hướng dẫn giải: Catot (-) Anot (+) + Na + 1e → Na 4OH → O2 + 2H2O + 4e  → 4Na + O2 + 2H2O PTTQ: 4NaOH đpnc Ví dụ 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối A – 2008) Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), catôt xảy A Sự khử ion Cl- B Sự oxi hoá ion Cl- C Sự oxi hoá ion Na+ D Sự khử ion Na+ Hướng dẫn giải: Catot (-) Na + 1e → Na + Anot (+) 2Cl → Cl2 + 2e - → Đáp án D Ví dụ 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối B – 2009) Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot 67,2 m (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m A 54,0 B 75,6 C 67,5 D 108,0 Hướng dẫn giải: Catot (-) Anot (+) 3+ 2Al + 3e → Al 2O → O2 + 2.2e (*) C + O2 → CO2 2C + O2 → 2CO Xét VX = 2,24 lít : nCO2 = n↓ = = 0,02mol 100 2, 24 − 0, 02 = 0,08 (1) Gọi số mol CO, O2 X x, y → x + y = 22, Ta có mX = 0,1.16.2 = 3,2g → 28x + 32y + 0,02.44 = 3,2 ↔ 28x+32y = 2,32(2) Từ (1) (2) ta x = 0,06 mol; y = 0,02 mol → X có O2 1 nO2 sinh mục (*) = nO2 X + nCO2 + nCO = 0,02 + 0,02 + 0,06 = 0,07 mol 2 0, 07.67, 2.10 Khi VX = 67,2 m3 thì: nO2 = = 2100 mol 2, 24 Ta có: 3nAl = ne = nO2 → nAl = nO2 = 2800 mol → mAl = 75600gam = 75,6 kg → Đáp án B Nhận xét: điện phân nóng chảy dùng để điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ nhôm( thường điện phân nóng chảy muối halogenua, oxit hiđroxit chúng) Bài tập HS tự giải Câu 1: ( Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối B – 2013) Dãy gồm kim loại điều chế công nghiệp phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy chúng A Na, Ca, Zn B Na, Cu, Al C Na, Ca, Al D Fe, Ca, Al → Đáp án: C Câu 2: Điện phân nóng chảy muối clorua kim loại M, anot thu 1,568 lít khí (đktc), khối lượng kim loại thu catot 2,8 gam Kim loại M A Na B Ca C K D Mg → Đáp án: B Câu 3: Điện phân nóng chảy oxit kim loại thu 0,224 lít khí ( đktc) anot khối lượng catot tăng lên 2,74 gam Công thức oxit kim loại A CaO B Na2O C Al2O3 D BaO → Đáp án: D Câu 4: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối B – 2013) Điện phân nóng chảy Al2O3 với điện cực than chì, thu m kg Al catot 89,6 m3 (đktc) hỗn hợp khí X anot Tỉ khối X so với H 16,7 Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH) dư, thu 1,5 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 144,0 B 104,4 C 82,8 D 115,2 → Đáp án: B Câu 5: Điện phân nóng chảy a gam muối X tạo bới kim loại M halogen thu 0,224 lít khí nguyên chất (đktc) Cũng a gam X hòa tan vào 100ml dung dịch HCl 0,5M cho tác dụng với AgNO dư thu 10,935 gam kết tủa Tên halogen A Flo B Clo C Brom D Iot → Đáp án: C Dạng Bài tập điện phân dung dịch Trước làm tập điện phân dung dịch cần ý quy tắc: Quy tắc catot: Mn+, H2O : Mn+ + n e → M Sau H2O bị điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– Thứ tự nhận electron điện cực âm số cation ( từ đến 11) K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ H2O H+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+ 11 10 mQuy tắc anot: A , H2O : Thứ tự nhường elctron số ion S2- IBr- Cl- OH- H2O SO42- NO3- H2O bị điện phân theo phương trình: 2H2O → 4H+ +O2 + 4e Các ion K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ SO42- NO3- không trao đổi electron dung dịch Loại 1: Điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ nhôm Ví dụ 1:Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaCl Hướng dẫn giải: Catot (-) Na không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH+ Anot (+) 2Cl → Cl2 + 2e - Phương trình : 2Cl- + 2H2O → Cl2 + H2 + 2OH2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 →Tương tự điện phân dung dịch : KCl , CaCl2 , MgCl2 , BaCl2 , AlCl3 Nhận xét: Khi điện phân dung dịch muối oxi (halogenua) lim loại hoạt động dung dịch sau điện phân có môi trường bazo Ví dụ 2: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch Na2SO4 Hướng dẫn giải: Catot (-) Na không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH+ Anot (+) SO4 không bị điện phân 2H2O → O2 + 4H+ + 4e 2- dpdd → 2H +O Phương trình điện phân: 2H O  →Tương tự điện phân dung dịch:K2SO4, Na2CO3, KNO3, Ba(NO3)2, Nhận xét: Khi điện phân dung dịch muối tạo axit có oxi bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4,…) thực tế điện phân H2O H2 (ở catot) O2 (ở anot) Bài tập HS tự giải Câu 1: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối A – 2011) Khi điện phân dung dịch NaCl (cực âm sắt, cực dương than chì, có màng ngăn xốp) thì: A Ở cực âm xảy trình oxi hoá H2O cực dương xảy trình khử ion Cl− B Ở cực dương xảy trình oxi hoá ion Na + cực âm xảy trình khử ion Cl− C Ở cực âm xảy trình khử H2O cực dương xảy trình oxi hoá ion Cl− D Ở cực âm xảy trình khử ion Na + cực dương xảy trình oxi hoá ion Cl− → Đáp án: C Câu 2: Trong công nghiệp, để điều chế NaOH người ta điện phân dung dịch chất X( có màng ngăn) Chất X A Na2SO4 B NaNO3 C Na2CO3 D NaCl → Đáp án: D Câu 3: Điện phân 100 ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn với cường độ dòng điện 1,93A (Thể tích dung dịh sau điện phân xem không đổi, hiệu suất điện phân 100%) Thời gian điện phân để dung dịch có pH = 12 A 100s B 50s C 150s D 200s → Đáp án: C Loại 2: Điện phân dung dịch muối kim loại đứng sau Al dãy điện hóa Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch CuSO4 Hướng dẫn giải: Catot (-) Cu + 2e → Cu 2+ Anot (+) SO4 không bị điện phân 2H2O → 4H+ + O2+ 4e 2- Phương trình điện phân : 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu + 4H+ + O2 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu +2 H2SO4 + O2 → Tương tự điện phân dung dịch muối kim loại đứng sau nhôm dãy điện hóa với gốc axit NO3-, SO42-, PO43- Nhận xét: Khi điện phân dung dịch muối tạo kim loại hoạt động trung bình yếu (kim loại đứng sau Al dãy hoạt động) gốc axit có oxi( CuSO 4, FeSO4, AgNO3 ) dung dịch sau điện phân có môi trường axit Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch CuCl2 Hướng dẫn giải: Catot (-) Cu + 2e → Cu 2+ Anot (+) 2Cl → Cl2 + 2e - dpdd → Cu+Cl ↑ → Phương trình điện phân: CuCl2  Nhận xét: Khi điện phân dung dịch muối oxi kim loại đứng sau Al dãy điện hóa H2O không tham gia điện phân, sản phẩm gồm kim loại phi kim.Do đó, điều chế kim loại từ Zn → Au (trừ Pt) Ví dụ 3: (Trích đề thi tuyển sinh CĐ – 2012) Tiến hành điện phân (với điện cực trơ) V lít dung dịch CuCl 0,5M Khi dừng điện phân thu dung dịch X 1,68 lít khí Cl (đktc) anot Toàn dung dịch X tác dụng vừa đủ với 12,6 gam Fe Giá trị V A 0,60 Hướng dẫn giải: B 0,15 Catot (-) Cu + 2e → Cu 0,075 ← 0,15 2+ C 0,45 D 0,80 Anot (+) 2Cl → Cl2 + 2e 0,075→ 0,15 - PTHH: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu 0,225→0,225  ∑ nCuCl = 0, 075 + 0, 225 = 0,3mol => V = 0,6 lít → Đáp án: A Bài tập HS tự giải Câu 1: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối A – 2009) Dãy kim loại điều chế phương pháp điện phân dung dịch muối chúng A Fe, Cu, Ag B Mg, Zn, Cu C Al, Fe, Cr D Ba, Ag, Au → Đáp án: A Câu 2: Điện phân (với điện cực Pt) 200 ml dung dịch Cu(NO 3)2 đến bắt đầu có khí thoát catot ngừng lại Để yên dung dịch catot không đổi, lúc khối lượng catot tăng thêm 3,2 gam so với chưa điện phân Nồng độ ban đầu Cu(NO3)2 A 0,5M B 0,9M C 1,0M D 1,5M → Đáp án: C Câu 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối A – 2007) Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau thời gian thu 0,32 gam Cu catot lượng khí X anot Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X vào 200ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường) Sau phản ứng, nồng độ NaOH lại 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH A 0,15M B 0,20M C 0,10M D 0,05M → Đáp án: C Câu 4: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối A – 2011) Hoà tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước dung dịch X Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) thời gian t giây, y gam kim loại M catot 0,035 mol khí anot Còn thời gian điện phân 2t giây tổng số mol khí thu hai điện cực 0,1245 mol Giá trị y A 4,788 B 4,480 C 1,680 D 3,920 → Đáp án: B Câu 5: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ – khối A – 2012) Điện phân 150 ml dung dịch AgNO3 1M với điện cực trơ t giờ, cường độ dòng điện không đổi 2,68A (hiệu suất trình điện phân 100%), thu chất rắn X, dung dịch Y khí Z Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau phản ứng kết thúc thu 14,5 gam hỗn hợp kim loại khí NO (sản phẩm khử N+5) Giá trị t A 0.8 B 0,3 C 1,0 D 1,2 → Đáp án: C Loại : Điện phân dung dịch axit Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dich HCl Hướng dẫn giải: Catot (-) 2H + 2e → H2 Anot (+) 2Cl → Cl2 + 2e + - Phương trình điện phân: HCl → H2 + Cl2 Ví dụ 2: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch H2SO4 Hướng dẫn giải: Catot (-) 2H + 2e → H2 Anot (+) SO Không điện phân 2H2O → 4H+ + O2 + 4e + 24 → Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + O2 Nhận xét: Khi điện phân dung dịch axit có oxi (HNO 3,H2SO4 ) thực tế điện phân H2O để tạo H2 (ở catot) O2 (ở anot) Loại : Điện phân dung dịch bazơ Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaOH Hướng dẫn giải: Catot (-) Na không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH+ Anot (+) 4OH → 2H2O + O2 + 4e - → Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + 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 ( đktc) thoát anot catot 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 10 Hướng dẫn giải: mNaOH (trước điện phân) = 20 gam Điện phân dung dịch NaOH thực chất điện phân nước Phương trình điện phân H2O: H2O → O2 (anot) + H2 (catot) → mNaOH không đổi → mdd sau điện phân = 80 gam → mH 2O bị điện phân = 200 - 80 = 120 gam → nH 2O bị điện phân = 20 mol → vO2 = 74,7 lít VH = 149,3 lít → Chọn đáp án D Nhận xét: Khi điện phân dung dịch bazo (NaOH, KOH, Ba(OH) 2, ) thực tế điện phân H2O để tạo H2 (ở catot) O2 (ở anot) Còn bazơ không tan → điện li yếu → không xét trình điện phân Loại 5: Điện phân hỗn hợp dung dịch chất điện li Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch hỗn hợp KCl Cu(NO3)2 Hướng dẫn giải: Catot (-) Bao gồm: K+; Cu2+; H2O K+ không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Anot (+) Bao gồm: Cl-; NO3-; H2O NO3- không bị điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O → 4H+ + O2 + 4e dpdd → 2KOH + H2 + Cl2 Phương trình điện phân: 2KCl + 2H2O  dpdd → Cu + O2 + 4HNO3 2Cu(NO3)2 + 2H2O  dpdd → Cu + Cl2 + 2KNO3 Phương trình điện phân tổng quát: 2KCl + Cu(NO3)2  Ví dụ 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ - khối A – 2010) Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO 0,12 mol NaCl dòng điện có cường độ 2A Thể tích khí (đktc) thoát anot sau 9650 giây điện phân A 2,240 lít B 2,912 lít C 1,792 lít D 1,344 lít Hướng dẫn giải: n e (trao đổi)= I.t = 0,2 mol = nCu 2+ F Catot (-) Anot (+) + 2+ Bao gồm: Na ; Cu ; H2O Bao gồm: Cl-; SO42-; H2O Na+ không bị điện phân SO42- không điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,12 0,12 11 2H2O → 4H+ +O2 + 4e 0,02 0,08 Vkhí = (0,06 + 0,02) 22,4 = 1,792 lít → Đáp án C Ví dụ 3: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2M AgNO3 0,1M với cường độ dòng điện I = 3,86A Tính thời gian điện phân để khối lượng kim loại bám bên catot 1,72g? A 250s B 1000s C 500s D 750s Hướng dẫn giải: Nếu trình điện phân xảy hoàn toàn thì: mAg = 0,01.108 = 1,08 gam, mCu = 0,02.64 = 1,28 gam Do 1,08 < 1,72 < 1,08 + 1,28 → Ag+ điện phân hết , Cu2+ dư phần → mCu tạo thành = 1,72 – 1,08 = 0,64 gam → nCu = 0,01 mol AIt It Áp dụng công thức Farađay : m = → số mol chất = nF nF 3,86.t1 nAg tạo thành = 0,01 = → t1 = 250s 96500.1 3,86.t2 nCu tạo thành = 0,01 = → t2 = 500 s 96500.2 → Ta có: t = t1 + t2 = 250 + 500 = 750 s → Chọn Đáp án D Bài tập HS tự giải Câu 1: ( Trích đề thi tuyển sinh ĐH , CĐ – khối B- 2007) Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO b mol NaCl ( với điện cực trơ có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau điện phân làm dung dịch phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b ( biết ion SO 42- không bị điện phân dung dịch ) A b > 2a B b = 2a C B < 2a D 2b = a → Đáp án: A Câu (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ - khối A – 2011) Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl 28,2 gam Cu(NO 3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khối lượng dung dịch giảm 10,75 gam ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể) Tất chất tan dung dịch sau điện phân A KNO3, HNO3 Cu(NO3)2 B KNO3, KCl KOH C KNO3 Cu(NO3)2 D KNO3 KOH → Đáp án: A Câu 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ - khối B – 2012) 12 Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3, 0,2 mol CuCl2 0,1 mol HCl (điện cực trơ) Khi catot bắt đầu thoát khí anot thu V lít khí (đktc) Biết hiệu suất trình điện phân 100% Giá trị V A 5,60 B 11,20 C 22,40 D 4,48 → Đáp án: A Câu 4: (Trích đề thi minh họa lần 2- năm 2017) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm CuSO KCl vào H2O, thu dung dịch Y Điện phân dung dịch Y( có màng ngăn, điện cực trơ) đến nước bắt đầu điện phân điện cực dừng điện phân Số mol khí thoát anot lần số mol khí thoát catot Phần trăm khối lượng CuSO X A 61,79% B 44,61% C 34,93% D 50,63% → Đáp án: B Câu 5: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ - khối A – 2014) Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) thời gian t giây, thu 2,464 lít khí anot (đktc) Nếu thời gian điện phân 2t giây tổng thể tích khí thu hai điện cực 5,824 lít (đktc) Biết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh không tan dung dịch Giá trị a A 0,15 B 0,18 C 0,24 D 0,26 → Đáp án: A 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: Khi áp dụng chuyên đề vào giảng dạy học sinh môn hóa học trường THPT Như Thanh 2, nhận thấy em học sinh hứng thú với môn học, nhiều em cảm thấy bất ngờ mà số toán điện phân tưởng chừng giải lại giải cách đơn giản, dễ hiểu Cụ thể tiến hành kiểm tra với hai lớp 12 C3 (lớp đối chứng) lớp 12 C1 (lớp thực nghiệm) kết đạt sau: Kết Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém Tổng số Lớp đối chứng (12 C3) Số lượng Tỉ lệ % 2,50% 15,00% 25 62,50% 12,50% 7,50% 40 100% Lớp thực nghiệm (12 C1) Số lượng Tỉ lệ % 15,38% 15 38,46% 16 41,02% 5,14% 0 39 100% 13 Như vậy, việc phân loại rèn kỹ giải tập điện phân nâng cao chất lượng dạy học, khả giải tập điện phân học sinh lớp 12 tốt góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nhà trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Đất nước ta bước đường xây dựng, phát triển giáo dục Đảng, Nhà nước coi quốc sách hàng đầu, để chấn hưng giáo dục nước nhà việc đổi phương pháp giảng dạy Bộ Giáo dục coi nhiệm vụ cấp thiết cần phải thực cách có hiệu Muốn làm tốt công việc người thầy phải phấn đấu tự học, tự rèn nhằm nâng cao nhận thức, nghiệp vụ chuyên môn, từ tìm cho phương pháp giảng dạy đạt hiệu cao nhất, tạo hứng thú niềm tin học trò nhằm góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Một cách để tạo chuyển biến tích cực công tác giảng dạy giáo viên viết chuyên đề, sáng kiến kinh nghiệm phục vụ cho việc dạy học Từ nhận thức chọn đề tài thiết thực phục vụ cho công tác giảng dạy để viết thành sáng kiến kinh nghiệm nhằm nâng cao lực chuyên môn, góp phần chia sẻ đồng nghiệp, em học sinh ý tưởng phục vụ cho việc dạy học tốt 3.2 Kiến nghị đề xuất Để việc sử dụng đề tài phân loại rèn kỹ giải tập điện phân nhằm nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh lớp 12 đạt hiệu cao xin có số kiến nghị đề xuất sau đây: - Đề nghị nhà trường quan tâm đến đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa người học Tăng cường dự giờ, thăm lớp để rút kinh nghiệm, đóng góp ý kiến giúp giáo viên dạy học đạt kết cao - Tạo điều kiện sở vật chất - kĩ thuật để giáo viên sử dụng kết hợp công nghệ thông tin với phương pháp dạy học tích cực.Từ giáo dục nhiều kỹ năng, lực tự học giải tập cho học sinh - Trong trình giảng dạy phải coi trọng việc hướng dẫn học sinh đường tìm kiến thức mới, khơi dạy óc tò mò, tư sáng tạo học sinh, tạo hứng thú học tập, dẫn dắt học sinh từ chỗ chưa biết đến biết, từ dễ đến khó - Đối với học sinh cần phải thường xuyên rèn luyện, tìm tòi, học hỏi nhằm củng cố nâng cao vốn kiến thức cho thân Mặc dù cố gắng song lần viết sáng kiến kinh nghiệm với lực kinh nghiệm nên không tránh khỏi hạn chế Rất mong quý thầy, cô đóng góp cho ý kiến bổ ích để áp dụng tốt phương pháp dạy học tích cực nhằm nâng cao kỹ giải tập lực tự 14 học cho học sinh góp phần nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 / 05 / 2017 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người thực Bùi Thị Hiền 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Trường (chủ biên), Phạm Văn Hoan – Từ Vọng Nghi – Đỗ Đình Rãng – Nguyễn Phú Tuấn, Sgk hóa học 12 (Cơ bản) – NXB giáo dục, Hà nội 2008 Lê Xuân Trọng (chủ biên), Nguyễn Hữu Đĩnh – Từ Vọng Nghi – Đỗ Đình Rãng – Cao Thị Thặng, Sgk Hóa học 12 (nâng cao)- NXB giáo dục, Hà nội 2008 Đề thi Đại học – Cao đẳng năm 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Hoàng Nhâm, Hóa học vô – Tập – NXB giáo dục, 2003 Phạm Văn Hoan, “Tuyển tập tập hóa học trung học phổ thông”, NXB giáo dục, Hà nội 2002 Đỗ Xuân Hưng, “ giải nhanh tập trắc nghiệm –hóa vô cơ”, NXB Đại học quốc gia Hà nội 2012 Ngô Ngọc An , “Rèn kỹ giải toán hóa học 12”, NXBGD Đề thi minh họa THPT QG năm 2017 16 ... chất lượng giảng dạy, viết đề tài sáng kiến kinh nghiệm: Phân loại rèn kỹ giải tập điện phân nhằm nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh lớp 12 trường THPT Như Thanh 2 1 .2 Mục đích nghiên... nghiệm ( 12 C1) Số lượng Tỉ lệ % 15,38% 15 38,46% 16 41, 02% 5,14% 0 39 100% 13 Như vậy, việc phân loại rèn kỹ giải tập điện phân nâng cao chất lượng dạy học, khả giải tập điện phân học sinh lớp 12 tốt... sinh ý tưởng phục vụ cho việc dạy học tốt 3 .2 Kiến nghị đề xuất Để việc sử dụng đề tài phân loại rèn kỹ giải tập điện phân nhằm nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh lớp 12 đạt hiệu cao xin