Hướng dẫn học sinh giải nhanh bài tập điện phân dung dich

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI NHANH BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH Người thực hiện: Trương Thị Tuyến Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Hóa Học THANH HỐ NĂM 2018 MỤC LỤC 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 1.5.Những điểm đề tài 2.Nội dung 2.1.Cơ sở lí luận đề tài 2.2.Thực trạng thuận lợi khó khăn 2.3.Các dạng tập điện phân phương pháp giải nhanh Dạng 1.Điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm Dạng 2.Điện phân dung dịch muối kim loại sau Al Dạng 3.Điện phân dung dịch hỗn hợp muối Dạng 4.Điện phân dung dịch axit 12 Dạng 5.Điện phân dung dịch bazơ 12 Dạng 6.Điện phân dung dịch hỗn hợp chất điện li(muối,axit,bazơ) 13 Một số lưu ý cần thiết ghi nhớ để xử lí dạng tập điện phân dung dịch 14 Bài tập áp dụng 15 2.4.Kết khảo sát thực nghiệm đề tài 17 3.Kết luận kiến nghị 18 MỞ ĐẦU 1.1 – Lí chọn đề tài Chuyên đề điện phân dung dịch chuyên đề hayvà quan trọng mơn Hóa học.Đây dạng tập Hóa Học mà học sinh dễ dàng bắt gặp kỳ thi THPT quốc gia hay thi học sinh giỏi cấp tỉnh Thực tế cho thấy, với học sinh tập điện phân dung dịch dạng tập khó dễ nhầm lẫn Việc thi trắc nghiệm Hóa học nằm thi tổ hợp KHTN việc giải nhanh tốn Hóa học yêu cầu hàng đầu; giúp học sinh tiết kiệm thời gian làm bài,giúp phát triển tư duy, sáng tạo học sinh mà tạo tâm lí tốt cho học sinh để tham gia tốt môn khác tổ hợp KHTN Hiện tài liệu giải nhanh tập điện phân dung dịch ít, tài liệu hướng dẫn chưa cụ thể việc hướng dẫn để học sinh nắm bắt phương pháp vận dụng chúng nhiều hạn chế Vì xử lí dạng tập nhiều học sinh lúng túng nhầm lẫn; không học sinh tự mặc định dạng khó chưa đọc chi tiết đề Bằng việc tìm tòi, đúc rút kinh nghiệm năm giảng dạy chọn đề tài “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh tập điện phân dung dịch” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm cho năm học 2017-2018 1.2- Mục đích nghiên cứu Đề tài sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh tập điện phân dung dịch” cung cấp cho học sinh phương pháp giải nhanh tập điện phân dung dịch giúp học sinh tự tin tiếp cận với tập dạng đề thi 1.3 – Đối tượng nghiên cứu Đề tài “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh tập điện phân dung dịch” nghiên cứu tập điện phân dung dịch phương pháp hướng dẫn học sinh giải nhanh dạng tập 1.4 – Phương pháp nghiên cứu Trong đề tài phương pháp chủ yếu sử dụng nghiên cứu đề tài : phân tích sở lí thuyết,chia dạng tập thường gặp, tìm phương pháp nhanh phù hợp để áp dụng cho dạng tập cụ thể 1.5- Những điểm đề tài - Hướng dẫn để học sinh nhận dạng tập, nêu lưu ý riêng phương pháp nhanh phù hợp để học sinh thấy việc giải tập điện phân dung dịch khơng gây khó cho học sinh - Kết hợp đặc trưng dạng tập với nhiều phương pháp giải nhanh khác phù hợp để làm tập trở nên đơn giản 2.NỘI DUNG 2.1- Cơ sở lí luận đề tài 2.1.1.Định nghĩa “Quá trình phản ứng oxi hóa – khử xảy bề mặt điện cực nhờ tác dụng dòng điện gọi trình điện phân hay điện phân”.[2] 2.1.2 Điện phân dung dịch chất điện li nước Do có mặt nước, điện phân xảy dung dịch phức tạp so với điện phân nóng chảy Dựa vào dãy điện hóa cặp oxi hóa khử ion km loại, kim loại anion gốc axit ta có thứ tự điện phân điện cực  Ở catot : - Các ion có tính oxi hóa cao, tức khả thu electron mạnh dễ điện phân trước - Các cation kim loại kiềm, kiềm thổ nhôm không bị điện phân chúng có tính oxi hóa yếu H2O; H2O bị điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH–  Ở anot: Các cation có tính khử mạnh, tức khả cho electron dễ bị điện phân trước.Cụ thể thứ tự điện phân: S2-, I-, Br-, Cl-, sau đến ion OH- bazơ H2O Các anion gốc axit chứa oxi NO3-, SO42-, CO32-, PO43- …coi không bị điện phân (đối với học sinh thpt) Nước cho electron tạo khí O2 H+.Trường hợp anot làm kim loại, hợp kim anot bị tan kim loại dễ cho electron tạo ion kim loại tan vào dung dịch.[2] 2.1.3 Định luật Faraday - Định luật Faraday mô tả dạng công thức: m= A.I.t n.F • Trong đó: + m: Khối lượng chất giải phóng điện cực (gam) + A: Khối lượng mol chất thu điện cực + n: Số electron trao đổi điện cực + I: Cường độ dòng điện (A) + t: Thời gian điện phân + F: Hằng số Faraday (F = 96500 thời gian tính theo giây F= 26,8 thời gian tính theo giờ.)[1] 2.2 Thực trạng thuận lợi khó khăn giải tập điện phân dung dịch 2.2.1.- Thuận lợi: - Học sinh thường viết phương trình điện phân tính tốn theo phương trình A.I.t - Học sinh biết áp dụng công thức Faraday ( m = ) để giải tập n.F điện phân - Học sinh viết bán phản ứng xảy điện cực 2.2.2.- Khó khăn: - Học sinh hay viết sai thứ tự bán phản ứng xảy điện cực nên tính tốn sai - Học sinh nhầm lẫn q trình xảy điện cực - Học sinh sử dụng công thức hệ Faraday ( ne trao đổi = I.t ) để giải F nhanh toán điện phân - Học sinh thường lúng túng xác định trường hợp H2O bắt đầu điện phân điện cực - Học sinh thường bỏ qua phản ứng phụ xảy sản phẩm tạo thành Các yếu tố học sinh chưa biết cách phân loại nắm đặc điểm riêng trường hợp điện phân dung dịch Từ nguyên nhân học sinh lúng túng thấy khó gặp tập điện phân dung dịch Từ phân tích đề tài lưu ý nhấn mạnh ,làm rõ nội dung kiến thức phương pháp làm khó cho học sinh Vì giúp học sinh tháo gỡ hết khó khăn nêu 2.3 Các dạng tập điện phân phương pháp giải nhanh Dạng 1: Điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhơm -Học sinh dựa lí thuyết học phân tích đặc điểm cụ thể dạng điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ nhôm sau: 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 khử: S2->I-> Br-> Cl-> H2O (F- khơng bị điện phân ) Phương trình điện phân tổng quát: S2- → S + 2e; 2X- → X2 + 2e Sau hết ion đó, tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e - Nếu ion: NO3-, SO42-, CO32-, PO43- chúng không bị điện phân mà H2O bị điện phân.[4] Vậy tương ứng ta có trường hợp xảy cho dạng này: • Trường hợp 1: điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm có gốc axit khơng chứa oxi S2-, Cl-, Br-, IBài tập 1:Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaCl : Hướng dẫn: NaCl → Na+ + ClCatot (-) Anot (+) Na+ không bị điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O + 2e → H2 + 2OHPhương trình điện phân : 2Cl- + 2H2O → Cl2 + H2 + 2OH2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2  Học sinh khái quát sản phẩm tạo thành, dạng phương trình điện phân xảy racho trường hợp tương tự điện phân dung dịch : KCl , CaCl2 , MgCl2 , BaCl2 , AlCl3 Hay thay Cl- anion tương tự S2-, Br-, I- • Trường hợp 2: điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhơm có gốc axit chứa oxi NO3-, SO42-, CO32-, PO43- Bài tập 2: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch Na2SO4 : Na2SO4 → 2Na+ + SO42Catot (-) Anot (+) Na+ không bị điện phân SO42- không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH- 2H2O → O2 + 4H+ + 4e → 2H +O Phương trình điện phân: 2H 2O  dpdd (Chỉ có H2O điện phân điện cực)  Học sinh tư để khái quát phương trình điện phân xảy tương tự điện phân dung dịch: NaNO3, K2SO4 , Na2CO3 , MgSO4 , Al2(SO4)3 thực có H2O điện phân điện cực  Học sinh liên hệ điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm phương pháp điện phân dung dịch - Áp dụng vào tập định lượng dạng này: Học sinh sử dụng cơng thức Faraday cơng thức tính số mol electron trao đổi điện cực để giải nhanh dạng tập : A.I.t m= n.F ne trao đổi = I.t F Bài tập 3:Điện phân 200ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ ,có màng ngăn, cường độ dòng điện I 1.93A Tính thời gian điện phân để dung dịch có pH = 12, thể tích dung dịch xem khơng thay đổi, hiệu suất điện phân 100%.A 50s B 100s C 150s D.200s Hướng dẫn: pH = 12 → [H+] = 10-12 → [OH-] = 0,01 → Số mol OH- = 0,002 mol NaCl → Na+ + ClCatot (-) Anot (+) Na+ không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH0,002 0,002 Số mol e trao đổi : n = 0,002 mol Áp dụng công thức : ne trao đổi = Cl- → Cl2 + 2e I.t F  t= 96500.0,002: 1,93 = 100 (s)  Chọn đáp án B • Dạng 2: Điện phân dung dịch muối kim loại đứng sau Al dãy điện hóa Học sinh cần phân tích rõ đặc điểm lí thuyết riêng dạng tập sau : 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– Ở anot (cực dương): Tương tự dạng - Nếu S2-, Cl-, Br-, I- chúng bị điện phân trước H2O theo thứ tự tính khử: S2->I-> Br-> Cl-> H2O (F- khơng bị điện phân ) Phương trình điện phân tổng quát: S2- → S + 2e; 2X- → X2 + 2e Sau hết ion đó, tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e - Nếu ion: NO3-, SO42-, CO32-, PO43- chúng khơng bị điện phân mà H2O bị điện phân => cách tương tự suy luận dạng 1, đến học sinh tư xảy hai trường hợp theo đặc điểm gốc axit • Trường hợp 1: Khi gốc axit S2-, Cl-, Br-, IBài tập : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch ZnCl2 : ZnCl2 → Zn2+ + 2ClCatot (-) Anot (+) Zn2+ + 2e → Zn Phương trình điện phân: 2Cl- → Cl2 + 2e dpdd ZnCl2  → Zn+Cl ↑  Học sinh tư khái quát cho tập điện phân muối tương tự.Ở trường hợp ta thu kim loại catot đơn chất phi kim tương ứng anot • Trường hợp 2: Khi gốc axit NO3-, SO42-, CO32-, PO43- Bài tập : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch CuSO4 : CuSO4 → Cu2+ + SO42Catot(-) Anot (+) SO42- không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2H2O → 4H+ + O2+ 4e Phương trình điện phân : Cu2+ + H2O → Cu + 2H+ + ½ O2 CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + ½ O2  Học sinh tư khái quát cho tập điện phân muối tương tự Ở trường hợp ta thu kim loại catot, khí O anot dung dịch chứa axit có gốc tương ứng muối ban đầu - Áp dụng vào tập định lượng dạng này: Bài tập 6: Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0,05M với điện cực trơ vừa bắt đầu sủi bọt bên catot ngừng điện phân Tính pH dung dịch Biết hiệu suất điện phân 100% Thể tích dung dịch xem không đổi A pH = B pH = 0,7 C pH = 2,0 D pH = 1,3 Hướng dẫn: Dấu hiệu học sinh cần nhận là: vừa bắt đầu sủi bọt khí bên catot khiCu2+ vừa hết Điện phân dung dịch : CuSO4 : CuSO4 Catot(-) → Cu2+ + SO42Anot (+) SO42- không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2H2O → 4H+ + O2 + 4e 0,01→ 0,005 0,01 0,01 Số mol e cho anot = số mol e nhận catot => n H+ = 0,01 mol => [H+] = 0,01/0,1 = 0,1 → pH = => Chọn đáp án A • Dạng Điện phân hỗn hợp dung dịch muối * Ở catot: Các cation kim loại bị khử theo thứ tự dãy điện cực chuẩn (ion có tính oxi hóa mạnh bị khử trước): Mn+ + ne → M * Ở anot : Tương tự dạng dạng Bài tập 7: Điện phân (với điện cực trơ) dung dịch gồm NaCl CuSO4 có số mol, đến catot xuất bọt khí dừng điện phân Trong trình điện phân trên, sản phẩm thu anot A khí Cl2 O2 B khí H2 O2 C có khí Cl2 D khí Cl2 H2 Hướng dẫn: NaCl → Na+ + ClCuSO4→ Cu2+ + SO42Catot (-) Anot (+) 10 Na+ không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu a mol → a mol SO42-không bị điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e a mol → a mol + 2H2O → 4H + O2+ 4e a/4 mol a mol  Phương trình tổng hợp: đpdd H2O+ 2NaCl +2CuSO4 Cu + Cl2 + Na2SO4 +½ O2 + H2SO4  Chọn đáp án:A Bài tập 8: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 0,16 mol NaCl dòng điện có cường độ 2A Thể tích khí (đktc) anot sau 9650 giây điện phân A 2,240 lít B 2,016 lít C 1,792 lít D 1,344 lít Hướng dẫn: - ne trao đổi = I.t =0.2 mol F - Số mol e cho anot = số mol e nhận catot NaCl → Na+ + ClCuSO4 → Cu2+ + SO42Catot (-) (Cu2+; Na+, H2O) Na+ không điện phân Cu2+ + 2e → Cu 0,16 0,16 Anot (+) (SO42-, Cl-, H2O) SO42- không điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O → 4H+ +O2 + 4e 0,01 0,04  Vkhí = (0,08 + 0,01) 22,4 = 2,016 lít  Đáp án B Bài tập 9: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,25M AgNO3 0.15M với cường độ dòng điện I = 3.86A.Tính thời gian điện phân để khối lượng kim loại bám bên catot : a) 1,296g A 200s B.250s C 300s D 350s b) 2,42g A 250s B 1000s C 500s D 750s Hướng dẫn: - Học sinh cần so sánh tính oxi hóa cation để biết thứ tự bị điện phân, từ xử lí số liệu cho tình khác - Tính oxi hóa Ag+>Cu2+ nên theo thứ tự Ag+ bị điện phân trước đến 11 hết Cu2+ bắt đầu điện phân - Số gam kim loại Ag tối đa tạo thành : 0,015.108 = 1,62 gam - Số gam Cu tối đa tạo thành : 0,025.64 = 1,6 gam a) Do khối lượng kim loại 1,296 < 1,62 nên Ag+bị điện phân dư n Ag(bị điện phân)= 1,296: 108 = 0,012 mol Ag+ + e → Ag 0,012 0,012 ne trao đổi = I.t = 0,012.1= 0,012 mol F  t= 300s => chọn đáp án C b) Do 1,62 Điện phân hết Ag+, Cu2+đã điện phân dư =>Khối lượng Cu tạo thành : 2,42 – 1,62 = 0,8 gam => n Cu(bị điện phân) = 0,0125 mol Áp dụng công thức Faraday : Điện phân Ag : 0,015 = 3,86.t1 / 96500.1 → t1 = 375s Điện phân Cu : 0,0125.2 = 3,86.t2 / 96500 → t2 = 625 s  Tổng thời gian : 375 + 625 = 1000 s Hoặc : Tính theo số mol electron trao đổi điện cực thời gian điện phân ne trao đổi = I.t =n Ag+2 n Cu(bị điện phân)= 0,015 + 2.0,0125 = 0.04 F  t= 1000 s  Chọn Đáp án B Bài tập 10: Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A 3860 giây Dung dịch thu sau điện phân có khả hồ tan m gam Al Giá trị lớn m A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40 Hướng dẫn: Số mol e trao đổi điện phân : ne trao đổi = I.t = 3860.5/96500 =0,2 mol F Số mol CuCl2= 0,1.0,5 = 0,05 mol ; n NaCl = 0,5.0,5 = 0,25 mol Số mol Cu2+ = 0,05 mol ; n Cl- = 0,25 + 0,05.2 = 0,35 mol Vận dụng : Số mol e cho anot = số mol e nhận catot  Cl- dư , Cu2+ hết , catot có phản ứng điện phân nước (sao cho đủ số mol e nhận catot 0,2) Ở catot : Ở anot : 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,05→0,1 0,20,2 12 2H2O + 2e → H2 + 2OH0,1 (0,2-0,1) → 0,1 Dung dịch sau điện phân có 0,1 mol OH- có khả phản ứng với Al theo phương trình : Al + OH- + H2O → AlO2- + 3/2 H2 0,10,1 mAl max = 0,1.27= 2,7 (g) => Chọn đáp án B  Ở dạng học sinh cần lưu ý xét ion có điện cực, so sánh tính oxi hóa cation catot tính khử anion anot để xét thứ tự điện phân • Dạng 4:Điện phân 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 dạng trình bày Bài tập 11: Viết PTHH xảy điện phân dung dich HCl: HCl → H+ + Cl- Catot(-) Anot (+) 2H+ + 2e → H2 Phương trình điện phân: 2HCl 2Cl- → Cl2 đpdd + 2e H2 + Cl2 Bài tập 12: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch H2SO4 H2SO4→ 2H+ + SO42Catot(-) Anot (+) 2H+ + 2e → H2 SO42- Không điện phân 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Phương trình điện phân: H2O → H2 + ẵ O2 Dng 5:in phõn cỏc dung dịch bazơ * Ở catot: - Dung dịch bazơ chứa bazơ tan nên dung dịch chứa cation kim loại kiềm kiềm thổ, cation không điện phân nên catot có H2O bị điện phân : 2H2O + 2e → H2 + 2OH– * 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 Bài tập 12: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaOH: 13 NaOH Catot(-) → Na+ + OH- Anot (+) Na+ không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH–4OH- → 2H2O + O2 + 4e Phương trình điện phân: H2O → H2 + ½ O2 Bài tập 13: 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 lítHướng dẫn: mNaOH (trước điện phân) = 20 gam Điện phân dung dịch NaOH thực chất điện phân nước Phương trình điện phân:: H2O → 1/2 O2 (anot) + H2 (catot) Do mNaOH không đổi → mdd sau điện phân = 80 gam =>khối lượng H2O bị điện phân = 200 – 80 = 120 gam =>số mol H2O bị điện phân= 20/3 mol → Thể tích O2 = 74,7 lít Thể tíchH2 = 149,3 lít => Chọnđáp án D  Học sinh cần khái quát ghi nhớ điện phân dung dịch axit mạnh gốc axit chứa oxi dung dịch bazơ thực chất phương trình điện phân H2O bị điện phân • Dạng 6:Điện phân dung dịch hỗn hợp chất điện li (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 4OH- → 2H2O + O2 + 4e 2H2O → O2 + 4H+ + 4e Bài tập 14: 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 Bài tập 15: 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 Hướng dẫn: 14 CuSO4 → Cu2+ + SO420,1 0,1 HCl → H+ + Cl0,02 0,02 Catot(-) Cu2+ + 2e → Cu 0,1 ← 0,05 0,02 Anot (+) SO không bị điện phân 2Cl → Cl2 + 2e 0,01 2H2O → 4H++ O2 + 4e 24 - → 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 : Cl2 0,01mol ; O2 0,02 mol - Tổng thể tích : 0,03.22,4 = 0,672 lít => Chọn đáp án C Bài tập 16: Điện phân 100 ml hỗn hợp dung dịch gồm FeCl3 1M , FeCl2 2M,, CuCl2 1M HCl 3M với điện cực trơ có màng ngăn xốp cường độ dòng điện 5A 40 phút 50 giây catot thu được: A.5,6 g Fe B.2,8 g Fe C.6,4 g Cu D.4,6 g Cu Hướng dẫn: Ta có: n Fe3+= 0,1 mol ; n Fe2+= 0,2 mol ; n Cu2+= 0,1 mol ; n HCl = 0,2 mol 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 H+ + 1e → 1/2H2 (3) 0,2→ 0,2 Fe2+ + 2e → Fe (4) ne trao đổi = I.t = It/96500 = 5.9650/96500 = 0,5 mol F Vậy với số mol e trao đổi 0,5 mol, tính số mol electron trao đổi tổng số e bán phản ứng theo thứ tự ưu tiên thì: H+vẫn dư phản ứng (4) chưa xảy Chỉ có kim loại Cu thu phản ứng (2) => Khối lượng kim loại thu catot : 0,1.64 = 6,4 gam => Chọn đáp án C 15 Một số lưu ý cần thiết ghi nhớ để xử lí dạng tập điện phân dung dịch - 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 môi trường bazơ điện phân muối tạo kim loại đứng trước Al (Al, Kim loại kiềm, kiềm thổ) gốc axit khơng có oxi như: NaCl, AlCl3, KBr + Dung dịch sau điện phân có mơi trường trung tính: điện phân dung dịch điện li : HCl(hết), Na2SO4, KNO3 +Khi điện phân dung dịch bazơ, dung dịch axit có gốc axit chứa oxi H2SO4 H2O điện phân nên : dung dịch bazơ sau điện phân dung dịch thu dung dịch bazơ có pH tăng; dung dịch axit H2SO4 sau điện phân dung dịch axit có pH giảm - Các loại điện cực: + Điện cực trơ: (ví dụ : platin ) + Điện cực tan: ( ví dụ: bạc, đồng ) Chính anot bị oxi hóa, ăn mòn dần (tan dần) Các ion khác có mặt dung dịch ngun vẹn, khơng bị oxi hóa - H2O bắt đầu điện phân điện cực + 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 - 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 tạo H2 (ở catot) O2 (ở anot) - Khi điện phân với hệ nhiều bình điện phân nối tiếp nhau: Ở tập học sinh cần lưu ý, bình điện phân nối tiếp nhau, dòng điện thời gian điện phân nên số mol electron trao đổi bình điện phân nhau.Từ học sinh vận dụng bình điện phân tương ứng với dạng toán - Khi điện phân dung dịch với anot kim loại không trơ (khơng phải Pt hay điện cực than chì): Thì anot xảy q trình oxi hóa điện cực - Có thể có phản ứng phụ xảy cặp: chất tạo thành điện cực, chất tan dung dịch, chất dùng làm điện cực BÀI TẬP ÁP DỤNG 16 Bài Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO b mol KCl ( với điện cực trơ , có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau điện phân hồ tanđược MgO điều kiện a b A b > 2a B b =2a C b < 2a D 2b =a Bài 2.Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO b mol NaCl (với điện cực trơ có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau địên phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b là: A b > 2a B b = 2a C b < 2a D 2b = a Bài Khi điện phân hỗn hợp dung dịch b mol NaCl a mol CuSO , dung dịch sau điện phân phản ứng đợc Al xảy trờng hợp sau A.b > 2a B b < 2a C b # 2a D a> 2b a< 2b Bài4.Điện phân dung dịch AgNO3 với điện cực trơ thời gian thu dung dịch X chứa chất tan có nồng độ mol, đồng thời thấy khối lượng dung dịch giảm 9,28 gam so với ban đầu Cho tiếp 2,8 gam Fe vào dung dịch X đun nóng, khuấy thu khí NO sản phẩm khử nhất, dung dịch Y chất rắn Z Khối lượng muối có dung dịch Y? A 11,48 B 15,08 C 10,24 D 13,64 Bài5.Điều không điều sau: A Điện phân dung dịch NaCl thấy pH dung dịch tăng dần B Điện phân dung dịch CuSO4 thấy pH dung dịch giảm dần C Điện phân dung dịch NaCl + CuSO4 thấy pH dung dịch không đổi D Điện phân dung dịch NaCl + HCl thấy pH dung dịch tăng dần (coi thể tích dung dịch điện phân khơng đổi, có mặt NaCl dùng thêm màng ngăn) Bài 6.Sau thời gian điện phân 200 ml dung dịch CuSO ( d = 1,25 g/ml) với điện cực graphit (than chì) thấy khối lượng dung dịch giảm gam Để làm kết tủa hết ion Cu2+ lại dung dịch sau điện phân cần dùng 100 ml dung dịch H 2S 0,5 M Nồng độ phần trăm dung dịch CuSO ban đầu là: A 12,8 % B 9,6 % C 10,6 % D 11,8 % Bài 7.Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2 M với cường độ dòng điện 9,65A Tính khối lượng Cu bám vào catot thời gian điện phân t1 = 200 s t2 = 500 s Biết hiệu suất điện phân 100 % A 0,32 gam 0,64 gam B 0,64 gam 1,28 gam C 0,64 gam 1,60 gam D 0,64 gam 1,32 gam Bài 8.Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,1 M Cu(NO3)2 0,2 M với điện cực trơ cường độ dòng điện 5A Sau 19 phút 18 giây dừng điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam Giá trị m là: A 5,16 gam B 1,72 gam C 2,58 gam D 3,44 gam Bài Hòa tan 50 gam tinh thể CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6 M thu dung dịch X Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với cường độ 17 dòng điện 1,34A Khối lượng kim loại thoát catot thể tích khí anot (ở đktc) (Biết hiệu suất điện phân 100 %): A 6,4 gam 1,792 lít B 10,8 gam 1,344 lít C 6,4 gam 2,016 lít D 9,6 gam 1,792 lít Bài 10.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 2.4.Kết khảo sát thực nghiệm đề tài - Phát thu phiếu điều tra trước sau tiến hành thực nghiệm hai lớp 12C1 12C6 trường THPT HOẰNG HÓA - Thực nghiệm hai lớp12C1 12C6 trường THPT HOẰNG HÓA - Tiến hành kiểm tra trước sau thực nghiệm đề tài hai lớp 12C1 12C6 trường THPT HOẰNG HÓA - lấy ý kiến từ giáo viên tổ Hóa Học trường THPT HOẰNG HÓA 2.4.1.Trước thực nghiệm Bảng 1: Kết ý kiến học sinh gặp tập điện phân dung dịch Nhận xét HS Khó Bình thường Dễ Kết 72% 20% 8% Bảng 2: Kết mức điểm học sinh làm tập điện phân dung dịch Giỏi(%) Khá(%) Trung bình(%) Yếu(%) Lớp 12C1 7% 25% 58% 10% Lớp 12C6 1% 10% 65% 24% Bài tập điện phân dung dịch dạng tập quan trọng thường có đề thi THPT quốc gia thi học sinh giỏi, kết điều tra khiến tơi cảm thấy trăn trở lo lắng Từ thơi thúc tơi tìm phương pháp giải 2.4.2.Sau thực nghiệm Bảng 3: Kết ý kiến học sinh gặp tập điện phân dung dịch Nhận xét HS Khó Bình thường Dễ Kết 32% 40% 28% Bảng 4: Kết mức điểm học sinh làm tập điện phân dung dịch Lớp 12C1 Lớp 12C6 Giỏi(%) 7% 1% Khá(%) 25% 10% Trung bình(%) 58% 65% Yếu(%) 10% 24% 18 Từ kết thực nghiệm cho thấy đề tài tạo hứng thú cho học sinh , củng cố kiến thức hướng dẫn học sinh số dạng tâp điện phân dung dịch.Từ học sinh dễ dàng xử lí tập điện phân dung dịch KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trong phần đề tài tơi nghiên cứu, trình bày hệ thống nội dung kiến thức trọng tâm sau: Tơi trình bày sở lí thuyết điện phân dung dịch; trình xảy trường hợp cụ thể Tôi phân loại xếp dạng tập điện phân dung dịch thường gặp Hướng dẫn chi tiết phương pháp giải cho dạng tập tương ứng Lưu ý để học sinh ghi nhớ phương trình điện phân, đặc điểm sản phẩm tạo thành dạng điện phân Tổng kết ý riêng tình thường gặp cách xử lí tương ứng để giải nhanh xác Trong giảng dạy, tơi áp dụng phương pháp nhận thấy có nhiều kết khả quan Học sinh thấy kiến thức phương pháp cụ thể, rõ ràng, dễ hiểu dễ vận dụng nên việc học giải đề thi khơng khó khăn với dạng tập điện phân dung dịch 3.1 Kiến nghị đề xuất Trong trình giảng dạy ,thực vận dụng đề tài vào thực tiễn giáo dục nhận thấy : Việc giáo viên tự đúc rút cho kinh nghiệm giảng dạy, đơn vị kiến thức, dạng tập quan trọng Giáo viên rèn rũa phương pháp giảng dạy giúp học sinh tiếp cận kiến thức dễ dàng làm tăng hứng thú học cho học sinh, hiệu giáo dục cao Vì tự nhận thấy thân bạn đồng nghiệp bên cạnh việc giảng dạy, phải không ngừng học tập, nghiên cứu đúc rút kinh nghiệm cho nội dung kiến thức để ngày hoàn thiện nâng cao hiệu dạy học 19 XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 21 tháng 05 năm 2018 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Trương Thị Tuyến TÀI LIỆU THAM KHẢO Sgk Hóa học 12 –Nguyễn Xuân Trường (chủ biên)- NXB giáo dục, Hà nội 2007 2.Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa Học- Hóa Học 10 tập 2- NXB giáo dục 2000 Phương pháp giải tốn Hóa Học 12- Ngơ Ngọc An –NXB ĐHQGHN 4.Bồi dưỡng Học sinh giỏi Hóa Học 12- GT_TS Đào Hữu Vinh (chủ biên)-Phạm Đức Bình- NXB tổng hợp TPHCM 5.Một số vấn đề chọn lọc Hóa Học tập 2- Nguyễn Duy Ái- Nguyễn Tinh DungTrần Thành Huế-Trần Quốc Sơn-Nguyễn Văn Tòng- NXB giáo dục 20 DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Trương Thị Tuyến Chức vụ đơn vị công tác:Giáo viên ,trường THPT Hoằng Hóa TT Tên đề tài SKKN GIẢI BÀI TỐN TÍNH pH CỦA DUNG DỊCH – CÁC PHÉP Cấp đánh giá xếp loại Kết đánh giá xếp loại (Ngành GD cấp huyện/tỉnh; Tỉnh ) (A, B, C) Tỉnh C Năm học đánh giá xếp loại 2012-2013 LẤY GẦN ĐÚNG ÁP DỤNG TRONG BÀI TOÁN TÍNH pH 21 ... cho học sinh phương pháp giải nhanh tập điện phân dung dịch giúp học sinh tự tin tiếp cận với tập dạng đề thi 1.3 – Đối tượng nghiên cứu Đề tài “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh tập điện phân dung. .. tạo học sinh mà tạo tâm lí tốt cho học sinh để tham gia tốt môn khác tổ hợp KHTN Hiện tài liệu giải nhanh tập điện phân dung dịch ít, tài liệu hướng dẫn chưa cụ thể việc hướng dẫn để học sinh. .. nhanh tập điện phân dung dịch” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm cho năm học 2017-2018 1.2- Mục đích nghiên cứu Đề tài sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh tập điện phân dung dịch”