Giải pháp để học sinh lớp 12 giải một số bài tập trắc nghiệm đồ thị về điện phân

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong q trình dạy học, tơi tích lũy số kinh nghiệm giải tập trắc nghiệm đồ thị Năm học 2016 -2017 viết đề tài “Kinh nghiệm dạy học sinh lớp 12 giải số tập trắc nghiệm đồ thị dạng CO 2, muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm” góp phần nâng cao hiệu học tập em học sinh Phần lớn em học sinh học làm tốt dạng tập Tuy nhiên năm học 2018 -2019 học sinh bắt gặp dạng tập trắc nghiệm hóa học dạng đồ thị tập đồ thị điện phân Đặc biệt tập đề biểu diễn liệu, số liệu dạng đồ thị Đây dạng tập khó, phần lớn học sinh chưa bắt gặp tài liệu đề kiểm tra, nên cách vận dụng kiến thức học vào giải dạng tập Qua q trình dạy học, tơi thấy phần lớn em cách làm tập đồ thị điện phân lâu tập điện phân học sinh chưa thấy có dạng đồ thị, chủ yếu có dạng lí thuyết dạng số liệu Từ băn khoăn tơi nghiên cứu tài liệu, rút kinh nghiệm từ giảng dạy để tìm câu trả lời cho câu hỏi: “ Làm để tháo gỡ khó khăn việc học tập trắc nghiệm đồ thị điện phân cho học sinh lớp 12?”, “ Làm để nâng cao hiệu học tập em?” Xuất phát từ u cầu dạy học mơn Hóa học trường THPT Triệu Sơn nay, không ngừng đổi phương pháp dạy học Là giáo viên giảng dạy mơn Hóa học, tơi ln cố gắng nghiên cứu, tìm tịi kiến thức, kinh nghiệm giảng dạy đồng nghiệp nhằm học sinh giải vướng mắc học tập mơn Hóa học em Tơi tìm tịi rút số giải pháp hiệu để giải nhanh tập trắc nghiệm đồ thị điện phân Tôi vận dụng vào dạy học lớp 12 giảng dạy đem lại hiệu tích cực Vì vậy, tơi mạnh dạn đưa đề tài: “GIẢI PHÁP ĐỂ HỌC SINH LỚP 12 GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐỒ THỊ VỀ ĐIỆN PHÂN ” mong đồng nghiệp tham khảo góp ý 1.2 Mục đích nghiên cứu * Đối với tác giả đề tài: Qua trình nghiên cứu viết đề tài sáng kiến kinh nghiệm giải tỏa vướng mắc mà trước dạy học sinh tập trắc nghiệm Hóa học có đồ thị điện phân tơi gặp phải, đặc biệt học sinh lớp 12 ôn thi tốt nghiệp THPT Từ thân khơng ngừng bồi dưỡng nâng cao chuyên môn nghiệp vụ, tạo niềm tin cho đồng nghiệp học sinh * Đối với đồng nghiệp học sinh trường THPT Triệu Sơn - Đối với đồng nghiệp: Đề tài sáng kiến kinh nghiệm tài liệu để đồng nghiệp tham khảo hướng dẫn học sinh học ôn tập kiến thức nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy - Đối với học sinh triển khai áp dụng: Học sinh biết vận dụng nội dung đề tài cách tư duy, sáng tạo giải phần lớn tập trắc nghiệm đồ thị điện phân Qua đó, giúp học sinh nâng cao chất lượng hứng thú học tập mơn Hóa học 1.3 Đối tượng nghiên cứu đề tài - Đề tài khảo sát, đánh giá thực trạng việc học tập học sinh số lớp chọn làm đối tượng nghiên cứu trước sau tác động - Đề tài đưa kinh nghiệm tác giả số giải pháp cụ thể giảng dạy hướng dẫn học sinh giải số tập trắc nghiệm đồ thị điện phân 1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: Tìm đọc, nghiên cứu, phân tích tài liệu liên quan Rút kinh nghiệm thực tế giảng dạy Từ xây dựng sở lí luận đề tài - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Tiến hành kiểm tra chất lượng học sinh trước sau tác động (ở lớp thực nghiệm lớp đối chứng) - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: Sử dụng phương pháp thống kê để xử lý số liệu So sánh kết thu thập lớp thực nghiệm lớp đối chứng Sử dụng cơng thức tính toán phần mền excel để xử lý số liệu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Trong q trình dạy học ôn thi tốt nghiệp THPT cho học sinh lớp 12 năm học 2019 -2020, nhận thấy dạng tập trắc nghiệm đồ thị điện phân mẻ, có đề thi thử THPT Quốc gia từ năm học 2018-2019, chưa có nhiều tài liệu đề cập hướng dẫn cách giải nên gây khó khăn cho học sinh Sau tìm đọc tham khảo tài liệu, nghiên cứu tìm tịi kiến thức đổi cách dạy, dạy thực nghiệm lớp 12E4 nhận thấy hiệu học tập em tăng lên đáng kể Trong tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net) giúp tâm đắc Tuy nhiên đưa cho học sinh tự nghiêm cứu em khơng hiểu Từ sở thúc viết sáng kiến kinh nghiệm Tôi sử dụng ví dụ chọn lọc tài liệu internet , trích đề thi thử THPTQG trường phổ thông trường chuyên nước hướng dẫn học sinh giải theo kinh nghiệm đúc rút thân, chủ yếu theo bước: - Bước hướng dẫn học sinh nắm vững kiến thức cần nhớ - Bước hướng dẫn học sinh nhận biết phân tích tốt dáng đồ thị tương ứng với dạng tập hóa học phần lí thuyết cần vận dụng - Bước hướng dẫn em giải dựa vào dáng đồ thị Định luật bảo tồn electron để giải nhanh tốn Hóa học - Bước hướng dẫn tập vận dụng 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Từ năm học 2018 – 2019, đề thi THPT Quốc gia có gặp tập trắc nghiệm đồ thị điện phân Với dạng câu hỏi tơi thấy học sinh gặp nhiều khó khăn em luyện tập sử dụng đồ thị, tập đồ thị điện phân chưa gặp năm trước Chủ yếu tài liệu viết đồ thị dạng tập trắc nghiệm CO2 (hoặc SO2), muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm Mặt khác, tài liệu tham khảo đồ thị điện phân hạn chế chưa đầy đủ Đặc biệt số tập trắc nghiệm đề biểu diễn liệu, số liệu dạng đồ thị học sinh lúng túng quên chất tốn nên khơng tìm kết xác Từ thực trạng nêu cho thấy Người dạy cần tìm hiểu kiến thức, đúc rút kinh nghiệm giảng dạy để tìm phương pháp dạy học nhằm giúp em khắc phục khó khăn Trăn trở vấn đề nên viết đề tài sáng kiến kinh nghiệm, đưa số giải pháp để giải nhanh tập trắc nghiệm đồ thị điện phân Hi vọng đề tài tài liệu tham khảo hữu ích bổ ích cho em học sinh đồng nghiệp Để có sở đánh giá hiệu việc áp dụng đề tài vào thực tế dạy học, chọn lớp nguyên vẹn trường THPT Triệu Sơn 3, cụ thể: - Lớp đối chứng: + Lớp 12E5 (Năm học 2019 -2020) - Lớp thực nghiệm: + Lớp 12E4 (Năm học 2019 -2020) Trong trình giàng dạy, hai lớp 12 nhận thấy gặp dạng tập trắc nghiệm đồ thị, đa số học sinh lớp 12E4 12E5 không giải Mặt khác, hai lớp chọn tham gia nghiên cứu cho đề tài có nhiều điểm tương đồng khả nhận thức, tỉ lệ giới tính, dân tộc, ý thức học tập lực học tập mơn Hóa học Sử dụng kết kiểm tra học kì I mơn Hóa học năm học 2019 -2020 làm kiểm tra trước tác động Kết cho thấy điểm trung bình hai lớp 12E4 12E5 có khác Trong điểm TBC lớp thực nghiệm 12E4 6,3; điểm TBC lớp đối chứng 12E5 6,0 Tôi dùng phép kiểm chứng TTest độc lập để kiểm chứng chênh lệch điểm số trung bình mơn lớp trước tác động Kết tính p= 0,19171 > 0,05=> chênh lệch điểm số trung bình hai lớp thực nghiệm lớp đối chứng khơng có ý nghĩa, hai lớp coi tương đương 2.3 Giải pháp tổ chức thực đề tài Tôi chọn lớp 12E4 lớp thực nghiệm, lớp 12E5 lớp đối chứng Ở lớp đối chứng hướng dẫn học sinh tự tìm hiểu nghiên cứu tài liệu (Giáo viên phơ tô tài liệu cho học sinh) tập trắc nghiệm đồ thị Ở lớp thực nghiệm, dạy thực nghiệm theo giải pháp đề tài sáng kiến kinh nghiệm sau: BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN CỤ THỂ 2.3.1 Giải pháp chung Kinh nghiệm giải số tập trắc nghiệm đồ thị sau: - Bước hướng dẫn học sinh nắm vững kiến thức cần nhớ - Bước 2: Giáo viên hướng dẫn học sinh nhận biết, phân tích dáng đồ thị dạng tập Giáo viên hướng dẫn học sinh nhận biết dáng đồ thị tương ứng với dạng tập Giáo viên hướng dẫn học sinh dựa vào tọa độ điểm quan trọng đồ thị cho, xác định chất ion điện phân hết hay chưa? Xác định khí tạo thành trình điện phân - Bước 3: Giải tốn Giáo viên lấy ví dụ cụ thể hướng dẫn học sinh giải toán đồ thị điện phân - Bước 4: Hướng dẫn học sinh làm tập vận dụng 2.3.2 Giải pháp cụ thể Giáo viên cần hướng dẫn học sinh nắm vững lí thuyết điện phân trọng tâm sau hướng dẫn học sinh giải tốn Việc nắm vững lí thuyết quan trọng, từ kiến thức lí thuyết học sinh trả lời câu hỏi: Tại điện cực ion bị điện phân trước? ion điện phân hết, ion cịn dư, khí sinh trước, khí sinh sau? dung dịch sau điện phân lại ion gì? Bước 1: GV hướng dẫn nội dung lí thuyết cần nắm vững I Khái niệm Sự điện phân q trình oxi hóa – khử xảy bề mặt điện cực có dịng điện chiều qua chất điện li nóng chảy dung dịch chất điện li + Tại Catot (cực âm – ) xảy trình khử (nhận e) + Tại Anot (cực dương +) xảy trình oxi hóa (cho e) So sánh phản ứng oxi hóa khử thông thường phản ứng điện phân: Khác với phản ứng oxi hóa – khử thơng thường, phản ứng điện phân tác dụng điện chất môi trường điện phân không trực tiếp cho electron mà phải truyền qua dây dẫn Tuy nhiên q trình điện phân q trình oxi hóa khử nên giải tập điện phân nên áp dụng định luật bảo toàn, định luật bảo tồn electron II Phân loại Điện phân nóng chảy Phương pháp điện phân nóng chảy áp dụng điều chế kim loại hoạt động mạnh như: Na, K, Ca, Ba, Mg, Al a) Điện phân nóng chảy oxit: áp dụng điều chế Al NaAlF6 2Al2 O3 ��� � 4Al+3O b) Điện phân nóng chảy hiđroxit Điện phân nóng chảy hiđroxit kim loại nhóm IA… để điều chế kim loại tương ứng dpnc � 4M + nO2 + 2nH2O 4M(OH)n ��� c) Điện phân nóng chảy muối clorua Điện phân nóng chảy muối clorua kim loại kiềm kim loại kiềm thổ để điều chế kim loại tương ứng dpnc � 2M + nCl2 2MCln ��� Điện phân dung dịch Điều chế kim loại hoạt động trung bình yếu - Trong điện phân dung dịch nước giữ vai trị quan trọng + Là mơi trường để cation anion di chuyển cực + Nước tham gia vào q trình điện phân Tại catot (–) H2O bị khử: 2H O+2e � H �2OH  Tại anot (+) H2O bị oxi hóa: 2H 2O � O2 �4e  H  * Thứ tự điện phân điện cực Học sinh cần nắm vững thứ tự điện phân ion điện cực q trình phân tích đồ thị có kết xác Ngun tắc: Cũng giống phản ứng oxi hóa khử thơng thường cation kim loại có tính oxi hóa mạnh tham gia q trình khử trước, cation kim loại có tính oxi hóa yếu tham gia q trình khử sau ngược lại - Tại Catot (–): + Các ion kim loại mạnh K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Al3+ khó nhận electron ( coi không điện phân) + Các ion sau Al bị khử thành kim loại, với thứ tự ưu tiên ngược từ lên Zn2+ < Fe2+ < Ni2+ < Sn2+ < Pb2+ < H+ < Cu2+< Fe3+ < Hg2+< Ag+ < Pt2+ < Au3+ + Tiếp theo H2O bị khử: 2H 2O+2e � H �2OH  - Tại Anot (+): + Thứ tự ưu tiên : S2- >I- >Br - >Cl- >RCOO  > OH -  H O 2223+ Các anion gốc axit có oxi như: NO3 ;SO ;CO3 ;SO3 ;PO ;ClO … coi không điện phân * Nhận xét: Dễ nhường e anion gốc axit khơng có oxi: S2- >I- >Br - >Cl- Kế tiếp OH- (bazơ): 2OH- � O2 + 4e + 2H+  Sau H2O: 2H O � O �4e  H III Tính lượng chất thu điện cực theo công thức Faraday A Q A It m= × = n F n 96500 Trong đó: + m: số gam dạng sảm phẩm sinh điện cực + n: số electron trao đổi + Q = It: điện lượng qua dung dịch với cường độ dòng điện I, thời gian t có đơn vị culong; I (A); t(giây) + F: số Faraday; 1F = 96487 C �96500C A + : gọi đương lượng điện hoá, gọi tắt đương lượng, kí hiệu Đ n Số electron nhường – nhận: ne  It F Bước 2: Giáo viên hướng dẫn học sinh nhận biết, phân tích dáng đồ thị dạng tập Sau hướng dẫn học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, giáo viên đưa dạng tập đồ thị hướng dẫn em phân tích điểm tọa độ quan trọng đồ thị nhằm tìm hướng giải vấn đề Dạng 1: Bài toán đồ thị điện phân dung dịch hỗn hợp muối chứa ion 2+ Cu X-, điện phân X- hết trước Cu2+ Tổng số mol khí thu điện cực n (mol) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả theo dạng đồ thị sau: => Độ dốc đồ thị: NP > OM > MN n (mol) P N M a t (gi ây) b - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thứ (X2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (O2) Đoạn NP: Độ dốc cao (H2;O2) 2+ - + Tại thời điểm t=a giây: Cu X bị điện phân, khí sinh đoạn OM X2 nên có độ dốc cao thứ hai Catot (-) Anot (+) 2X  � X �2e Cu 2  2e � Cu - + Đoạn MN: độ dốc thấp X hết, anot H O tham gia vào trình điện phân, khí O Catot (-) Cu 2  2e � Cu Anot (+) 2H 2O � O �4e  H  2+ - + Tại thời điểm t = b giây (Đoạn NP) độ dốc cao Cu X hết, 2 catot anot H O tham gia vào q trình điện phân, khí H O Catot (-) Anot (+) 2H O � O �4e  H  2H O+2e � H �2OH  Dạng 2: Bài toán đồ thị điện phân dung dịch hỗn hợp muối chứa ion Cu X-, điện phân Cu2+ hết trước X- Tổng số mol khí thu điện cực n (mol) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả theo dạng đồ thị sau: => Độ dốc đồ thị: MN > NP > OM 2+ n ( mol) P N M a t (giây) b - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thấp (X2) Đoạn MN : Độ dốc cao (X2;H2) Đoạn NP: Độ dốc thứ (H2;O2) 2+ - + Tại thời điểm t=a giây: Cu X bị điện phân, khí sinh đoạn OM X2 nên có độ dốc thấp Catot (-) Anot (+) 2X  � X �2e Cu 2  2e � Cu 2+ + Đoạn MN: độ dốc cao Cu hết, catot H O tham gia vào 2 trình điện phân, khí H Cl Catot (-) Anot (+) 2H O+2e � H �2OH  2Cl � Cl2 �2e 2+ - + Tại thời điểm t = b giây (Đoạn NP) độ dốc cao thứ hai Cu X hết, 2 catot anot H O tham gia vào trình điện phân, khí H O Catot (-) 2H O+2e � H �2OH Anot (+)  2H O � O �4e  H  Dựa vào liệu đồ thị ta có tổng số mol khí áp dụng định luật bảo tồn electron, lập hệ phương trình ta giải toán Bước 3: Giải toán Giáo viên lấy ví dụ cụ thể hướng dẫn học sinh giải toán đồ thị điện phân Dạng 1: Bài toán đồ thị điện phân dung dịch hỗn hợp muối chứa ion 2+ Cu X-, điện phân X- hết trước Cu2+ Câu 1: (Trích đề thi THPT QG 2019 - mã 201) Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dịng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M, N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước.Giá trị m A 7,57 B 5,97 C 2,77 D 9,17 n (mol) 0,045 N M 0,010 a 6a t (gi ây) Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Do đoạn MN độ dốc thấp nên khí sinh (khí O2), ứng với đoạn MN catot ion Cu2+ còn, anot ion Cl- hết, H2O tham gia vào trình điện phân Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (O2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Gọi số mol CuSO4 NaCl x, y (đk x,y>0) Catot O Cu 0,01 M Cl2 0,01 Cu 2a N O2 a H2 2b Anot O2 b 2+ - + Tại thời điểm t=a giây: Cu Cl bị điện phân, khí sinh đoạn OM Cl2 2Cl  � Cl2 �2e Cu 2  2e � Cu 0,01 e(a) Ta có n 0,02 0,02 0,01 0,02 = 0,02 mol - 2 + Đoạn MN: Cl hết, anot H O tham gia vào trình điện phân, khí O Cu 2  2e � Cu 2a 2H 2O � O �4e  H  4a a 4a + Tại thời điểm t = 6a: 2+ Cu - Cl hết, catot anot H O tham gia vào trình điện 2 phân, khí H O 2H O+2e � H �2OH  2H O � O �4e  H  4b 2b b 4b Dựa vào đồ thị: Tại thời điểm t=6a ta có: Tổng số mol khí: n = 0,01 + a + b +2b = 0,045 (mol) => a + 3b = 0,035 (I) Áp dụng ĐLBT electron: ne(6a) = 6.ne(a) = 0,02 = 0,12 (mol) 0,02 + 4a + 4b = 0,12 (mol) => a + b = 0,025 (II) Giải hệ (I) (II) ta a = 0,02; b= 0,005 Theo đó, số mol CuSO4 x = 0,01 + 2a = 0,05 mol Số mol NaCl y = 0,02 mol Giá trị m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl là: m = mCuSO  mNaCl m =0,05.160 + 0,02.58,5 = 9,17 (g) => Đáp án D 4b Dạng 2: Bài toán đồ thị điện phân dung dịch hỗn hợp muối chứa ion Cu X-, điện phân Cu2+ hết trước X- Câu 2: (Trích đề thi THPT QG 2019 - mã 203) Hịa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dịng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M, N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m 2+ A 17,48 B 15,76 C 13,42 D 11,08 n ( mol) 0,21 N 0,04 M t (giây) 3,5 a a Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Do đoạn MN độ dốc cao, cao đoạn OM nên phải có khí sinh (số mol lớn khí sinh ra), ứng với đoạn MN catot ion Cu2+ bị điện phân hết nên H2O tham gia vào trình điện phân, anot ion Cl- cịn (2 khí H2 Cl2) Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (H2; Cl2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Gọi số mol CuSO4 NaCl x, y (đk x,y>0) Catot O Cu 0,04 M Cl2 0,04 H2 a N Cl2 a H2 2b Anot O2 b 2+ - + Tại thời điểm t=a giây: Cu Cl bị điện phân, khí sinh đoạn OM Cl2 Catot (-) Cu 2  2e � Cu 0,04 e(a) Ta có n 0,08 Anot (+) 2Cl  � Cl2 �2e 0,08 0,04 0,08 = 0,08 mol 10 2+ + Đoạn MN: Cu hết, catot H O tham gia vào trình điện phân, khí 2 H Cl 2Cl � Cl2 �2e 2H O+2e � H �2OH  2a 2a a 2a a 2a + Tại thời điểm t = 3,5a: 2+ Cu - Cl hết, catot anot H O tham gia vào q trình điện 2 phân, khí H O 2H O+2e � H �2OH  2H O � O �4e  H  4b 2b b 4b 4b Dựa vào đồ thị: Tại thời điểm t=3,5a ta có: Tổng số mol khí: n = 0,04 + a + b +a + 2b = 0,04 (mol) => 2a + 3b = 0,17 (I) Áp dụng ĐLBT electron: ne(3,5a) = 3,5.ne(a) = 3,5 0,08 = 0,28 (mol) 0,08 + 2a + 4b = 0,28 (mol) => a + 2b = 0,1 (II) Giải hệ (I) (II) ta a = 0,04; b= 0,03 Theo đó, số mol CuSO4 x = 0,04 mol Số mol NaCl y = 0,08 + 2a = 0,16 mol Giá trị m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl là: m = mCuSO  mNaCl m =0,04.160 + 0,16.58,5 = 15,76 (g) => Đáp án B Bước 4: Hướng dẫn học sinh làm tập vận dụng Dạng 1: Bài toán đồ thị điện phân dung dịch hỗn hợp muối chứa ion Cu X-, điện phân X- hết trước Cu2+ 2+ Câu 1: (Trích đề thi THPT QG 2019 - mã 202) Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m A.11,94 B.8,74 C.5,54 D.10,77 11 n (mol) 0,07 N M 0,020 a 4a t (gi ây) Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (O2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Tương tự phần ví dụ, giáo viên hướng dẫn học sinh giải nhanh Gọi số mol CuSO4 NaCl x, y (đk x,y>0) Catot O Anot Cu 0,02 M Cl2 0,02 Cu 2a N O2 a H2 2b O2 b Dựa vào đồ thị: Tại thời điểm t=4a ta có: Tổng số mol khí: n = 0,02 + a + b +2b = 0,07(mol) => a + 3b = 0,05 (I) Áp dụng ĐLBT electron: ne(6a) = 0,04 + 4a + 4b = 4.ne(a) = 0,16 (mol) => a + b = 0,03 (II) Giải hệ (I) (II) ta a = 0,02; b= 0,01 Theo đó, số mol CuSO4 x = 0,02 + 2a = 0,06 mol Số mol NaCl y = 0,04 mol Giá trị m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl là: m = mCuSO  mNaCl m =0,06.160 + 0,04.58,5 = 11,94 (g) => Đáp án A Câu 2: (Trích tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net)) Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Cu(NO3)2 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ khơng đổi I =2 A Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m A.10,57 B.5,97 C.2,77 D.9,17 12 n (mol) 4,5.a N M a 965 5790 t (gi ây) Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (O2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Gọi số mol Cu(NO3)2 NaCl x, y (đk x,y>0) Áp dụng Công thức faraday thu gọn: ne  2a  I t 2.965   0,02 �� � a  0, 01 mol F 96500 Catot O Anot Cu 0,01 M Cl2 0,01 Cu 2u N O2 u H2 2v O2 v Ta có tổng số mol khí: 0,01 + u + v + 2v = 0,045 → u + 3v = 0,035 (I) Tại thời điểm 5790 s, áp dụng ĐLBT electron : ne = 4u + 4v + 0,02  2.5790  0,12 mol → u + v = 0,025 (II) 96500 Từ (I) (II) ta có hệ phương trình, giải hệ u = 0,02, v = 0,005 Theo đó, số mol Cu(NO3)2 x = 0,01 + 2u = 0,05 mol Số mol NaCl y = 0,02 mol Giá trị m gam hỗn hợp Cu(NO3)2 NaCl là: m = mCu(NO )  mNaCl m =0,05.188 + 0,02.58,5 = 10,57 (g) => Đáp án A Bài tập học sinh tự vận dụng Câu 3: (Trích tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net)) Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp Cu(NO 3)2 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp , dòng 13 điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m A 8,690 B 7,570 C.2,770 D.8,105 n (mol) 0,04 N M 0,010 a t (gi ây) 5a => Đáp án A Câu 4: (Trích tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net)) Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp CuSO4 KCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dịng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước.Giá trị m A.7,57 B.12,69 C.12,77 D.12,37 n (mol) 0,055 N 0,04 M 0,14.a 0,16 a t (gi ây) => Đáp án B Dạng 2: Bài toán đồ thị điện phân dung dịch hỗn hợp muối chứa ion Cu X-, điện phân Cu2+ hết trước X- 2+ Câu 1: (Trích đề thi THPT QG 2019 - mã 206) Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m A.26,22 B.16,62 C.23,64 D.20,13 14 n ( mol) 0,288 N M 0,06 t (giây) a 3,2 a Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (H2; Cl2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Tương tự phần ví dụ, giáo viên hướng dẫn học sinh giải nhanh Gọi số mol CuSO4 NaCl x, y (đk x,y>0) Catot O Cu 0,06 M Cl2 0,06 H2 a N Cl2 a H2 2b + Tại thời điểm t=a giây: Anot O2 b e(a) n = 0,12 mol + Tại thời điểm t = 3,2a: Tổng số mol khí: n = 0,06 + a + b +a + 2b = 0,288 (mol) => 2a + 3b = 0,228 (I) Áp dụng ĐLBT electron: ne(3,2a) = 0,12 + 2a + 4b = 3,2.ne(a) = 0,384 (mol) => a + 2b = 0,132 (II) Giải hệ (I) (II) ta a = 0,06; b= 0,036 Theo đó, số mol CuSO4 x = 0,06 mol Số mol NaCl y = 0,12 + 2a = 0,24 mol Giá trị m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl là: m = mCuSO  mNaCl m =0,06.160 + 0,24.58,5 = 23,64 (g) => Đáp án C Câu 2: (Trích tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net)) Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Cu(NO3)2 KCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp ,dịng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp 15 khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước.Giá trị m A.11,405 B.13,195 C.7,680 D.9,175 n (mol) 0,095 N M 0,025 a 2,6.a t (gi ây) Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (H2; Cl2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Gọi số mol Cu(NO3)2 KCl x, y (đk x,y>0) Catot O Anot Cu 0,025 M Cl2 0,025 H2 b N Cl2 b H2 2c O2 c e(a) n = 0,05 mol Dựa vào đồ thị: Tại thời điểm t=2,6a ta có: Tổng số mol khí: n = 0,025 + b + c +b + 2c = 0,095 (mol) => 2b + 3c = 0,07 (I) Áp dụng ĐLBT electron: ne(2,6a) = 0,05 + 2b + 4c = 2,6 0,05 = 0,13 (mol) => b + 2c = 0,04 (II) Giải hệ (I) (II) ta b = 0,02; c= 0,01 Theo đó, số mol Cu(NO3)2 x = 0,025 mol Số mol KCl y = 0,05 + 2b = 0,09 mol Giá trị m gam hỗn hợp Cu(NO3)2 KCl là: m = mCu(NO )  mKCl m =0,025.188 + 0,09.74,5 = 11,405 (g) => Đáp án A Bài tập học sinh vận dụng 16 Câu 3: (Trích tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net)) Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp CuCl KCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dịng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m A.17,59 B.19,83 C.13,42 D.17,18 n ( mol) 0,18 N M 0,05 a 2,6 a t (giây) Phân tích, hướng dẫn giải - Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích dáng đồ thị: Đoạn OM: Độ dốc thứ (Cl2) Đoạn MN : Độ dốc thấp (H2; Cl2) Đoạn N : Độ dốc cao (H2;O2) - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải toán Khi học sinh quen với dạng tập, giáo viên hướng dẫn học sinh giải nhanh, ngắn gọn, dễ hiểu Gọi số mol CuCl2 KCl x, y (đk x,y>0) Catot O Cu 0,05 M Cl2 0,05 H2 u N Cl2 u H2 2v Anot O2 v Ta có tổng số mol khí: u + 2v + 0,05 + u +v = 0,18 → 2u + 3v = 0,13 (I) Tại thời điểm t = 2,6a giây, áp dụng ĐLBT electron : ne = 2u + 4v + 0,1 = 0,1.2,6 → u + 2v = 0,08 (II) Từ (I) (II) ta có hệ phương trình, giải hệ u = 0,02, v = 0,03 Theo đó, số mol CuCl2 x = 0,05 mol Số mol KCl y = 0,1 + 2u = 0,14 mol Giá trị m gam hỗn hợp CuCl2 KCl là: m = mCuCl  mKCl 17 m =0,05.135 + 0,14.74,5 = 17,18 (g) => Đáp án D Câu 4: (Trích tài liệu Thầy Nguyễn Khắc Hậu (Trang 123doc.net)) Hịa tan hồn toàn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước thu dung dịch X Tiến hành điện phân X với điện cực trơ, màng ngăn xốp, dòng điện có cường độ khơng đổi Tổng số mol khí thu hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M,N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay nước Giá trị m A.17,48 B.15,76 C.13,42 D.11,08 n ( mol) 0,21 N 0,12 M a t (giây) 1,75 a Phân tích, hướng dẫn giải Gọi số mol CuSO4 NaCl x, y (đk x,y>0) Catot O Anot Cu t M Cl2 t H2 u N Cl2 u H2 2v O2 v Ta có: t+ 2u = 0,12 3v = 0,21- 0,12 → v = 0,03 Tại thời điểm t = a giây, áp dụng ĐLBT electron : ne(1) = 2t + 2u (mol) ne(2) = 2t + 2u + 4v = 1,75.(2t + 2u) (mol) 2t  2u → 1,5t + 1,5u - 4v =  2t  2u  4v (I) (II) (III) 1, 75 Từ (I), (II), (III) ta có hệ phương trình : t= 0,04 u = 0,04 v = 0,03 x = 0,04 y = 0,16 Giá trị m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl là: m = mCuSO  mNaCl m =0,04.160 + 0,16.58,5 = 15,76 (g) => Đáp án B 18 * Nhận xét: Bài tập đồ thị điện phân dạng tập mới, lạ nên giáo viên dạy học sinh cần thực theo bước khơng nên nóng vội, học sinh chưa hiểu gây chán nản Nhưng học sinh hiểu bài, phân tích đồ thị, giải tốn phần lớn học sinh cảm thấy hứng thú, tích cực xây dựng Dạng 3: Bài tốn đồ thị điện phân dung dịch mô tả biến thiên pH dung dịch theo thời gian Câu 1: (Trích đề thi thử THPTQG năm 2019) Điện phân dung dịch hỗn hợp chứa HCl, NaCl, FeCl (điện cực trơ, có màng ngăn) Đồ thị sau biểu diễn biến thiên pH dung dịch theo thời gian (bỏ qua thuỷ phân muối)? A B C D pH pH pH t (giây) pH t (giây) t (giây) t (giây) Phân tích, hướng dẫn giải Lúc đầu Fe bị điện phân trước thành Fe2+ nên pH khơng đổi => loại C, D Sau đến H+ bị điện phân nên nồng độ axit giảm => pH tăng => Chọn B Câu 2: Điện phân dung dịch NaCl (điện cực trơ, có màng ngăn) Đồ thị sau biểu diễn biến thiên pH dung dịch theo thời gian? A B C D 3+ pH pH pH t (giây) pH t (giây) t (giây) t (giây) Phân tích, hướng dẫn giải + + Tại catot, ion Na không bị điện phân, H O tham gia vào trình điện phân nên pH dung dịch tăng dần Catot (-) 2H O+2e � H �2OH  Anot (+) 2Cl � Cl2 �2e 19 - + Tại anot, điện phân hết ion Cl ; H O tham gia vào trình điện - phân điện cực, pH dung dịch tăng chậm nồng độ OH tăng dần (H O bị điện phân) => Chọn đáp án D 2.4 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Đối với thân đồng nghiệp SKKN góp phần tích cực vào phong trào đổi phương pháp dạy học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học chung trường THPT Triệu Sơn 2.4.2 Đối với học sinh Sử dụng kết kiểm tra học kì I mơn Hóa học làm kiểm tra trước tác động So sánh kết thống kê điểm kiểm tra học kì I mơn Hố học năm học 2019 – 2020, lớp 12E4 12E5 sau: Bảng 1: So sánh điểm trung bình kiểm tra trước tác động Thống kê điểm kiểm tra trước tác động Sĩ Lớp 0→