Dạy học tích cực thông qua việc rèn luyện kĩ năng phân loại và giải nhanh bài tập điện phân

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM DẠY HỌC TÍCH CỰC THÔNG QUA VIỆC RÈN LUYỆN KĨ NĂNG PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN Người thực hiện: Trịnh Thị Hiền Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Thạch Thành I SKKN mơn: Hóa Học THANH HOÁ, NĂM 2020 MỤC LỤC Nội dung 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 Nội dung 2.1 Cơ sở lí luận 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Những giải pháp thực 2.3.1.Các dạng bập phương pháp giải nhanh 2.3.2.Một số kinh nghiệm giải nhanh tập điện phân 2.3.3 Một số tập vận dụng 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Kết luận Tài liệu tham khảo Trang 1 2 3 3 14 15 17 18 20 1.MỞ ĐẦU 1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hố học môn khoa học quan trọng nhà trường phổ thông Mơn hố học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, thiết thực , giáo viên mơn hố học cần hình thành em kỹ bản, thói quen học tập làm việc khoa học làm tảng cho việc giáo dục, phát triển lực nhận thức, lực hành động Qua giáo dục học sinh đức tính cần thiết cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, xác, u chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với thân, gia đình, xã hội hồ hợp với mơi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh hành trang vào sống Trong mơn hố học tập hố học có vai trị quan trọng Nó nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích tượng q trình hố học Chun đề điện phân dung dịch chuyên đề hay quan trọng nên tập điện phân thường có mặt kì thi lớn quốc gia Bài tập điện phân chuyên đề bậc phổ thông, đọc sách giáo khoa xong ta khó tổng hợp kiến thức vận dụng để giải tập Mặt khác sách tham khảo thị trường chưa sâu vấn đề Qua q trình tìm tịi, nghiên cứu nhiều năm tơi hệ thống hóa dạng tập điện phân dung dịch phương pháp giải dạng tập cho học sinh cách dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh lúng túng, sai lầm nâng cao kết kỳ thi Trên tinh thần tơi viết Sáng kiến kinh nghiệm:" Dạy học tích cực thông qua việc rèn luyện kĩ phân loại giải nhanh tập điện phân" Với hy vọng đề tài giúp học sinh phát huy tính tích cưc sáng tạo học tập rèn luyện kĩ giải nhanh tập điện phân tập hóa học khác Đây tài liệu tham khảo phục vụ tốt cho việc học tập em học sinh 12 cho công tác giảng dạy bạn đồng nghiệp MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xây dựng hệ thống dạng tập phần điện phân Hướng dẫn học sinh cách giải nhanh gặp dạng Mục đích việc làm để hình thành kỹ giải nhanh tập phần điện phân ngồi việc giúp học sinh nắm chất phản ứng giáo viên phải hình thành cho học sinh phương pháp giải nhanh bên cạnh rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước tốn khả phân tích đề Chính việc cung cấp cho học sinh phương pháp giải nhanh tập điện phân đề giúp học sinh định hướng đúng, xử lý nhanh làm tập điện phân điều cần thiết, giúp học sinh có tư khoa học học tập hố học nói riêng mơn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng dạy học 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài giúp học sinh phát huy tính tích cưc sáng tạo học tập rèn luyện kĩ giải nhanh tập điện phân tập hóa học khác Đề tài phân loại rõ dạng tập điện phân sở định hướng cách giải nhanh cho dạng Áp dụng cho học sinh lớp 12 ôn thi tốt nghiệp Đề tài có dạng tập khác từ dễ đến khó nên học sinh có dạng phù hợp để giúp em làm tốt dạng tập 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -PP nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết dựa nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu tham khảo - Trao đổi kinh nghiệm học hỏi đồng nghiệp -PP điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin - PP thống kê, xử lý số liệu NỘI DUNG 2.1.CƠ SỞ LÍ LUẬN Như biết để giải nhanh toán hố học tính theo phương trình hố học bước học sinh phải viết xác phương trình hố học tính đến việc làm tới bước viết phương trình sai việc tính tốn học sinh trở nên vơ nghĩa Đối với dạng tập điện phân để viết phương trình hố học xác, học sinh phải hiểu chất phản ứng Viết phản ứng điện cực Biết áp dụng công thức Faraday vào giải tập điện phân Mặt khác kỹ giải toán hoá học hình thành học sinh nắm vững lý thuyết, nắm vững kiến thức tính chất hố học chất, biết vận dụng kiến thức vào giải tập Học sinh phải hình thành mơ hình giải toán, bước để giải toán, kèm theo phải hình thành học sinh thói quen phân tích đề định hướng cách làm kỹ quan trọng việc giải tốn hóa học Do đó, để hình thành kỹ giải nhanh tập điện phân ngồi việc giúp học sinh nắm chất phản ứng giáo viên phải hình thành cho học sinh phương pháp giải nhanh bên cạnh rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước toán khả phân tích đề Chính việc cung cấp cho học sinh phương pháp giải nhanh tập điện phân đề giúp học sinh định hướng đúng, xử lý nhanh làm tập điện phân điều cần thiết, giúp học sinh có tư khoa học học tập hố học nói riêng mơn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng dạy học 2.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ - Tài liệu viết điện phân cịn nên nguồn tư liệu để giáo viên nghiên cứu hạn chế nội dung phần điện phân cung cấp cho học sinh chưa nhiều - 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 ( n e trao đổi) để giải nhanh toán điện phân - Học sinh thường lúng túng xác định trường hợp H 2O 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 - Học sinh thường bỏ qua phản ứng phụ 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 2.3.GIẢI PHÁP VÀ CÁCH TỔ CHỨC THỰC HIỆN 2.3.1 CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH Dạng 1: Điện phân dung dịch muối Kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm Ở catot (cực âm) Cation kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ ion Nhơm khơng bị điện phân chúng có tính oxi hóa yếu H2O; H2O bị điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– 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 khơng bị điện phân mà H2O bị điện phân 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 + 2OH → Phương trình : 2Cl- + 2H2O → Cl2 + H2 + 2OH2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 Chú ý: Xảy tương tự điện phân dung dịch : NaCl , CaCl , 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+ + SO42- Catot (-) Anot (+) 2Na không bị điện phân SO4 không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH 2H2O → O2 + 4H+ + 4e → Phương trình điện phân: Chú ý: Xảy tương tự điện phân dung dịch: NaNO3, K2SO4 , Na2CO3 , MgSO4 , Al2(SO4)3 Ví dụ 3: Điện phân 100ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ ,có màng ngăn, cường độ dịng điện I 1.93A Tính thời gian điện phân để dung dịch 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 giải Vì dung dịch có PH = 12 → Mơi trường kiềm pH = 12 → [H+] = 10-12 → [OH-] = 0,01 → Số mol OH- = 0,001 mol NaCl → Na+ + ClCatot (-) Anot (+) Na không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OHCl- → Cl2 + 2e 0,001 0,001 → Số mol e trao đổi : n = 0,001 mol → Chọn đáp án A Dạng 2: Điện phân dung dịch muối kim loại đứng sau Al dãy điện hóa 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): (Xảy tương tụ mục I.1.1b) Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch CuSO4 : CuSO4 → Cu2+ + SO42Catot(-) Anot (+) 2SO4 không bị điện phân 2+ Cu + 2e → Cu 2H2O → 4H+ + O2+ 4e → Phương trình điện phân : Cu2+ + H2O → Cu + 2H+ + ½ O2 CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + ½ O2 Chú ý: Xảy tương tự điện phân dung dịch muối kim loại từ Zn → Hg với gốc axit NO3- , SO42- : Cu(NO3)2 + H2O → Cu + 2HNO3 + ½ O2 Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch ZnCl2 : + ZnCl2 → Zn2+ + 2ClCatot (-) Anot (+) Zn + 2e → Zn 2Cl- → Cl2 + 2e → Phương trình điện phân: Ví dụ 3: Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0,1M với điện cực trơ vừa bắt đầu sủi bọt bên catot ngừng điện phân Tính pH dung dịch với hiệu suất 100% Thể tích dung dịch xem khơng đổi Lấy lg2 = 0,3 A pH = 0,1 B pH = 0,7 C pH = 2,0 D pH = 1,3 Hướng dẫn giải Đến vừa bắt đầu sủi bọt khí bên catot Cu2+ vừa hết Điện phân dung dịch : CuSO4 : CuSO4 → Cu2+ + SO422+ Catot(-) Anot (+) SO không bị điện phân 2+ Cu + 2e → Cu 2H2O → 4H+ + O2 + 4e 0,01→ 0,02 0,02  0,02 → Số mol e cho anot = số mol e nhận catot → n H+ = 0,02 mol → [H+] = 0,02/0,1 = 0,2 → pH = -lg0,2 = 0,7 → Chọn đáp án B 24 Dạng 3: 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 Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl Cu(NO3)2 : NaCl → Na+ + ClCu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3Catot (-) Na không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu + Anot (+) NO3 không bị điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e - đpdd 2H2O + 2e → H2 + 2OH2H2O → 4H+ + O2 + 4eđpdd Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2đpdd Cu(NO3)2 + H2O Cu + ½ O2 + 2HNO3Phương trình điện phân tổng quát: 2NaCl + Cu(NO3)2 Cu + Cl2 + 2NaNO3 Ví dụ 2: 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 Cl H2 → Chọn đáp án: A Ví dụ 3: Điện phân hồn tồn dung dịch hỗn hợp gồm a mol Cu(NO3)2 b mol NaCl với điện cực trơ , màng ngăn xốp Để dung dịch thu sau điện phân có khả phản ứng với Al2O3 A b = 2a B b > 2a C b < 2a D b < 2a b > 2a Hướng dẫn giải Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3a a NaCl → Na+ + Clb b Catot(-) Anot (+) + Na không bị điện phân NO3 không bị điện phân 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e → Phương trình : Cu2+ + 2Cl- → Cu + Cl2 (1) a b 2+ Nếu dư Cu sau (1) : a > b/2 ( 2a > b ) có phản ứng : Cu2+ + 2H2O→ Cu + 4H+ + O2 → Dung dịch thu có axit nên có phản ứng với Al2O3 Nếu dư Cl- sau (1) : a < b/2 ( b > 2a) → có phản ứng : 2H2O + 2Cl- → 2OH- + H2 + Cl2 → Dung dịch thu có mơi trường bazơ → Có phản ứng với Al2O3 : NaOH + Al2O3 → NaAlO2 + H2O → Chọn đáp án D Ví dụ 4: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4 0,12 mol NaCl dòng điện có cường độ 2A Thể tích khí (đktc) 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 NaCl → Na+ + ClCuSO4 → Cu2+ + SO42Catot (-) Anot (+) (Cu2+; Na+, H2O) Na+ không điện phân Cu2+ + 2e → Cu n e (trao đổi)= 0,2 mol Vkhí = (0,06 + 0,02) 22,4 = 1,792 lít (SO42-, Cl-, H2O) SO42- khơng điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e 0,12 0,12 + 2H2O → 4H +O2 + 4e 0,02 0,08 → Đáp án C Ví dụ 5: 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 Số gam kim loại Ag tối đa tạo thành : 0,01.108 = 1,08 gam Số gam Cu tối đa tạo thành : 0,02.64 = 1,28 gam Vì 1,08 < 1,72 < 1,08 + 1,28 → Điện phân hết AgNO3 , Và dư phần CuSO4 → Khối lượng Cu tạo thành : 1,72 – 1,08 = 0,64 gam → n Cu = 0,01 mol Áp dụng công thức Faraday : Cho Ag : 0,01 = 3,86.t1 / 96500.1 → t1 = 250s Cho Cu : 0,01 = 3,86.t2 / 96500.2 → t2 = 500 s → Tổng thời gian : 250 + 500 = 750 s → Chọn Đáp án D Ví dụ 6: (Trích Đại học khối B– 2009) 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 giải Số mol e trao đổi điện phân : mol n CuCl2 = 0,1.0,5 = 0,05 mol ; n NaCl = 0,5.0,5 = 0,25 mol → n Cu2+ = 0,05 mol , n Cl- = 0,25 + 0,05.2 = 0,35 mol → Vậy Cl- dư , Cu2+ hết , nên catot có phản ứng điện phân nước (sao cho đủ số mol e nhận catot 0,2) Tại catot : Tại anot : 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,05→0,1 0,2 0,2 2H2O + 2e → H2 + 2OH 0,1 (0,2-0,1) → 0,1 10 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 Ví dụ 8:: 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 Hướng dẫn giải Do hai bình mắc nối tiếp nên ta có: Q = I.t = → M = 64 → Cu → Chọn đáp án B Dạng 4: Điện phân dung dịch axit 1.Ở catot: Các ion H+ (axit) dễ bị khử ion H+ (H2O): 2H+ + 2e → H2 Khi ion H+ (axit) hết , tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– 2.Ở anot: (Xảy tương tụ mục I.1.1b) Ví dụ 1: Viết PTHH xảy điện phân dung dich HCl: HCl → H+ + ClCatot(-) Anot (+) đpdd 2H+ + 2e → H2 2Cl- → Cl2 + 2e→ Phương trình điện phân: HCl H2 + Cl2 Ví dụ 2: Viết PTHH xảy điện phân dung dịch H2SO4 H2SO4 → 2H+ + SO42Catot(-) Anot (+) + 22H + 2e → H2 SO4 Không điện phân 2H2O → 4H+ + O2 + 4e → Phương trình điện phân: H2O → H2 + ½ O2 Dạng 5: Điện phân 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 không tan → điện li yếu → không xét trình điện phân 2.Ở anot: ion OH- điện phân theo phương trình sau: 4OH- → 2H2O + O2 + 4e 11 Nếu tiếp tục điện phân H2O điện phân: 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Ví dụ : Viết PTHH xảy điện phân dung dịch NaOH: NaOH → Na+ + OHCatot(-) Na không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH– → Phương trình điện phân: H2O → H2 + ½ O2 Anot (+) + 4OH- → 2H2O + O2 + 4e 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 Hướng dẫn giải: 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) → mNaOH không đổi → mdd sau điện phân = 80 gam → mH2O bị điện phân = 200 – 80 = 120 gam → nH2O điện phân = 20/3 mol → VO2 = 74,7 lít VH2 = 149,3 lít → Chọn đáp án D Dạng 6: Điện phân dung dịch chất điện li ( dd 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 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: 12 A Tăng B Giảm C Tăng giảm D Giảm tăng → Chọn đáp án A 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 Hướng dẫn giải CuSO4 → Cu2+ + SO420,1 0,1 HCl → H+ + Cl0,02 0,02 Catot(-) Anot (+) SO không bị điện phân 2+ Cu + 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 : 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 2M với điện cực trơ có màng ngăn xốp cường độ dịng 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 giải Theo : 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 → Ho (3) 0,2→ 0,2 Fe2+ + 2e → Fe (4) 24 - 13 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 → Khơng 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 * Lưu ý: - 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 (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 lại : HCl, H2SO4, Na2SO4 - Các loại điện cực: * Điện cực trơ: (ví dụ : platin ) * Điện cực tan: ( ví dụ: bạc, đồng ) Chính anot bị oxi hóa, ăn mịn dần (tan dần) Các ion khác có mặt dung dịch cịn ngun vẹn, khơng bị oxi hóa - Ý nghĩa điện phân: phương pháp điện phân ứng dụng rộng rãi thực tế sản xuất phịng thí nghiệm nghiên cứu dùng để điều chế kim loại tinh khiết; điều chế số phi kim số hợp chất; tinh chế số kin loại lĩnh vực mạ điện 2.3.2 MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐIỆN PHÂN (1) H2O bắt đầu điện phân điện cực khi: + Ở catot: bắt đầu xuất bọt khí khối lượng catot không 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 (không phải Pt hay điện cực than chì) anot xảy q trình oxi hóa điện cực 14 (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 - Độ giảm khối lượng dung dịch: Δm = (mkết tủa + mkhí) (6) Viết bán phản ứng (thu nhường electron) xảy điện cực theo thứ tự, - Viết phương trình điện phân tổng qt (như phương trình hóa học thơng thường) để tính tốn cần thiết (7) Từ công 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 công thức (*) để tính I t (9) Nếu đề yêu cầu tính điện lượng cần cho trình điện phân áp dụng cơng 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 → thu nhường electron điện cực tên phải chất sinh điện cực tên tỉ lệ mol với (12) 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 2.3.3 BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài: Khi điện phân dung dịch: NaCl, KNO3, AgNO3, CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp Dung dịch có pH tăng q trình điện phân là: A NaCl B KNO3 C AgNO3 D CuSO4 Bài: 2.(Trích Đề thi thử PTTH Q uốc Gia): Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 b mol NaCl ( với điện cực trơ, có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b là: A b = 2a B 2b = a C b > 2a D b < 2a 15 Bài:3: Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0.2M với cường độ I = 9.65 A.Tính khối lượng Cu bám bên catot thời gian điện phân t1 = 200s t2 = 500s (với hiệu suất 100%) A 0.32g ; 0.64g B 0.64g ; 1.28g C 0.64g ; 1.32g D 0.32g ; 1.28g Bài:4.(Trích Đề thi thử PTTH Q uốc Gia): ): Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y cịn màu xanh, có khối lượng giảm 8g so với dung dịch ban đầu Cho 16,8g bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 12,4g kim loại Giá trị x A 2,25 B 1,5 C 1,25 D 3,25 Bài: Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO4.5H2O vào nước dung dịch X Điện phân dung dịch X với điện cực trơ cường độ dòng điện 1,93A Nếu thời gian điện phân t (s) thu kim loại M catot 156,8 ml khí anot Nếu thời gian điện phân 2t (s) thu 537,6 ml khí Biết thể tích khí đo đktc Kim loại M thời gian t là: A Ni 1400 s B Cu 2800 s C Ni 2800 s D Cu 1400 s Bài:6 (Trích Đề thi thử PTTH Q uốc Gia): Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau thời gian thu 0,32 gam Cu catơt lượng khí X anơt Hấp thụ hồn tồn lượng khí X vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường) Sau phản ứng, nồng độ NaOH lại 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch khơng thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH (cho Cu = 64) A 0,15M B 0,2M C 0,1M D 0,05M Bài:7 Điện phân dung dịch NaCl (d=1,2g/ml) thu chất khí điện cực Cô cạn dung dịch sau điện phân, cịn lại 125g cặn khơ Nhiệt phân cặn thấy giảm 8g Hiệu suất trình điện phân là: A 25% B 30% C 50% D.60% Bài: 8: Điện phân lít dung dịch hỗn hợp gồm NaCl CuSO4 đến H2O bị điện phân hai cực dừng lại, catốt thu 1.28 gam kim loại anơt thu 0.336 lít khí (ở điều kiện chuẩn) Coi thể tích dung dịch khơng đổi pH dung dịch thu A B 13 C 12 D Bài: 9: 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:10 Có hai bình điện phân mắc nối tiếp Bình chứa dung dịch CuCl2, bình chứa dung dịch AgNO3 Tiến hành điện phân điện cực trơ, kết thúc điện phân thấy catot bình tăng 1,6 gam Khối lượng catot bình tăng: A 2,52 gam B 3,24 gam C 5,40 gam D 10,8 gam 16 2.4 HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN - Nhìn chung học sinh có ý thức học tập tốt, có hứng thú làm tập -Bài tập giúp em phát huy khả sáng tạo rèn luyện kĩ giải nhanh tập hóa học -Đây tài liệu tham khảo tốt cho học sinh giáo viên ôn thi THPT Quốc Gia -Để có đánh giá khách quan chọn lớp 12, lớp để làm đối chứng lớp để thực nghiệm Lớp đối chứng tiến hành ơn tập bình thường, lớp thực nghiệm phát photo phần “ Phân loại phương pháp giải nhanh tập điện phân” để ơn tập Sau hai lớp làm kiểm tra thời gian tiết, hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan nội dung kiểm tra có đầy đủ dạng tập liên quan đến điện phân Sau kết thu được: Phân phối kết kiểm tra Trước áp dụng Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu 12A1(TN) 45 15 20 13 12A2(ĐC) 45 15 17 Sau áp dụng Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu 12A1(TN) 45 25 17 0 12A2(ĐC) 45 15 17 Dựa kết thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập học sinh lớp thực nghiệm cao học sinh lớp đối chứng, điều thể điểm : Số học sinh khá, giỏi tăng lên nhiều, học sinh trung bình giảm khơng cịn học sinh yếu Như khẳng định kinh nghiệm có tác dụng tới việc nâng cao chất lượng học tập học sinh Tuy nhiên kết bước đầu khiêm tốn hạn chế 17 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 KẾT LUẬN - Sáng kiến kinh nghiệm đề tài khó chúng tơi cố gắng đưa phương pháp giải nhanh ngắn gọn áp dụng cách linh hoạt mà gần học sinh hiểu học - Từ kết thực nghiệm sư phạm ta thấy hiệu sáng kiến “Dạy học tích cực thơng qua việc rèn luyện kĩ phân loại giải nhanh tập điện phân" sử dụng để ơn luyện thi tốt nghiệp, thi đại học thi học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh quốc gia - Hi vọng với phần kiến thức kinh nghiệm nhỏ bé chúng tơi góp phần nâng cao chất lượng dạy học hoá học trường phổ thơng Rất mong góp ý bạn đồng nghiệp em học sinh để lần sau có kinh nghiệm quý báu - Với thời gian ngắn ngủi trình độ có hạn chúng tơi mong thầy, đồng nghiệp góp ý kiến chuyên đề phát triển sang chuyên đề để học trò ngày có nhiều tài liệu học tập cách hệ thống 3.2.KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT Vấn đề đổi phương pháp học trường phổ thông vấn đề xúc Để dạy hoá học nhà trường phổ thơng có tơi đề nghị số vấn đề sau: Đối với giáo viên: Phải kiên trì, đầu tư nhiều tâm, sức để tìm hiểu vấn đề hoá học, vận dụng sáng tạo phương pháp dạy hóa học, để có giảng thu hút học sinh Đối với Sở GD & ĐT: Cần trang bị cho giáo viên thêm tài liệu tham khảo cần thiết để bổ sung, hỗ trợ cho giáo viên trình giảng dạy Với sáng kiến kinh nghiệm hay, theo nên phổ biến giáo viên học tập vận dụng Có tay nghề vốn kiến thức giáo viên dần nâng lên Với thực trạng học hoá học yêu cầu đổi phương pháp dạy học, coi quan điểm tơi đóng góp ý kiến vào việc nâng cao chất lượng học hoá học thời kỳ Mặc dù cố gắng song tránh thiếu sót, mong đóng góp ý kiến cấp lãnh đạo, bạn đồng nghiệp để đề tài tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn 18 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 10 tháng năm 2020 Tôi xin cam kết SKKN viết, không copy người khác Tác giả Trịnh Thị Hiền 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Sách giáo khoa 12, sách nâng cao 12 Sách tập nâng cao lớp 12 3.Tuyển tập đề thi đại học THPT Quốc Gia năm 4.Cấu trúc đề thi THPT Quốc Gia năm 2018-2019 2019 -2020 Bài tập cở sở lí thuyết q trình hóa học-Vũ Đăng Độ chủ biên-Nhà xuất giáo dục Hóa học đại cương- Lê Mậu Quyền- Nhà xuất 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: Trịnh Thị Hiền Chức vụ đơn vị công tác:Trường THPT Thạch Thành I TT Tên đề tài SKKN Rèn luyện kĩ giải nhanh tập hóa học hữu Dạy học tích cực thông qua việc rèn luyện kĩ giải nhanh tốn phương pháp bảo tồn ngun tố Cấp đánh giá xếp loại (Ngành GD cấp huyện/tỉnh; Tỉnh ) Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Năm học đánh giá xếp loại Cấp Tỉnh C 2010-0211 Cấp tỉnh C 2015-2016 21 ... nghiệm:" Dạy học tích cực thơng qua việc rèn luyện kĩ phân loại giải nhanh tập điện phân" Với hy vọng đề tài giúp học sinh phát huy tính tích cưc sáng tạo học tập rèn luyện kĩ giải nhanh tập điện phân. .. huy tính tích cưc sáng tạo học tập rèn luyện kĩ giải nhanh tập điện phân tập hóa học khác Đề tài phân loại rõ dạng tập điện phân sở định hướng cách giải nhanh cho dạng Áp dụng cho học sinh lớp... hoạt mà gần học sinh hiểu học - Từ kết thực nghiệm sư phạm ta thấy hiệu sáng kiến ? ?Dạy học tích cực thơng qua việc rèn luyện kĩ phân loại giải nhanh tập điện phân" sử dụng để ôn luyện thi tốt