Rèn luyện kỹ năng giải một số bài toán phức tạp về điện phân dung dịch cho học sinh lớp 12

MỤC LỤC 1 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Hóa học mơn học lí thuyết thực nghiệm Nhưng đề thi tốn hóa học lại chiếm phần khơng nhỏ Học sinh muốn có kết tốt kỳ thi khơng thể thiếu việc phải làm tốt tốn hóa học Trong chương trình Hóa học THPT dạng tốn hóa học phong phú, đa dạng, tốn điện phân dung dịch Trong dạy học hóa học, nâng cao chất lượng dạy học phát triển lực nhận thức cho học sinh bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác Trong đó, giải tập hóa học với tư cách phương pháp dạy học có tác dụng tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện phát triển học sinh Mặt khác, cũng thước đo thực chất nắm vững kiến thức kỹ hóa học của học sinh Bài tập hóa học nguồn quan trọng để học sinh thu nhận kiến thức, củng cố khắc sâu lí thuyết học, phát triển tư sáng tạo, nâng cao lực nhận thức Trong năm gần đây, kỳ thi, toán liên điện phân dung dịch thường xuất đề thi đề thi THPTQG của Bộ GD & ĐT, đề thi thử THPTQG, đề thi thử tốt nghiệp của trường THPT, của sở Vì vậy, tơi chọn đề tài‘‘Rèn luyện kỹ giải số toán phức tạp điện phân dung dịch cho học sinh lớp 12’’ nhằm giúp học sinh được rèn luyện nhiều dạng tập hóa học, giúp em có thêm hành trang vững chắc, tự tin bước vào kỳ thi, đặc biệt kỳ thi tốt nghiệp sắp tới 1.2 Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh rèn luyện kỹ giải số toán phức tạp điện phân dung dịch giúp em đạt kết cao kỳ thi 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp 12 trường - Các toán phức tạp điện phân dung dịch 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu liên quan - Nghiên cứu toán phức tạp điện phân dung dịch chương trình Hóa học THPT - Đề xuất số biện pháp giúp học sinh học tốt mơn hóa - Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu của đề tài Nội dung 2.1 Cơ sở lí luận đề tài Thực tế trường phổ thơng đối với mơn hóa học, tập hóa học giữ vai trị quan trọng việc thực mục tiêu đào tạo Bài tập hóa học - phương tiện hiệu nghiệm để học sinh củng cố khắc sâu kiến thức - giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức học cách sinh động, phong phú Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải tập mới nắm vững kiến thức cách sâu sắc - phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức cách tốt - rèn luyện kỹ hóa học cho học sinh, kỹ thực hành, thí nghiệm - cịn được sử dụng phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực linh hội kiến thức cách sâu sắc bền vững - phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ của học sinh cách xác - cịn có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực, xác, khoa học - phát huy khả tư độc lập, sáng tạo của học sinh 2.2 Thực trạng đề tài trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua thực tế giảng dạy hóa học tơi thấy: - Mơn hóa học mơn học mà cấp THCS chưa được trọng quan tâm, nhiều HS, phụ huynh, thậm giáo viên quan tâm đến số mơn thi vào lớp 10 tốn, văn, tiếng anh mà chưa quan tâm mức đến mơn hóa, đặc biệt vùng nông thôn, miền núi Do đó, mặc dù nhiều em có lực tốt mơn tốn, vật lí kiến thức mơn hóa học bước vào lớp 10 cịn mơ hồ, thậm chí khơng biết Điều làm cho chất lượng mơn hóa vào cấp THPT nhìn chung cịn thấp - Do thời gian giảng dạy lớp hạn chế, số giáo viên chưa đề cập hết dạng tập hóa học, đặc biệt dạng toán phức tạp - Một số học sinh học yếu mơn hóa ảnh hưởng đáng kể đến việc giảng dạy chung lớp của giáo viên - Trong năm gần đây, mơn Hóa học cấp THCS THPT khơng cịn được coi trọng năm trước, điều cũng ảnh hưởng đến tâm lí của học sinh, phụ huynh giáo viên giảng dạy mơn hóa 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Cơ sở lí thuyết Khi điện phân dung dịch chất cần ý: - Ở catot (cực âm): xảy trình khử cation theo thứ tự cation có tính oxi hóa mạnh bị khử trước * Chẳng hạn: Fe3+ + 1e → Fe2+ Cu2+ + 2e → Cu 2H+ + 2e → H2 Fe2+ + 2e → Fe H2O + 2e → H2 + 2OH* Các cation kim loại hoạt động mạnh Al 3+, Mg2+, Na+, K+, Ca2+, Ba2+, Li+… không bị khử (không bị điện phân) - Ở anot (cực dương): xảy q trình oxi hóa anion theo thứ tự anion có tính khử mạnh bị oxi hóa trước * Chẳng hạn: 2Cl- - 2e → Cl2 (hay 2Cl- → Cl2 + 2e) n = 4n O H2O - 2e → 2H+ + 1/2O2 ( H ) − 2− 2− 2− * Các anion gốc axit có oxi : NO3 , SO , CO , SO … không bị + điện phân It F (I cường độ dòng điện - Số mol electron trao đổi điện cực là: (A), t thời gian điện phân (giây), F = 96500 hằng số Faraday) - Khối lượng dung dịch điện phân giảm tổng khối lượng kim loại tạo thành bám vào catot + khối lượng chất kết tủa tạo thành + khối lượng khí khỏi dung dịch - Đối với tốn có đồ thị cần ý đoạn đồ thị khác kết thúc q trình oxi hóa hay khử chất 2.3.2 Một số ví dụ toán phức tạp điện phân: 2.3.2.1: Các ví dụ điện phân dung dịch túy: Ví dụ [4] Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp Cu(NO 3)2 KCl vào H2O thu được dung dịch X Điện phân dung dịch X (với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) thời gian t thu được 1,12 lít (đktc) khí anot Nếu điện phân thời gian 3,5t thu được 2,8 lít (đktc) khí anot thu được dung dịch Y Cho 20 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hoàn tồn, thu được khí NO (sản phẩm khử của N +5) 16,4 gam hỗn hợp kim loại Biết hiệu suất điện phân 100%, khí khơng tan dung dịch Giá trị của m A 58,175 B 69,350 C 48,775 D 31,675 Hướng dẫn giải : + Với t giờ: nCl2 = 0,05 ⇒ ne1 = 0,1 + Với 3,5t giờ: ne2 = 0,35; khí thoát anot gồm Cl2 (a mol) O2 (b mol) Ta có: a + b = 0,125 bảo tồn e có: 2a + 4b = 0,35 ⇒ a= 0,075; b = 0,05 Fe + Y thu được hỗn hợp kim loại nên Cu2+ chưa điện phân hết (x mol) nH n = = 0,05 NO n = 4n O = 0,2 ⇒ H ⇒ Bảo toàn mol e có: 2nFe pư = 2nCu2+ dư + 3nNO ⇒ nFe pư = x + 0,075 ⇒ 16,4 = 20 – 56.(x+0,075) + 64 ⇒ x = 0,075 ne = 0,175 n = 0,175 + 0,075 = 0, 25 Số mol Cu tạo thành catot = ⇒ Cu ( NO ) nKCl = 2nCl2 = 0,15 ⇒ m = 188.0,25 + 74,5.0,15 = 58,175 ⇒ Chọn A Nhận xét: HS cần ý Fe + Y thu hỗn hợp kim loại muối sinh Fe2+ Ví dụ [4] Điện phân (điên cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) V lít dung dịch X chứa đồng thời R(NO 3)2 0,45M (R kim loại hóa trị khơng đổi) NaCl 0,4M thời gian t giây, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí anot (đktc) Nếu thời gian điện phân 2t giây thu được dung dịch Y Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 400ml dung dịch chứa KOH 0,75M NaOH 0,5M không sinh kết tủa Biết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh không tan dung dịch Giá trị của V A 1,00 B 0,50 C 0,75 D 2,00 Hướng dẫn giải : ne = + + 3 Ban đầu: R(NO3)2: 0,45Vmol; NaCl: 0,4Vmol Cl : 0,2V mol  O : (0,3 − 0,2V) mol + Tại t giây thu được 0,3 mol hỗn hợp khí anot:  ⇒ ne1 = 2nCl2 + 4nO2 = (1,2 – 0,4V)mol + Tại 2t giây: ne2 = 2ne1 = (2,4 – 0,8V)mol Cl2 : 0,2V mol  O : (0,6 − 0,3V)mol → H + : 4(0,6 − 0,3V) mol Khí anot gồm  - TH1: Trong 2t giây R2+ chưa bị điện phân hết R(OH)2 lưỡng tính: ⇒ 2.0,45V > ne2 = 2,4 – 0,8V ⇒ V > 1,412 n R du = 0,45V − (1,2 − 0,4V) = 0,85V − 1,2 n H = 4n O = 4(0,6 − 0,3V) n OH = 4n R + n H ⇒ 0,5 = 0,85V – 1,2 + 4(0,6 – 0,3V) ⇒ V = 1,319 (loại < 1,412) - TH2: Trong 2t giây R2+ bị điện phân hết: n = n e2 − 2n R = (2, − 0,8V) − 2.0,45V = 2,4 − 1,7V Ở catot: OH n = 4(0,6 − 0,3V) Ở anot: H Ta có: 2,4 – 1,7V + 0,5 = 4(0,6 – 0,3V) ⇒ V= ⇒ Chọn A Nhận xét: Ở TH1 ta thấy R(OH) không lưỡng tính Y tác dụng với hỗn hợp dung dịch KOH, NaOH sinh kết tủa R(OH) Tuy nhiên TH không ảnh hưởng đến kết tốn Ví dụ [4] Điện phân dung dịch X chứa Cu(NO3)2 0,36 mol NaCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) thời gian t giây, thu được dung dịch Y 0,3 mol khí anot Nếu thời gian điện phân 2t giây tổng số mol khí thu được hai điện cực 0,85 mol Cho bột Mg (dư) vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thu được dung dịch chứa m gam muối; 0,02 mol NO lượng chất rắn không tan Biết hiệu suất phản ứng điện phân 100%, khí sinh không tan dung dịch Giá trị của m A 73,760 B 43,160 C 40,560 D 72,672 Hướng dẫn giải : Trong t giây, anot: nCl2 = 0,18 ⇒ nO2 = 0,3 – 0,18 = 0,12 ⇒ ne1 = 2nCl2 + 4nO2 = 0,84 Trong 2t giây: ne2 = 2ne1 = 1,68 1,68 − 2.0,18 nO = = 0,33 + Tại anot: nCl2 = 0,18 ⇒ Do tổng số mol khí cực 0,85 nên nH2 (catot) = 0,85 – 0,33 – 0,18 = 0,34 ne2 = 2nCu + 2nH2 ⇒ nCu = 0,5 Dung dịch Y chứa: Cu2+ (0,5-0,84:2=0,08 mol); Na+ (0,36 mol); NO3- (1 mol); H+ (BTĐT: 0,48 mol) n = 4n NO + 10n NH 0,48 = 4.0,02 + 10n NH Thêm Mg dư vào Y: Ta có: H ⇒ 2+ + − 2+ + − 2+ + + + + ⇒ n NH = 0,04 + n = − 0,04 − 0,02 = 0,94 Bảo toàn nguyên tố N: NO  NO3− : 0,94  +  Na : 0,36 ⇒ m = 73,76  + NH : 0,04    → Mg 2+ : 0,27 BTĐT cho muối  ⇒ Chọn A − Nhận xét: Bài toán HS dễ bỏ quên việc tạo ion NH 4+ dẫn đến kết sai Ví dụ [5] Điện phân dung dịch AgNO3 với điện cực trơ, cường độ dòng điện I = 2A Sau thời gian t giây, khối lượng dung dịch giảm a gam catot thu được kim loại Sau thời gian 2t giây khối lượng dung dịch giảm (a+5,36) gam (biết a > 5,36) thu được dung dịch X Biết dung dịch X hòa tan tối đa được 3,36 gam Fe (Sản phẩm khử của N+5 NO) Coi lượng nước bay q trình điện phân khơng đáng kể, bỏ qua hịa tan của khí nước Giá trị của t A 3860 B 4825 C 7720 D 5970 Hướng dẫn giải : Vì sau thời gian 2t giây khối lượng dung dịch giảm khơng gấp đơi t giây (a + 5,36 < 2a) nên Ag+ bị điện phân hết, dung dịch X có HNO3 (x mol) ⇒ nNO = 0,25x Bảo tồn e có: 2nFe = 3nNO ⇒ nNO = 0,04 = 0,25x ⇒ x = 0,16 Sau t giây: nAg = 4y; nO2 = y ⇒ mdd giảm = a = 108.4y + 32y = 464y Sau 2t giây: nAg = 0,16; nO2 = 2y; nH2 = z ⇒ mdd giảm = 108.0,16 + 32.2y + 2z ⇒ a + 5,36 = 64y + 2z + 17,28 Hay 464y + 5,36 = 64y +2z + 17,28 ⇔ 400y – 2z = 11,92 (1) Bảo toàn e có: nAg + 2nH2 = 4nO2 ⇔ 0,16 + 2z = 4.2y ⇔ 8y – 2z = 0,16 (2) Giải hệ (1), (2) được y = 0,03; z = 0,04 ne = 4y = It/F ⇒ t = 4y.F/I = 5970 ⇒ Chọn D Nhận xét: Bài toán yêu cầu HS phải rút nhận xét đầu giải cho kết nhanh Ví dụ [4] Điện phân (với điện cực trơ, cường độ dịng điện khơng đổi) dung dịch muối nitrat của kim loại M (có hóa trị khơng đổi) Sau thời gian t giây, khối lượng dung dịch giảm 5,22 gam catot thu được a gam kim loại M Sau thời gian 2t giây, khối lượng dung dịch giảm 8,835 gam catot thoát 0,168 lít khí (đktc) Giá trị của a gần A 6,5 B 4,9 C 8,4 D 4,8 Hướng dẫn giải : nM = a a n e1 = n = xa M ⇒ M (Với x = n/M n hóa trị của kim loại Sau t giây: M) ⇒ nO2 = 0,25xa mdd giảm = mkim loại + mO2 ⇒ 5,22 = a + 8xa (1) Sau 2t giây ne2 = 2ne1 = 2xa nM = 2xa − 0,015 n Ở catot: nH2 = 0,0075 ⇒ Bảo tồn e có: 2nH2 + n.nM = 2xa ⇒ Ở anot: nO2 = ne2/4 = 0,5xa 2xa − 0,015 8,835 = 2.0,0075 + M + 32.0,5xa n mdd giảm = mH2 + mKL + mO2 ⇒ 2xa − 0,015 + 16xa = 8,82 x ⇒ ⇔ 2a– 0,015/x + 16xa = 8,82 ⇔ a – 0,0075/x + 8xa = 4,41 (2) Thế (1) vào (2) được: 5,22 – 0,0075/x = 4,41 ⇒ x = 1/108 Thế vào (1) được a = 5,22/(1 + 8x) = 4,86 gần với 4,9 ⇒ Chọn B Nhận xét: Với cách giải HS phải có kỹ biến đổi, ghép ẩn hợp lí cho kết nhanh Ví dụ [4] Điện phân 600 gam dung dịch chứa AgNO3 17% thời gian t giây với điện cực trơ Giữ nguyên điện cực bình điện phân đến khí NO (sản phẩm khử nhất) ngừng số mol NO thu được 0,1 mol Tiếp tục điện phân với thời gian 2t giây lấy điện cực thu được dung dịch X Biết cường độ dịng điện khơng đổi, phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng dung dịch X A 522,3 gam B 533,2 gam C 529,5 gam D 553,1 gam Hướng dẫn giải : Ta có: n AgNO = 0,6mol Với thời gian t giây: ; n HNO = 4n NO = 0,4 ; ne1 = 0,4 dpdd 4AgNO3 + 2H 2O   → 4Ag + O + 4HNO 0,4 0,4 0,1 0,4 mol Sau Ag bị hịa tan trở lại: 3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O nAg tan = 3nNO = 0,3 ⇒ nAg lại catot = 0,1; dung dịch AgNO3 (0,5 mol) Tiếp tục điện phân thêm thời gian 2t giây: ne2 thêm = 2ne1 = 0,8 Catot : Anot : Ag+ + 1e → Ag H2O + 2e → 1/2O2 + 2H+ 0,5 0,5 0,5 0,8 0,2 2H2O + 2e → H2 + 2OH 0,3 0,15 Vậy chất tách khỏi dung dịch gồm : 0,6 mol Ag ; 0,3 mol O2 ; 0,15 mol H2 ; 0,1 mol NO mdd X sau pư = 600 – (108.0,6 + 32.0,3 + 2.0,15 + 30.0,1) = 522,3 gam ⇒ Chọn A Nhận xét: Ở toán HS dễ nhầm từ ‘‘tiếp tục’’ từ ‘‘sau khi’’ dẫn đến kết bị sai Ví dụ [2] Điện phân dung dịch X gồm Cu(NO 3)2 NaCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi I = 2,5A Sau t giây, thu được 7,68 gam kim loại catot, dung dịch Y (vẫn màu xanh) hỗn hợp khí anot có tỉ khối so với H2 bằng 25,75 Mặt khác, điện phân X thời gian 12352 giây tổng số mol khí thu được hai điện cực 0,11 mol Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước nước không bay trình điện phân Số mol Cu2+ Y A 0,01 B 0,02 C 0,03 D 0,04 Hướng dẫn giải : Kim loại catot Cu: nCu = 0,12 mol Dung dịch màu xanh ion Cu2+ Khí anot gồm Cl2 O2 Từ tỉ khối so với H2 dễ dàng suy nCl2 = nO2 2n + 4n O = 2n Cu = 0,24 n = n O = 0,04 mol Bảo toàn mol e ta có: Cl ⇒ Cl 2,5.12352 ne = = 0,32 96500 + Với t = 12352 giây 2n + 4n O = 0,32 2.0,04 + 4n O = 0,32 Bảo tồn mol e lúc có: Cl hay n = 0,06 ⇒ O n = 0,11 − 0,04 − 0,06 = 0,01 Bên catot có khí H2: H 2n + 2n H = 0,32 Bảo toàn mol e bên anot có: Cu ⇒ n Cu = 0,15 2 2 2 2 2 ⇒ Số mol Cu2+ Y lại là: 0,15 - 0,12 = 0,03 ⇒ Chọn C Ví dụ [2] Điện phân dung dịch X gồm CuSO KCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi I = 2A Sau 4825 giây, thu được dung dịch Y (vẫn màu xanh) 0,04 mol hỗn hợp khí anot Biết Y tác dụng tối đa với 0,06 mol KOH dung dịch Mặt khác, điện phân X thời gian t giây thu được 0,09 mol hỗn hợp khí hai điện cực Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước nước khơng bay trình điện phân Giá trị của t A.5790 B 8685 C 9650 D.6755 Hướng dẫn giải : Dung dịch màu xanh tức ion Cu2+ 2.4825 ne = = 0,1 96500 + Với t = 4825 giây ⇒ nCu = 0,05 mol mol mol Khí anot gồm Cl2 (a ) O2 (b ): a +b =0,04 Bảo toàn mol e có: 2a + 4b = 0,1 Suy ra: a = 0,03; b = 0,01 n = 4n O = 0,04 Ở anot có q trình: 2H2O – 4e → O2 + 4H+ ⇒ H KOH tham gia phản ứng với H+ Cu2+: 0,06 = 0,04 + 2nCu2+ dư ⇒ nCu2+ dư = 0,01 ⇒ nCu2+ ban đầu = 0,05 + 0,01 = 0,06 mol + Với thời gian t giây: Catot: Anot: 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl - 2e → Cl2 0,12 0,06 0,06 0,03 2H2O + 2e → H2 + 2OH 2H2O - 4e → O2 + 4H+ 2x x 4y y nkhí = 0,03 + y +x = 0,09 ⇒ x + y = 0,06 Bảo tồn e có: 0,12 + 2x = 0,06 + 4y ⇔ 2x – 4y = -0,06 Suy ra: x = y = 0,03 n F 0,18.96500 t= e = = 8685 I ⇒ ne = 0,12 + 2x = 0,18 ⇒ ⇒ Chọn B [2] Ví dụ Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 KCl (tỉ lệ mol tương ứng 1:5) với điện cực trơ,màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi I = 2A Sau 1930 giây, thu được dung dịch Y hỗn hợp khí gồm H Cl2 (có tỉ khối so với H2 24) Mặt khác, điện phân X thời gian t giây khối lượng dung dịch giảm 2,715 gam Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước nước không bay trình điện phân Giá trị của t A 3860 B 5790 C 4825 D 2895 Hướng dẫn giải : + Với t = 1930 giây : ne = It/F= 0,04 mol ⇒ nCl2 = 0,02 mol Từ giá trị tỉ khối dê dàng có: nCl2 = 2nH2 ⇒ nH2 = 0,01 mol Bảo tồn mol e có: 2nCu + 2nH2 = 0,04 ⇒ nCu = 0,01 ⇒ Số mol CuSO4 ban đầu = 0,01 Số mol KCl ban đầu = 0,05 + Với thời gian t giây: Khi Cl- vừa điện phân vừa hết nCl2 = 0,025 mol ; 2nCu + 2nH2 = 0,05 ⇒ nH2 = 0,015 mol mdd giảm = mCu + mCl2 + mH2 = 64.0,01 + 71.0,025 + 2.0,015 = 2,445 < 2,715 Vậy anot có thêm khí O2 (a mol) ; Ở catot khí H2 (b mol) mdd giảm = mCu + mCl2 + mO2 + mH2 = 64.0,01 + 71.0,025 + 32a + 2b= 2,715 ⇒ 32a + 2b = 0,3 Bảo tồn mol e có : 2nCu + 2nH2 = 2nCl2 + 4nO2 ⇒ 2.0,01 + 2b = 2.0,025 + 4a ⇒ 4a – 2b = -0,03 ⇒ a = 0,0075 ; b = 0,03 ⇒ ne = 2nCu + 2nH2 = 2.0,01 + 2.0,03 = 0,08 ⇒ t = ne.F/I = 0,05.96500/2 = 3860 ⇒ Chọn A + Ví dụ 10 [6] Điện phân 600ml dung dịch X chứa NaCl 0,5M CuSO4 a mol/l (điện cực trơ, màng ngăn xốp) thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 24,25 gam so với khối lượng dung dịch X ngừng điện phân Nhúng sắt nặng 150 gam vào dung dịch Y đến phản ứng xảy hoàn toàn, lấy kim loại ra, rửa sạch, làm khô cân được 150,4 gam (giả thiết toàn kim loại tạo thành bám hết vào sắt khơng có sản phẩm khử của S +6 sinh ra) Biết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hịa tan của khí nước Giá trị của a A 1,00 B 1,50 C 0,50 D 0,75 Hướng dẫn giải : Dung dịch X ban đầu gồm NaCl (0,3 mol) và CuSO4 (0,6a mol) Dễ thấy Fe + Y khối lượng sắt tăng ⇒ Y chứa Cu2+ Gọi x, y lần lượt số mol của Cu O2 tạo thành điện phân X Ta có: n Cl = 0,15 mol mdd giảm = mCu + mCl2 + mO2 = 24,25 ⇒ 64x + 71.0,15 + 32y = 24,25 Bảo toàn mol e có: 2x = 2.0,15 + 4y Giải hệ được: x = 0,2; y = 0,025 Dung dịch Y chứa Na+, H+ (4y = 0,1 mol), Cu2+ (0,6a – 0,2 mol), SO42- (0,6a mol) mthanh Fe tăng = mCu – mFe tan = 64(0,6a-0,2) – 56(0,6a-0,2) – 56.0,05 = 150,4 – 150 ⇒ a = ⇒ Chọn A Ví dụ 11 [1] Điện phân dung dịch X gồm 0,2 mol NaCl a mol Cu(NO3)2 (với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng thay đổi), thu được dung dịch Y có khối lượng giảm 17,5 gam so với khối lượng của X Cho m gam Fe vào Y đến phản ứng xảy hồn tồn, thu được dung dịch Z, khí NO (sản phẩm khử của N+5) (m - 0,5) gam hỗn hợp kim loại Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, nước bay không đáng kể Giá trị của a A 0,20 B 0,15 C 0,25 D 0,35 Hướng dẫn giải : Fe + Y thu được hỗn hợp kim loại ⇒ Cu2+ dư sau điện phân Do có khí NO nên Y chứa H+ ⇒ anot tạo O2 (x mol) Cl2 (0,1 mol) Catot : nCu = y mol mdd giảm = mCu + mCl2 + mO2 = 17,5 ⇒ 32x + 64y + 0,1.71 = 17,5 Bảo tồn mol e có : 4x + 2.0,1 = 2y Giải hệ được : x = 0,025 ; y = 0,15 n H = 4n O = 4n NO ⇒ nNO = 0,025 Đặt nCu2+ dư = z mol ⇒ Bảo toàn mol e có: 2nFe pư = 2nCu2+ + 3nNO ⇒ nFe pư = z + 0,0375 mhh kim loại = mCu + m - mFe pư = m – 0,5 ⇒ 64z + m – 56(z + 0,0375) = m – 0,5 ⇒ z = 0,2 ⇒ a = y + z = 0,35 ⇒ Chọn D Nhận xét: Cần ý Fe + Y thu hỗn hợp kim loại muối sinh Fe2+ + 10 Ví dụ 12 [1] Điện phân dung dịch X chứa 3a mol Cu(NO3)2 a mol KCl (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khối lượng catot tăng 12,8 gam dừng điện phân, thu được dung dịch Y Cho 22,4 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hồn tồn, thu được khí NO (sản phẩm khử của N +5) 16 gam hỗn hợp kim loại Giả thiết hiệu suất điện phân 100% Giá trị của a A 0,096 B 0,128 C 0,112 D 0,080 Hướng dẫn giải : Y + Fe thu được hỗn hợp kim loại nên Y cịn Cu2+ dư Mặt khác, khí NO nên Y chứa H+, vậy Cl- bị điện phân hết Catot: nCu = 0,2 ⇒ nCu2+ dư = 3a – 0,2 Anot: nCl2 = 0,5a nO2 = b Bảo toàn electron: 0,2.2 = 0,5a.2 + 4b (1) nH+ = 4nO2 ⇒ nNO = ¼.nH+ = b Bảo tồn mol e có: 2nFe pư = 2nCu2+ + 3nNO ⇒ nFe pư = nCu2+ + 1,5.nNO = 3a – 0,2 + 1,5b mhh KL = 22,4 – mFe pư + mCu ⇒ 22,4 – 56(3a + 1,5b – 0,2) + 64(3a – 0,2) = 16 (2) Giải hệ (1), (2) ⇒ a = 0,08; b = 0,08 ⇒ Chọn D Bài tập tự giải: Câu Điện phân dung dịch X chứa m gam hỗn hợp Cu(NO 3)2 NaCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi I = 2,5A Sau 9264 giây, thu được dung dịch Y (vẫn cịn màu xanh) hỗn hợp khí anot có tỉ khối so với H2 bằng 25,75 Mặt khác, điện phân X thời gian t giây thu được tổng số mol khí hai điện cực 0,11 mol (số mol khí điện cực gấp 10 lần số mol khí thoát điện cực kia) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước nước khơng bay q trình điện phân Giá trị của m là: A 30,54 B 27,24 C 29,12 D 32,88 [4] Câu Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CuSO FeCl3 vào nước thu được dung dịch X Điện phân dung dịch X (với điện cực trơ) đến anot 0,2 mol hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 bằng 30,625 dừng lại Dung dịch thu được sau điện phân có chứa muối có nồng độ mol bằng Giả sử hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan nước Giá trị của m [2] 11 A 48,25 B 64,25 C 62,25 D 56,25 [4] Câu Điện phân (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) dung dịch muối nitrat của kim loại M (có hóa trị khơng đổi) Sau thời gian t giây, khối lượng dung dịch giảm 6,96 gam catot thu được (a) gam kim loại M Sau thời gian 2t giây, khối lượng dung dịch giảm 11,78 gam catot 0,224 lít khí (đktc) Giá trị của (a) A 8,64 B 6,40 C 6,48 D 5,60 [4] Câu Điện phân dung dịch chứa đồng thời NaCl CuSO (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hịa tan của khí nước bay của nước) với cường độ dịng điện khơng đổi Kết của thí nghiệm được ghi bảng sau: Thời gian Khối lượng Khí anot Khối lượng dung điện phân (s) catot tăng (g) dịch giảm (g) 1930 m Một khí 6,75 5790 3m Hỗn hợp khí 18,6 t 3,2m Hỗn hợp khí 19,58 Giá trị của t A 10615 B 6562 C 11580 D 6176 [5] Câu Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch chứa a mol NaCl 2a mol Cu(NO3)2 bằng điện chiều có cường độ ổn định khối lượng dung dịch giảm m gam dừng điện phân, thu được dung dịch X Cho 9,5 gam bột Fe vào X, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 1,12 lít khí NO (sản phẩm khử của N+5) lại 5,7 gam hỗn hợp kim loại Bỏ qua hịa tan của khí nước Giá trị của mlà A.16,35 B.14,75 C.17,50 D 11,55 [4] Câu Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm CuSO4 KCl vào H2O, thu được dung dịch Y Điện phân Y (có màng ngăn, điện cực trơ) đến H 2O bắt đầu điện phân hai điện cực dừng điện phân Số mol khí anot bằng lần số mol khí thoát từ catot Phần trăm khối lượng của CuSO4 X A 61,70% B 34,93% C 50,63% D 44,61% [6] Câu Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn) dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm Cu(NO 3)2 NaCl bằng dịng điện có cường độ 2,68A Sau thời gian 6h, anot thoát 4,48 lít khí (đktc) Thêm 20 gam bột sắt vào dung dịch sau điện phân, thu được khí NO (sản phẩm khử của NO 3-) 12,4 gam chất rắn gồm hai kim loại Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị của m A 86,9 B 77,5 C 97,5 D 68,1 [4] Câu Điện phân V lít dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) chứa đồng thời R(NO3)2 0,45M (R kim loại hóa trị không đổi) NaCl 0,4M thời gian t giây, thu được 5,376 lít hỗn hợp khí anot (đktc) Nếu thời gian điện phân 2t giây thu được dung dịch Y Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 320 ml dung dịch chứa KOH 0,75M NaOH 0,5M, không sinh kết tủa Biểt hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch, Giá trị của V A 0,60 B 0,80 C 0,40 D 1,60 12 Câu [5] Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO NaCl (điện cực trơ, màngngăn xốp) đến nước bị điện phân hai điện cực ngừng điện phân, thu được 2,464 lít khí dung dịch X Biết X hòa tan vừa đủ 9,36 gam Al(OH)3 Giả sử khí sinh khơng tan dung dịch Giá trị của m là? A 41,17 B 25,96 C 34,34 D 36,64 [6] Câu 10 Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch gồm CuSO NaCl (tỉ lệ mol tương ứng : 5) với cường độ dòng điện 2A Sau thời gian t giây, thu được dung dịch Y (chứa hai chất tan) có khối lượng giảm 14,24 gam so với dung dịch ban đầu Cho bột Al dư vào Y, thu được 1,344 lít khí H (đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hịa tan của khí nước bay của nước Giá trị của t A 19300 B 20265 C 21230 D 23160 [6] Câu 11 Cho m gam hỗn hợp chứa KCl CuSO vào nước thu được dung dịch X Điện phân dung dịch X thời gian t giây thu được dung dịch Y có khối lượng dung dịch giảm 9,3 gam Nếu điện phân dung dịch X thời gian 2t giây thu được dung dịch có khối lượng giảm 12,2 gam 0,05 mol khí catot Giá trị của m là: A 24,94 B 23,02 C 22,72 D 30,85 [6] Câu 12 Tiến hành điện phân dung dịch X chứa x gam Cu(NO 3)2 y gam KCl bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dịng điện khơng đổi I = 5A, sau thời gian 5018 giây, tổng thể tích khí hai cực 2,24 lít (đktc); đồng thời thu được dung dịch Y Dung dịch Y hòa tan tối đa 3,15 gam bột Fe, sinh khí NO sản phẩm khử của N +5 Nếu điện phân dung dịch X với thời gian t giây, anot thu được 1,344 lít khí (đktc) Biết khí sinh khơng tan dung dịch hiệu suất trình điện phân đạt 100% Giá trị của x/y gần với: A 1,54 B 3,63 C 4,05 D 2,50 [4] Câu 13 Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl 0,14 mol Cu(NO 3)2 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi I = 5A thời gian 6176 giây dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,76 gam Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam bột Fe, phản ứng tạo khí NO (sản phẩm khử của N +5) thu được dung dịch Z Khối lượng chất tan Z bằng A 18,9 gam B 19,38 gam C 20,52 gam D 20,3 gam [4] Câu 14 Điện phân dung dịch X chứa a mol Cu(NO 3)2 0,2 mol NaCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) thời gian t giây, thu được 3,36 lít khí anot (đktc) dung dịch Y Nếu thời gian điện phân 2t giây tổng thể tích khí thu được hai điện cực 7,84 lít (đktc) Cho dung dịch Y phản ứng tối đa với m gam Fe tạo khí NO (sản phẩm khử nhất) Biết hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch Giá trị của m A 16,8 B 9,8 C 8,4 D 6,5 [4] Câu 15 Điện phân dung dịch Cu(NO3)2 điện cực trơ, với cường độ dòng điện 3A, thu được dung dịch X chứa hai chất tan có nồng độ mol Nhúng 13 Fe vào dung dịch X đến phản ứng xảy hồn tồn, thu được khí NO (là sản phẩm khử nhất), rút Fe cân lại thấy khối lượng Fe giảm 1,95 gam so với ban đầu Thời gian điện phân A 3860 giây B 5790 giây C 4825 giây D 7720 giây [4] Câu 16 Điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch X chứa CuSO4 NaCl (có tỉ lệ mol tương ứng : 2) bằng dòng điện chiều có cường độ 5A, sau thời gian t thu được dung dịch Y chứa hai chất tan thấy khối lượng dung dịch Y giảm 33,1 gam so với khối lượng của dung dịch X Dung dịch Y hòa tan tối đa 3,6 gam Al Giả sử khí sinh q trình điện phân hết khỏi dung dịch Giá trị của t gần giá trị sau đây? A 6,66 B 4,55 C 5,36 D 6,68 [4] Câu 17 Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa x mol Cu(NO3)2, cường độ dòng điện 5,0 A, 3860 giây, thu được dung dịch X Cho 19,0 gam bột Fe vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử của N +5) 16,0 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hồn tồn hiệu suất của q trình điện phân 100% Giá trị của x A 0,50 B 0,25 C 1,20 D 0,60 [4] Câu 18 Điện phân dung dịch chứa Cu(NO3)2, CuSO4 NaCl với điện cực trơ, cường độ dịng điện khơng đổi 2A, hiệu suất 100% Kết thí nghiệm được ghi bảng sau: Thời gian điện phân (s) t t + 2895 2t Tổng số mol khí điện cực a a + 0,03 2,125a Số mol Cu catot b b + 0,02 b + 0,02 Giá trị của t A 5790 B 3860 C 2895 D 4825 [4] Câu 19 Điện phân dung dịch gồm 0,2 mol NaCl x mol Cu(NO 3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) sau thời gian thu được dung dịch X có khối lượng giảm 21,5 gam so với dung dịch ban đầu Cho sắt vào X đến phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng sắt giảm 2,6 gam có khí NO (sản +5 phẩm khử của N ) Giá trị của x A 0,2 B 0,3 C 0,5 D 0,4 [4] Câu 20 Cho 14,35 gam muối MSO4.nH2O vào 300 ml dung dịch NaCl 0,6M thu được dung dịch X Tiến hành điện phân dung dịch X bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dịng điện khơng đổi thời gian t giây, thấy khối lượng catot tăng m gam; đồng thời anot thu được 0,1 mol khí Nếu thời gian điện phân 2t giây, tổng thể tích khí cực 7,28 lít (đktc) Giả sử hiệu suất của phản ứng điện phân 100% Giá trị của m A 3,25 B 7,04 C 7,15 D 3,20 [6] Câu 21 Điện phân m gam dung dịch Cu(NO3)2 28,2% với điện cực trơ, cường độ dịng điện khơng đổi, sau thời gian, thu được dung dịch X Cho 14 gam bột Fe vào X, sau phản ứng xảy hồn tồn, thu được khí NO (sản phẩm khử của N+5), 13,92 gam hỗn hợp kim loại dung dịch Y có khối lượng 156,28 gam Bỏ qua hịa tan của khí nước bay của nước Giá trị của m 14 A 150 B 160 C 170 D 180 [4] Câu 22 Điện phân 200 ml dung dịch M(NO3)n bằng điện cực trơ đến catot bắt đầu có khí ngừng điện phân Để trung hồ dung dịch sau điện phân, phải dùng 250 ml dung dịch NaOH 0,8M Mặt khác, ngâm Zn có khối lượng 50 gam vào 200 ml dung dịch M(NO 3)n phản ứng xong thấy khối lượng Zn tăng thêm 30,2% so với ban đầu Công thức của M(NO3)n A Pb(NO3)2.B AgNO3 C Cd(NO3)2 D KNO3 [4] Câu 23 Tiến hành điện phân dung dịch chứa NaCl 0,14 mol Cu(NO 3)2 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dịng điện khơng đổi I = 5A thời gian 6176 giây dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,76 gam Dung dịch sau điện phân hòa tan tối đa m gam bột Fe, phản ứng tạo khí NO (sản phẩm khử của N +5) thu được dung dịch Z Khối lượng chất tan Z bằng A 18,9 gam B 19,38 gam C 20,52 gam D 20,3 gam [4] Câu 24 Điện phân lít dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaCl CuSO với điện cực trơ, có màng ngăn đến H2O bắt đầu điện phân hai cực dừng lại Ở catot thu được 1,28 gam kim loại, đồng thời anot thu được 0,336 lít khí (đktc) Coi thể tích dung dịch khơng đổi, pH của dung dịch sau điện phân có giá trị A 12 B C.13 D [4] Câu 25 Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO NaCl (hiệu suất 100%, điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến nước bắt đầu bị điện phân hai điện cực ngừng điện phân, thu được dung dịch X 6,72 lít khí (đktc) anot Dung dịch X hịa tan tối đa 20,4 gam Al2O3 Giá trị của m là: A 50,4 B 51,1 C 23,5 D 25,6 [4] Câu 26 Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp MgCl 1M NaCl 1M, với I=2,68A, thời gian với điện cực trơ, màng ngăn xốp Sau kết thúc điện phân thấy khối lượng dung dịch giảm m gam so với dung dịch ban đầu Giá trị của m A 10,65 B 14,25 C 19,65 D 22,45 [4] Câu 27 Tiến hành điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp) dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl cho tới nước bắt đầu bị điện phân điện cực dừng lại, thu được 1,12 lít khí (đktc) Dung dịch sau điện phân hồ tan tối đa 1,02 gam Al2O3, biết sau trình điện phân pH của dung dịch tăng Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể Giá trị của m A 5,970 B 3,940 C 9,480 D 14,495 [6] Câu 28 Hòa tan 31,76 gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước thu được 300 gam dung dịch X Điện phân dung dịch X (điện cực trơ, màng ngăn xốp) thu được 283,32 gam dung dịch Y (khơng cịn màu xanh) có V lít khí (đktc) anot Cho Y tác dụng với Mg dư thấy giải phóng 1,344 lít khí H (đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn, hiệu suất phản ứng điện phân bằng 100% (bỏ qua hòa tan khí nước bay của nước) Giá trị của V A 2,464 B 2,520 C 3,136 D 2,688 15 2.3.2.1: Các ví dụ điện phân dung dịch có đồ thị: Ví dụ [3] Hịa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước, thu được 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 được hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) được mô tả đồ thị bên (gấp khúc điểm M, N) Giả sử hiệu xuất điện phân 100%, bỏ qua bay của nước Giá trị của m A 17,48 B 15,76 C 13,42 Hướng dẫn giải: Catot: 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl0,08 a 2a = 0,08 ⇒ a = 0,04 2ClH2O + 2e → H2 + 2OH 2b = 0,2 b = 0,1 H2O -2e D 11,08 Anot: - 2e → Cl2 0,08 0,04 -2e → Cl2 2c c → 1/2O2 + 2H+ 4d d Tại M: có khí : nCl2 = 0,04 ⇒ ne1 = 0,08 Tại N: có khí H2; Cl2; Cu2+ điện phân hết Tại t = 3,5a giây: ne2 = 3,5ne1 = 0,28; khí gồm H2; O2 ⇒ ∑nkhí = 0,21 = c + d + 0,04 + 0,1 ⇒ c + d = 0,07 Bảo tồn mol e có: 2c + 4d = 0,28 – 0,08 = 0,2 ⇒ c + 2d = 0,1 ⇒ d = 0,03; c = 0,04 m = 160.0,04 + 0,16.58,5 = 15,76 Giải thích: Đoạn OM: Tổng số mol khí tăng chậm có khí Cl2 anot Đoạn MN: Tổng số mol khí tăng nhanh có khí H2 Cl2 Đoạn NP: Tổng số mol khí tăng chậm lại tạo khí H O2 lượng khí O2 Cl2 thời gian điện phân Ví dụ [4] Điện phân dung dịch X chứa KCl CuSO bằng dịng điện chiều có cường độ khơng đổi 5A (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, khí sinh khơng tan dung dịch) Tồn khí sinh q trình điện phân (ở hai điện cực) theo thời gian được biểu diễn bằng đồ thị sau: 16 Thể tích khí đktc (lít) 4,928 3,584 0,896 x y z Thời gian (giây) Phát biểu sau đúng? A Tỉ lệ mol CuSO4 : KCl : B Dung dịch sau điện phân có pH > C Tại thời điểm 2x giây, tổng thể tích khí hai điện cực 2,8 lít D Tại thời điểm z giây, khối lượng dung dịch giảm 10,38 gam Hướng dẫn giải: Đoạn 1: Chỉ có khí Cl2 Tại x (s): nCl2 = 0,04 ⇒ ne1 = 0,08 n CuSO = n e1 = 0,04 Tại x (s) : CuSO4 điện phân vừa hết ⇒ Đoạn 2: Gồm khí Cl2 anot H2 catot Tại y (s): nCl2 + nH2 = 0,16 ⇒ Thời gian từ x → y (s): nCl2 + nH2 = 0,12 nCl2 = nH2 = 0,06 Đoạn 3: Gồm khí O2 anot H2 catot Tại z (s): nCl2 + nO2 + nH2 = 0,22 Thời gian từ y → z (s): nO2 + nH2 = 0,22 – 0,16 = 0,06 nH2 = 2nO2 ⇒ nO2 = 0,02; nH2 thêm = 0,04 Tại z (s): nH2 = 0,06 + 0,04 = 0,1; nCl2 = 0,04 + 0,06 = 0,1; nO2 = 0,02 ⇒ nKCl = 2nCl2 = 0,2; ne = 2nCl2 + 4nO2 = 2.0,06 + 4.0,02 = 0,2 ⇒ tỉ lện mol CuSO4 : KCl = 0,04 : 0,2 = : ⇒ đáp án A sai Bên catot nước bị điện phân trước nên tạo môi trường bazơ ⇒ sau điện phân dung dịch có pH > ⇒ đáp án B Tại thời điểm 2x (s): nCl2 = 0,08; bảo tồn e có: 2nH2 + 2nCu = 0,08.2 ⇒ nH2 = 0,04 ⇒ Tổng số mol khí là: nCl2 + nH2 = 0,12 ⇒ V = 2,688 lít ⇒ đáp án C sai Tại z (s): mdd giảm = mCu + mCl2 + mO2 + mH2 = 0,04.64 + 0,1.71 + 32.0,02 + 0,1.2 = 10,5 gam ⇒ đáp án D sai Vậy đáp án B Ví dụ [5] Điện phân dung dịch X chứa m gam hỗn hợp Cu(NO 3)2 NaCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi I = 2A Số mol khí sinh hai điện cực k (mol) theo thời gian điện phân t (giây) được biểu diễn hình vẽ, hiệu suất điện phân 100%, khí sinh không tan nước 17 Nếu điện phân dung dịch X thời gian 1930 giây cho dung dịch sau điện phân tác dụng với lượng dư Fe (tạo khí NO sản phẩm khử của N +5) lượng Fe tối đa phản ứng A 0,56 gam B 0,84 gam C 0,98 gam D 0,28 gam Hướng dẫn giải: Với t = 965 s ⇒ Chỉ có khí Cl2 ra: nCl2 = 0,01 mol ⇒ nNaCl = 0,02 mol Với t = 2895 s ⇒ Chỉ có khí O2 ra: nO2 = 0,02 – 0,01 = 0,01 mol Lúc Cu2+ vừa hết Bảo tồn mol e có: 2nCu2+ = 2nCl2 + 4nO2 n = 0,03 mol ⇒ nCu2+ = 0,03 mol ⇒ Cu ( NO ) Với t = 1930 s ⇒ ne = It/F = 2.1930/96500 = 0,04 mol Catot: Anot: 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl - 2e → Cl2 0,02 0,04 0,02 0,02 0,01 H2O -2e → 1/2O2 + 2H+ 2+ ⇒ Cu dư: 0,01 mol 0,02 0,01 0,02 + 2+ 3Fe + 8H + 2NO3 → 3Fe + 2NO + 4H2O 0,0075 ← 0,02 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu 0,01 0,01 nFe pư = 0,0175 ⇒ mFe pư = 0,98 gam ⇒ Chọn C Ví dụ [4] Điện phân dung100 dịch X gồm FeCl2 MgCl2 (có màng ngăn), phụ thuộc khối lượng của dung dịch X theo thời gian được biểu diễn theo đồ thị sau: 87,3 x Giá trị x A 77,15 y 1,5y 2,5y t (s) B 74,35 C 78,95 Hướng dẫn giải: dpdd → Fe + Cl + Tại t = y (s): FeCl2 điện phân vừa hết: FeCl  D.72,22 18 mdd giảm = mFeCl2 = 100 – 87,3 = 12,7 ⇒ nFeCl2 = 0,1 mol ⇒ ne1 = 0,2 mol + Tại t = 1,5y (s): MgCl2 điện phân vừa hết: dpdd MgCl2 + 2H 2O  → Mg(OH) + Cl + H ne2 = 1,5.ne1 = 0,3 ⇒ ne thêm1 = 0,1 ⇒ nMgCl2 = 0,05 = n↓Mg(OH)2 = nCl2 = nH2 ⇒ ∆m2 = m↓ + mCl2 + mH2 = 0,05.58 + 0,05.71 + 0,05.2 = 6,55 gam + Tại t = 2,5y (s): ne3 = 2,5.ne1 = 0,5 ⇒ ne thêm2 = 0,2 dp H 2O  → H2 + O2 Chỉ có H2O điện phân: ⇒ nH2O đp = 0,1 mol ⇒ ∆m3 = 1,8 gam Vậy x = 100 – 12,7 – 6,55 – 1,8 = 78,95 ⇒ Chọn C Ví dụ [5] Tiến hành điện phân dung dịch chứa a mol CuSO b mol NaCl bằng dịng điện chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua hịa tan của khí nước bay của nước) Gọi V tổng thể tích khí (đktc) hai điện cực Q trình điện phân được mơ tả theo đồ thị sau: Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Hướng dẫn giải: + Đoạn 1: Chỉ có khí Cl2 anot nên lượng khí chậm + Đoạn 2: Có khí gồm Cl2 H2 nên lượng khí nhanh; nkhí = 0,06 mol Tại t = 4825 (s): ne1 = It/F = 2.4825/96500 = 0,1 ⇒ nCl2 = 0,05 ⇒ nH2 = 0,01 ne1 = 2nCu + 2nH2 = 0,1 ⇒ nCu = 0,04 ⇒ a = 0,04 + Đoạn 3: Có khí gồm O H2 nên lượng khí chậm đoạn Tại t = 7720 (s): ne2 = It/F = 2.7720/96500 = 0,16 Bảo tồn e có: 2nCu + 2nH2 = 0,16 ⇒ nH2 = 0,04 Mặt khác lúc này: nkhí = 0,11 Đặt số mol Cl2 (x mol); O2 (y mol) ⇒ x + y + 0,04 = 0,11 Bảo toàn e: 2x + 4y = 0,16 Giải hệ được: x = 0,06; y = 0,01 ⇒ nNaCl = b = 0,12 a 0,04 = = b 0,12 ⇒ Chọn A ⇒ Bài tập tự giải : 19 Câu [3] Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl vào nước, thu được 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 được điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) được mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M, N) Giả sử hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay của H2O Giá trị của m A 23,64 B 16,62 C 20,13 [3] Câu Hòa tan hỗn hợp gồm gồm CuSO4 NaCl vào nước thu được 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 được hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) được mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M, N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay của nước Giá trị của m A 5,54 B 8,74 C 11,94 [3] Câu Hòa tan hỗn hợp gồm gồm CuSO4 NaCl vào nước thu được 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 được hai điện cực (n) phụ thuộc vào thời gian điện phân (t) được mô tả đồ thị bên (đồ thị gấp khúc điểm M, N) Giả thiết hiệu suất điện phân 100%, bỏ qua bay của nước Giá trị của m A 2,77 B 7,57 C 5,97 D 26,22 D 10,77 D 9,17 2.4 Hiệu đề tài Trên sở nội dung đề xuất, chọn lớp 12A2 để thực nghiệm đề tài trước sau dạy Tôi tiến hành thực nghiệm qua bước: - Ra kiểm tra với thời gian 50 phút trước sau thực nghiệm đề tài - Chấm kiểm tra - Sắp xếp kết theo thứ tự từ điểm đến điểm 10 phân loại theo nhóm: 20 + Nhóm giỏi: Có điểm từ đến 10 + Nhóm khá: Có điểm từ 6,5 đến dưới + Nhóm trung bình: Có điểm từ đến dưới 6,5 + Nhóm yếu kém: Có điểm dưới - So sánh kết trước sau thực nghiệm Kết Lớp Sĩ số Giỏi SL % Trước thực nghiệm 36 5,55 Sau thực nghiệm 36 25,00 Khá SL 15 % 16,67 41,67 Trung bình SL % 15 41,67 25,00 Yếu, SL 13 % 36,11 8,33 Từ kết thực nghiệm cho thấy đề tài của giúp học sinh thay đổi đáng kể kết kiểm tra, đánh giá học sinh Nó giúp nâng cao tỉ lệ học sinh đạt điểm giỏi Kết luận kiến nghị 3.1 Kết luận Đề tài của tơi giúp học sinh u thích hơn, có hứng thú với môn học, rèn cho em tinh thần tích cực, tự giác cũng giúp em đạt kết cao qua kiểm tra, đánh giá, em cũng cảm thấy tự tin bước vào kiểm tra Đề tài cũng được đồng nghiệp trường áp dụng dạy cho học sinh lớp 12 cũng giúp em có thay đổi tích cực rõ rệt thái độ học tập mơn hóa, giúp em thấy u thích mơn hóa học tập mơn hóa tốt Tôi xây dựng đề tài với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào thay đổi phương pháp giảng dạy theo hướng tích cực 3.2 Kiến nghị Đề tài của kinh nghiệm rút trình giảng dạy của thân, thân tơi mong muốn góp phần nhỏ tạo phát triển phương pháp dạy hoá học đạt hiệu cao qua giảng hố học Tơi xây dựng đề tài với mong muốn được chia sẻ sáng kiến của thân với đồng nghiệp, đồng thời thân cũng mong muốn nhận được tiếp tục phát triển sâu rộng đề tài góp ý của bạn để tơi hồn thiện phương pháp dạy học của 21 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 10 tháng năm 2020 ĐƠN VỊ Tơi xin cam đoan SKKN của viết, không chép nội dung của người khác Trịnh Xuân Vinh 22 CÁC TỪ VIẾT TẮT THPTQG: Trung học phổ thông quốc gia HS: Học sinh THPT: Trung học phổ thông đpdd dpdd: điện phân dung dịch đp dp: điện phân BT.e: Bảo toàn mol electron TH: Trường hợp BTNT: Bảo toàn nguyên tố BTKL: Bảo toàn khối lượng BTĐT BTDT: Bảo tồn điện tích BGD & ĐT: Bộ giáo dục đào tạo 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề thi tham khảo THPTQG tốt nghiệp mơn hóa BGD & ĐT 2019-2020 Đề thi THPTQG thức mơn hóa của BGD & ĐT 2018 Đề thi THPTQG thức mơn hóa của BGD & ĐT 2019 Đề thi thử THPTQG mơn hóa của trường toàn quốc THPT chuyên ĐH Vinh, THPT chuyên KHTN Hà Nội, THPT chuyên Bắc Ninh, THPT chuyên sư phạm Hà Nội năm 2019 Đề thi thử THPTQG mơn hóa của sở giáo dục tồn quốc Hà Nội, Ninh Bình, Nam Định năm 2019 Một số tài liệu tham khảo internet 24 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD & ĐT, CẤP SỞ GD & ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI GIẢI C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Trịnh Xuân Vinh Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Thọ Xuân TT Tên đề tài SKKN Xây dựng hệ thống tập trắc nghiệm liên quan đến thực tiễn chương trình hóa học lớp 12 Rèn luyện kỹ giải số toán phức tạp liên quan đến hỗn hợp kết tủa có chứa Al(OH)3 cho học sinh lớp 12 Cấp đánh giá xếp loại Kết đánh giá xếp loại Năm học đánh giá xếp loại Sở GD&ĐT C 2015-2016 Sở GD&ĐT C 2018-2019 25 ... Giúp học sinh rèn luyện kỹ giải số toán phức tạp điện phân dung dịch giúp em đạt kết cao kỳ thi 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp 12 trường tơi - Các tốn phức tạp điện phân dung dịch. .. 11 Cho m gam hỗn hợp chứa KCl CuSO vào nước thu được dung dịch X Điện phân dung dịch X thời gian t giây thu được dung dịch Y có khối lượng dung dịch giảm 9,3 gam Nếu điện phân dung dịch. .. chọn đề tài‘? ?Rèn luyện kỹ giải số toán phức tạp điện phân dung dịch cho học sinh lớp 12? ??’ nhằm giúp học sinh được rèn luyện nhiều dạng tập hóa học, giúp em có thêm hành trang vững chắc,