Đang tải... (xem toàn văn)
Khi nối nguồn điện một chiều với hai điện cực nhúng trong chất điện ly nóng chảy hay dung dịch chất điện ly ở các điện cực của bình điện phân xảy ra các quá trình oxi hóa và khử làm cho [r]
(1)MỤC LỤC
PHẦN 1: Lý viết sang kiến kinh nghiệm……… 2
PHẦN 2: Nội dung sang kiến kinh nghiệm……… 3
2.1 Tình hình thực tế biện pháp thực hiện……….3
2.1.1 Tình hình thực tế trước thực đề tài……….…3
2.1.2 Biện pháp thực đề tài……….…3
2.2 Nội dung……… 3
2.2.1 Lí thuyết……… .3
2.2.2 Một số ví dụ minh họa………7
2.2.3 Một số lí thuyết mở rộng điện phân ứng dụng……… 17
2.2.4 Cơ sở thực nghiệm 20
PHẦN Kết luận đề xuất……… 21
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Bài tập cở sở lí thuyết q trình hóa học-Vũ Đăng Độ chủ biên-Nhà xuất giáo dục
2 Bài tập hóa lí-Lâm Ngọc Thiềm- Trần Hiệp Hải-Nguyễn Thị Thu Bộ đề luyện thi đại học 1996
4 Đề thi đại học, cao đẳng năm (từ 2007 đến 2012) Đề thi học sinh giỏi tỉnh-quốc gia năm (2001 đến 2012) Hóa học đại cương- Lê Mậu Quyền- Nhà xuất giáo dục
7 Phản ứng điện hóa ứng dụng-Trần Hiệp Hải-Nhà xuất giáo dục 2005 Sách giáo khoa hóa học 12-nâng cao-Nhà xuất giáo dục 2012
(2)PHẦN 1:
LÝ DO VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
- Hoá học môn khoa học giảng dạy trường THCS, THPT Đây môn mà học sinh trang bị kiến thức từ học lớp bậc THCS Tuy nhiên, môn thường xuyên sử dụng thi tốt nghiệp THPT ba mơn bắt buộc kì thi tuyển sinh vào ĐH, CĐ, THCN khối A, B
- Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục Đào Tạo chuyển cấu trúc thi tuyển sinh đại học, cao đẳng mơn hố học từ tự luận sang trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn 100% Điều đồng nghĩa vịng 90 phút, học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu thời gian ngắn Nắm bắt điều đó, giảng viên đại học, cao đẳng, chuyên gia nhà giáo có nhiều kinh nghiệm xuất nhiều sách tài liệu tham khảo phương pháp giải nhanh trắc nghiệm
- Thông qua đề thi đại học, cao đẳng nhận thấy đề thi đại
học cao đẳng ln có đến câu liên quan đến điện phân Đây dạng tốn khó mà học sinh hay bị lúng túng xử lí để có đáp án
- Trong đề thi học sinh giỏi tỉnh quốc gia thông thường hay có tốn điện phân, theo thống kê chúng tơi từ năm 2000 trở có câu đề thi quốc gia liên quan đến điện phân-pin điện.
- Qua năm giảng dạy trường THPT kết hợp với kiến thức tích luỹ ngồi giảng đường đại học cao học đúc kết kinh nghiệm giảng dạy bài điện phân “ Phương pháp giải nhanh chuyên sâu dạng toán điện phân”.
Trong đề tài phần nội dung chúng tơi đưa bốn phần lý thuyết tổng
(3)PHẦN 2
NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Tình hình thực tế biện pháp thực hiện
2.1.1 Tình hình thực tế trước thực đề tài.
- Qua năm giảng dạy trường phổ thông nhiều năm gia sư ngồi ghế giảng đường đại học, nhận thấy nhiều học sinh làm tập điện phân thường hay lung túng-khúc mắc Điều đó, nhiều thời gian làm không làm kết điện phân học tiết lớp 12
- Thực tế học sinh hay giải tập phần điện phân nhầm không hiểu hết vấn đề điện phân Xác định không rõ vai trị, viết sai q trình oxi hóa-khử
- Vì để nâng cao hiệu giải tập điện phân đề thi đại học-cao đẳng đề thi học sinh giỏi tỉnh-quốc gia chọn đề tài phương pháp giải tập điện phân nhằm đưa học sinh tới hiểu thấu đáo giải vấn đề tốt 2.1.2 Biện pháp thực đề tài.
2.1.2.1 Những kiến thức cần trang bị
- Nắm vững quy tắc catot, anot
- Viết trình khử q trình oxi hố catot anot - Áp dụng hệ định luật Farađây
- Xử lí kiện tốn: số mol, thể tích khí, khối lượng…
2.1.2.2 Những điểm cần lưu ý.
- Trong điện phân số mol e nhường A số mol e nhận K
- Hằng số Farađây công thức: F = 96500 C·mol−1 ứng với t s, F=26,8 ứng với t là h
2.2 Nội dung 2.2.1 Lí thuyết
2.2.1.1 Định nghĩa: Điện phân q trình oxi hóa khử xảy bề mặt điện cực tác dụng dòng điện chiều qua dụng dịch chất điện li chất điện li nóng chảy
Trong điện phân có điện cực:
- Cực âm (-) gọi catot (kí hiệu K): xảy q trình oxi hóa (quá trình nhường e)
(4)* Bạn đọc ý: Catot điện phân pin điện xảy q trình oxi hóa, Anot là
nơi mà xảy q trình khử Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl2:
Ta có dung dịch: CuCl2 Cu2+ + 2Cl
-Tại catot (K - ): Cu2+ + 2e Cu
Tại anot (A + ): 2Cl- Cl + 2e
Phương trình điện phân: CuCl2 dp
Cu + Cl2
* Hai loại điện phân chủ yếu: điện phân nóng chảy điện phân dung dịch
2.2.1.2 Điện phân nóng chảy (muối, bazơ, oxit)
a Điện phân nóng chảy muối (chủ yếu muối halogen kim loại kiềm kiềm thổ):
Công thức muối: MXn (n hóa trị M, X= F, Cl, Br, I)
MXn nc
Mn+ + nX
-Tại K (-): Mn+ + ne M
Tại A (+): 2Cl- Cl + 2e
Phương trình điện phân tổng quát : MXn dpnc
M + X2
Ví dụ : Điện phân nóng chảy NaCl, CaCl2
- Điện phân nóng chảy NaCl : NaCl nc Na+ + Cl
-Tại K (-) : Na+ + 1e Na; Tại A (-): 2Cl- Cl + 2e
Phương trình điện phân tổng quát: 2NaCl dpnc 2Na + Cl2
- Điện phân nóng chảy CaCl2 : CaCl2 nc
Ca2+ + 2Cl
-Tại K (-) : Ca2+ + 2e Ca; Tại A (-): 2Cl- Cl + 2e
Phương trình điện phân tổng quát: CaCl2 dpnc
Ca + Cl2
b Điện phân nóng chảy hiđroxit M(OH)n (M kim loại kiềm, kiềm thổ)
M(OH)n nc
Mn+ + nOH
-Tại K (-): Mn+ + ne M Tại A (+): 4OH- 2H
2O + O2 + 4e
Phương trình điện phân tổng quát : 4M(OH)n dpnc
4M + 2nH2O + nO2
(5)NaOH nc Na+ + nOH
-Tại K (-): Na+ + e Na Tại A (+): 4OH- 2H
2O + O2 + 4e
Phương trình điện phân tổng quát : 4NaOH dpnc 4Na + 2H2O + O2
c Điện phân nóng chảy oxit kim loại M2On
M2On nc
2Mn+ + nO
2-Tại K (-): Mn+ + ne M Tại A (+): 2O2- O + 4e
Phương trình điện phân tổng quát : 2M2On dpnc
4M + nO2
Ví dụ: Điện phân nóng chảy Al2O3
Al2O3 nc
2Al3+ + 3O
2-Tại K (-): Al3+ + 3eAl Tại A (+): 2O2- O + 4e
Phương trình điện phân tổng quát: 2Al2O3 dpnc
4Al + 3O2
2.2.1.3 Điện phân dung dịch
2.2.1.3.1 Vai trò H2O điện phân:
- Giúp chất điện li phân li ion - Vận chuyển ion đến điện cực
- Có thể tham gia vào q trình oxi hóa khử bề mặt điện cực, tức tham gia vào trình điện phân, cụ thể:
Tại K(-): 2H2O + 2e 2OH- + H2 Tại A (+): 2H2O 4H+ + O2 + 4e 2.2.1.3.2 Quy luật chung, quy tắc K, quy tắc A
Quy luật chung: - Ở catot (K): ion có tính oxi hóa mạnh dễ bị khử, ví dụ: Tại K:
Ag+; Cu2+ Ag+ + 1eAg đến Cu2+ + 2eCu
- Ở anot (A): ion có tính khử mạnh dễ bị oxi hóa, ví dụ: Tại A: Br-; Cl- 2Br-Br
+ 2e đến 2Cl-Cl + 2e
a Quy tắc K: Ở K có mặt cation kim loại Mn+ H+( nước axit phân li) thì:
- Nếu Mn+ cation kim loại trước Al3+ Al3+ cation khơng nhận electron (không bị
khử) mà cation H+nhận electron (bị khử):
H+ nước phân li: 2H
(6)2H+ + 2e H
2H2O + 2e H2 + 2OH
-H+ axit phân li: 2H+ + 2e H
- Nếu Mn+ cation kim loại sau Al3+ cation nhận electron (bị khử) để tạo thành kim loại:
Mn+ + ne M
- Cation có tính oxi hóa mạnh dễ nhận e, ví dụ K(-) gồm: Ag+; Fe3+; Cu2+; H+;
H2O thi thứ tự nhận electron sau:
Ag+ + 1e Ag (1) Fe3+ + 1e Fe2+ (2)
Cu2+ + 2e Cu (3) 2H+ + 2e H
2 (4)
Fe2+ + 2e Fe (5) 2H
2O + 2e 2OH- + H2 (6) b Quy tắc anot: Ở anot có mặt anion gốc axit OH- (do nước bazơ phân li) * Đối với anot trơ (là anot không tham gia vào q trình phản ứng)
- Nếu anot có mặt anion: I-; Br-; Cl-; S2-; RCOO-; … anion nhường electron
cho điện cực (bị oxi hóa) anion có tính khử mạnh dễ nhường electron thứ tự nhường electron thực nghiệm tìm sau: S2- > I-> Br- > Cl- > RCOO- > H
2O Ví dụ A(+): Cl-, I-; H
2O thứ tự nhường electron sau:
2I- I
2 + 2e (1); 2Cl- Cl2 + 2e (2); 2H2O 4H+ + O2 + 4e (3)
- Nếu anot có mặt ion gốc axit vơ chứa O như: NO3
; SO42-; CO32-; F- ; OH-
những anion khơng nhường electron (khơng bị oxi hóa) mà H2O nhường electron thay:
2H2O 4H+ + O2 + 4e
* Đối với anot hoạt động: anot làm kim loại Cu, Zn, anot tham gia
vào q trình oxi hóa, nhường electron thay cho anion: Zn Zn2+ +2e; Cu Cu2+ +2e
Chú ý: Hiện tượng dương cực tan thì:
Độ tăng khối lượng K = độ giảm khối lượng A
Ví dụ 1: Viết sơ đồ phương trình điện phân tổng quát điện phân điện phân điện cực trơ:
a dung dịch FeCl2 b dung dịch CuSO4
(7)a FeCl2 Fe2+ + 2Cl
-Tại K (-): Fe2+; H
2O: Fe2+ + 2e Fe Tại A(+): Cl-; H2O: 2Cl- Cl2 +2e
Phương trình điện phân tổng quát: FeCl2
dd
dp
Fe + Cl2
b CuSO4 Cu2+ + SO4
2-Tại K (-): Cu2+; H
2O: Cu2+ + 2e Cu
Tại A (+): SO42-; H2O: 2H2O 4H+ + O2 + 4e
Phương trình điện phân tổng quát: 2Cu2+ + 2H 2O
dpdd
2Cu + 4H+ + O 2
hay 2CuSO4 + 2H2O dpdd
2Cu + 2H2SO4 + O2
c NaCl Na+ + Cl
-Tại K (-): Na+; H
2O: 2H2O + 2e 2OH- + H2
Tại A (+): Cl-; H
2O: 2Cl- Cl2 + 2e
Phương trình điện phân tổng quát: 2Cl- + 2H 2O
dpdd
2OH- + H
2 + Cl2
hay: 2NaCl + 2H2O dpdd
2NaOH + H2 + Cl2
d KNO3 K+ + NO3
-Tại K (-): K+; H
2O: 2H2O 4H+ + O2 + 4e
Tại A (+): NO3-; H2O: 2H2O + 2e 2OH- + H2
Phương trình điện phân tổng quát: 2H2O dpdd
2H2 + O2
Nhận xét: Khi điện phân dung dịch muối:
- dung dịch muối ion kim loại sau Al3+ ion gốc axit không chứa O
( trừ F-) pH dung dịch khơng đổi
- dung dịch muối ion kim loại sau Al3+ ion gốc axit chứa O, F- pH dung dịch
giảm dần tạo H+
- dung dịch muối ion kim loại trước Al3+ ion gốc axit không chứa O
( trừ F-) pH dung dịch tăng dần tạo OH
dung dịch muối ion kim loại trước Al3+ và ion gốc axit chứa O, F- pH dung dịch
(8)Ví dụ 2: Viết phương trình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực anot Cu
Hướng dẫn giải:
CuSO4 Cu2+ + SO4
-Tại K (-): Cu2+; SO
4-: Cu2+ + 2e Cu
Tại A (+) Cu: SO42-; H2O: Cu Cu2+ + 2e
Phương trình điện phân tổng quát:
Cu + Cu2+ Cu + Cu2+
(A) (K)
Ví dụ 3: Viết phương trình điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 a mol; NaCl b mol trường hợp:
a b = 2a b b > 2a c b < 2a
Hướng dẫn giải:
CuSO4 Cu2+ + SO4
-NaCl Na+ + Cl
-Tại K (-): Cu2+; Na+; H
2O: Cu2+ + 2e Cu
2H2O + 2e 2OH- + H2
Tại A (+): Cl-; SO
42-; H2O: 2Cl- Cl2 +2e
2H2O 4H+ + O2 + 4e
a b = 2a thì: Cu2+ + 2Cl- dpdd Cu + Cl 2
hay CuSO4 + 2NaCl
dd
dp
Cu + Cl2 + Na2SO4
sau đó: 2H2O
dd
dp
2H2 + O2
b b > 2a thì: Cu2+ + 2Cl- dpdd Cu + Cl 2
hay CuSO4 + 2NaCl
dd
dp
Cu + Cl2 + Na2SO4
sau đó: 2Cu2+ + 2H 2O
dpdd
2Cu + 4H+ + O 2
hay 2CuSO4 + 2H2O dpdd
2Cu + 2H2SO4 + O2
(9)hay CuSO4 + 2NaCl
dd
dp
Cu + Cl2 + Na2SO4
sau đó: 2Cl- + 2H 2O
dpdd
2OH- + H
2 + Cl2
Hay: 2NaCl + 2H2O dpdd
2NaOH + H2 + Cl2
2.2.1.4 Biếu thức định luật Farađây
Dùng để tính khối lượng chất thoát điện cực, giả sử điện cực A hay K thoát chất X, ta có:
X
A m X e I t n F
(gam) hay nX =
e I t
n F (mol) (1)
Với: AX khối lượng mol X (gam/mol)
ne số electron trao đổi điện cực
I cường độ dòng điện (A)
F số Farađây : F = 96500 (Culong/mol.s) t tính giây (second) F =26,8 t tính (hour)
t (times) : thời gian tính giây (s) (h)
Chú ý:
- Khi tính theo (1) phương trình điện cực chất điện cực phải viết theo hệ số nguyên tối giản
- Từ (1) ta có:
( ) ( / ) X e X m g I t n
F A g mol = số mol electron trao đổi hệ quan trọng
ta sử dụng đề tính tốn tập điện phân
- Điện phân trình oxi hóa khử nên số mol electron nhường A= số mol electron nhận K.
2.2.2 Một số ví dụ minh họa 2.2.2.1 Ví dụ bản
Ví dụ 1:(Trích đề thi đại học khối A năm 2012) Điện phân 150 ml dung dịch AgNO3 1M với
điện cực trơ t giờ, cường độ dòng điện khơng đổi 2,68A (hiệu suất q trình điện phân 100%), thu chất rắn X, dung dịch Y khí Z Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau phản ứng kết thúc thu 14,5 gam hỗn hợp kim loại khí NO (sản phẩm khử N+5) Giá trị t là
(10)Hướng dẫn giải:
Phương trình điện phân: 4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + O2 + 4HNO3 (1)
Dung dịch Y gồm: AgNO3, HNO3 Cho Fe + dd Y sau phản ứng thu 14,5g hỗn hợp kim
loại nên Fe dư có phản ứng:
3Fe + 8HNO3 → 3Fe(NO3)3 + 2NO + 4H2O (2)
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (3)
Gọi x số mol AgNO3 bị điện phân nHNO3 = x, dung dịch Y: HNO3: x mol; AgNO3 dư:
0,15 –x mol
Theo (2,3) nFe phản ứng = 3x/8 + (0,15-x)/2 = 0,075 –x/8 mol
nAg = 0,15 – x mol
Vậy mhỗn hợp kim loại = mFedư + mAg =12,6 –(0,075-x/8).56 +(0,15-x).108 =14,5
Suy ra: x= 0,1 mol Ta có mAg =
108.2,68 1.26,8
t
= 0,1.108 t = 1,0 h
Ví dụ 2: (Trích đề thi đại học khối B năm 2012) Người ta điều chế H2 O2 phương
pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67 A thời gian 40 Dung dịch thu sau điện phân có khối lượng 100 gam nồng độ NaOH 6% Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể)
A 5,08% B 6,00% C 5,50% D 3,16%
Hướng dẫn giải:
Điện phân dung dịch NaOH điện phân H2O, phương trình điện phân:
2H2O
dpNaOH
2H2 + O2 (1)
Số mol e trao đổi =
0,67.40
26,8 = mol
Tại K(-): 2H2O + 2e 2OH- + H2 nH2 = 0,5 mol
Tại A (+): 2H2O 4H+ + O2 + 4e nO2 = 0,25 mol
Vậy mdung dịch trước điện phân = 100 + 0,5 + 0,25.32 = 109 gam
Ta có mNaOH khơng đổi = 100.6/100 = gam
Vậy CM (NaOH)trước điện phân =
6.100%
(11)Ví dụ 3: (Trích đề thi đại học khối B năm 2009) Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vơi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m
A 108,0 B 75,6 C 54,0 D 67,5
Hướng dẫn giải:
Al2O3 nc
2Al3+ + 3O
2-Tại K (-): Al3+ + 3eAl
Tại A (+): 2O2- O + 4e
Phương trình điện phân tổng quát: 2Al2O3 dpnc
4Al + 3O2
O2 tạo đốt cháy A than chì tạo khí X: CO, CO2, O2(dư)
Gọi x, y, z số mol CO, CO2, O2 dư 2,24 lít X Khi sục X qua nước vơi dư có
phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)
Ta có hệ phương trình:
2
/
3
0,1
28 44 32
16
2( )
0,02
X
X H
n x y z
x y z
d
x y z
nCaCO y
từ có: x = 0,06;
y = z = 0,02 Vậy 2,24 lít X có 0,06.1 + 0,02.2+ 0,02.2 = 0,14 mol O
67,2 m3 X có
67, 2.0,14
2, 24 = 4,2 kmol O
Từ có: nAl =
3nO = 2,8 kmol m= 2,8 27 = 75,6 kg
Bạn đọc ý: Ở sử dụng:
(lít) tương ứng với (mol), cịn (m3) tương ứng với (kmol) (kilo mol)
Ví dụ 4: (Trích đề thi đại học khối A năm 2011) Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO3)2 (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khí khối lượng dung dịch giảm
10,75 gam ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể) Tất chất tan dung dịch sau điện phân
A KNO3 KOH B KNO3, KCl KOH
C KNO3 Cu(NO3)2 D KNO3, HNO3 Cu(NO3)2
(12)Ta có: nKCl= 0,1 mol; nCu(NO3)2 = 0,15 mol
Phương trình phân li: KCl K+ + Cl
-Cu(NO3)2 Cu2+ + 2NO3
-Taị K (-): Cu2+, K+, H
2O: Cu2+ + 2e Cu (1)
Tại A (+): Cl-; NO
3-; H2O: 2Cl- Cl2 + 2e (2)
2H2O 4H+ + O2 + 4e (3)
Nếu K mà Cu2+ phản ứng hết ta có: n
e nhận 0,15.2 = 0,3 mol hiển nhiên A Cl- hết
mdung dịch giảm mCu + mCl2 = 13,15 gam > mdung dịch giảm đề Cu2+ phải dư
Nếu A mà Cl- dư n
e nhường 0,1 mol, lúc nCu K 0,1/2 = 0,05 mol nên mdung dịch giảm
0, 05.71 + 0,05 64 = 6,75 gam < mdung dịch giảm đề Cl- phải hết
Vậy dung dịch sau điện phân gồm: Cu2+ dư, K+; H+ tạo NO
-hay gồm D KNO3, HNO3 Cu(NO3)2
Ví dụ 5: (Trích đề thi đại học khối A năm 2011) Hòa tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước
được dung dịch X Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dịng điện khơng đổi) thời gian t giây, y gam kim loại M catot 0,035 mol khí anot Cịn thời gian điện phân 2t giây tổng số mol khí thu hai điện cực 0,1245 mol Giá trị y
A 4,480 B 3,920 C 1,680 d 4,788
Hướng dẫn giải:
MSO4 M2+ + SO4
2-Tại K (-): M2+; H
2O: M2+ + 2e M (1)
2H2O + 2e 2OH- + H2 (2)
Tại A (+): SO42-; H2O: H2O 2H+ + 1/2O2 + 2e
Tại thời gian t giây có 0,035 mol khí A nên 2t giây có 0,07 mol khí A số mol e nhường =0,07.4 = 0,28 mol khí K: 0,1245 – 0,07 = 0,0545 mol ne (2) = 0,109 mol ne(1)= 0,171 mol nM2+ = 0,0855 mol
(13)Tại thời gian t giây số mol e nhường = 0,035.4 = 0,14 mol < 2nCu2+ nên lúc Cu2+ dư và
Cu tạo = 0,14/2 = 0,07 mol y =4,480 gam 2.2.2.2 Ví dụ chuyên sâu
Ví dụ 1: (Trích đề thi HSGQG năm 2011) Ở 250C, cho dịng điện chiều có cường độ
0,5A qua bình điện phân chứa điện cực platin nhúng 200 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020M, Co(NO3)2 1,0 M, HNO3 0,010M
1 Viết phương trình nửa phản ứng xảy catot anot trình điện phân
2 Khi 10% lượng ion kim loại bị điện phân, người ta ngắt mạch nối đoản mạch hai điện cực bình điện phân Hãy cho biết tượng xảy viết phương trình phản ứng minh họa
3 Xác định khoảng nguồn điện ngồi đặt vào catot để điện phân hồn tồn ion thứ catot (coi q trình điện phân hoàn toàn nồng độ ion bị điện phân lại dung dịch 0,005% so với nồng độ ban đầu)
4 Tính thể tích khí (đktc) anot điện phân 25 phút Khi đó, giá trị catot bao nhiêu?
Chấp nhận: Áp suất riêng khí hidro pH2 = atm; tính tốn khơng kể đến
thế; nhiệt độ dung dịch không đổi suốt trình điện phân
Cho: E
0 /
Cu Cu
= 0,337 V; E
0 /
Co Co
= -0,277V;
hằng số Faraday F = 96500 C.mol-1
; 250C: 2,303 RT
F =0,0592.
Hướng dẫn giải:
1 Phương trình nửa phản ứng catot anot
Các q trình xảy catot (-): Cu2+ + 2e Cu (1)
2H+ + 2e H
2 (2)
Co2+ + 2e Co (3)
Quá trình xảy anot (+): 2H2O 4H+ + O2 + 4e (4)
2 Theo phương trình Nerst: 2
0
/ /
0,0592
log[ ]
Cu Cu Cu Cu
E E Cu
= 0,287V
2
0
/ /
0,0592
log[ ]
Co Co Cu Cu
E E Co
(14)2
0
2 / /
0,0592
log[ ]
H H H H
E E H
= -0,118 V
Từ thấy: 2
2
/ / /
Cu Cu H H Co Co
E E E
nên thứ tự nhận e là: Cu2+ > H+ > Co2+
Khi 10% Cu2+ bị điện phân thì, 2
0
/ /
0, 0592
log[ ]
Cu Cu Cu Cu
E E Cu
= 0,285V lúc đó H2 chưa thoát ngắt mạch điện, nối đoản mạch hai cực bình điện phân tạo pin điện có cực dương (catot) O2/H2O cực âm (anot) cặp Cu2+/Cu Phản ứng xảy là:
Trên catot: O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
Trên anot: Cu → Cu2+ + 2e
Phản ứng xảy pin là: 2Cu + 4H+ + O
2 2Cu2+ + 2H2O
Sự phóng điện pin dừng điện cực
3 Để tách hoàn toàn ion Cu2+ cần đặt vào catot là: 2
2H /H c Cu /Cu
E E E
Khi Cu2+ bị điện phân hồn tồn [Cu2+] = 0,005%.0,020 = 10-6M.
Lúc đó: 2
0
/ /
0, 0592
log[ ]
Cu Cu Cu Cu
E E Cu
= 0,159V Và [H+] = 0,01 (ban đầu) + (0,020 -10-6)(tạo ra) 10-5V
2
0
2 / /
0, 0592
log[ ]
H H H H
E E H
= - 0,077V
Vậy trường hợp tính khơng kể đến q H2 điện cực platin
catot cần khống chế khoảng - 0,077 V < Ec < 0,159 V, Cu2+ bị điện phân hồn tồn
Ta có: ne = It
F = 7,772.10-3 mol < 2nCu2+= 8.10-3 mol nên Cu2+ dư, nCu2+ dư = 1,14.
10-4 mol [Cu2+]
dư =5,7.10-4V,
Ec=
2 2 / / 0, 0592 log[ ]
Cu Cu Cu Cu
E E Cu
= 0,241 V
Và nO2 =
1
4ne= 1,93.10-3 mol V
O2 = 1,93.10-3 22,4 lít = 0,0432 lít
(15)với 200 ml dung dịch X, thu kết tủa M3(PO4)2 dung dịch Y Khối lượng kết tủa
(đã sấy khơ) khác khối lượng M(NO3)2 ban đầu 6,825 gam
Điện phân 400 ml dung dịch X dòng điện chiều với I =2,000 ampe tới khối lượng catot không tăng thêm dừng, dung dịch Z Giả sử điện phân có hiệu suất 100%
a Hãy tìm nồng độ ion dung dịch X, dung dịch Y, dung dịch Z Cho biết gần phải chấp nhận tính nồng độ dung dịch Y, dung dịch Z
b Tính thời gian (theo giây) điện phân
c Tính thể tích khí thu 27,30C, atm điện phân. Hướng dẫn giải:
a Phản ứng:
3M(NO3)2 + 2K3PO4 ❑⃗ M3(PO4)2 ↓ + 6KNO3 (1)
Dung dịch Y: dung dịch KNO3: KNO3 ❑⃗ K+ + NO3- (2)
Theo (1) mol NO3- phản ứng tạo mol PO43- làm thay đổi khối lượng 372-190=182g
x mol NO3- phản ứng tạo x/3 mol PO43- làm thay đổi khối lượng 6,825 gam
Vậy có ngay: x = 1826 , 825 = 0,225 mol từ suy ra:
- Trong dung dịch X:
3
2 0,1125
2
NO M
n
n mol
từ có C(M2+) =
0 ,1125
0,2 =0 , 5625 M ; C(NO3-) = 0 ,2250,2 =1 , 125 M
- Theo (1): nK+ = nNO
3- = nKNO3 =2.nM(NO3)2 = 2.0,1125 = 0,225 mol
Coi VddY ≈ VddX + Vdd K3PO4 ≈ 400 ml Vậy dung dịch Y:
C(K+) =C(NO
3-) = 0 ,2250,4 = 0,5625M (3)
Dung dịch Y có nồng độ: C(K+) =C(NO
3-) = 0,5625M
Các gần chấp nhận tính nồng độ dung dịch Y:
- Bỏ qua thay đổi thể tích tính (3) có mặt M3(PO4)2 ↓
- Bỏ qua tan M3(PO4)2 ⇄ 3M2+ + 2PO4
3 Bỏ qua phân li H2O⇄ H+ + OH
(16)Tại K ( ): M2+, H
2O: M2+ + 2e ❑⃗ M
- Tại A (+): NO3-, H2O: 2H2O ❑⃗ 4H+ + O2 ↑ + 4e
Phương trình điện phân:
2M(NO3)2 + 2H2O ⃗dpdd 2M + O2 + 4HNO3 (4)
- Dung dịch Z có chất tan HNO3:
Coi Vdd Z ≈ Vdd X ≈ 400 ml = 0,4 lít
Theo (4): nHNO3 =2nM(NO3)2 = 0 ,5625 400
1000 mol
Vậy C(H+) = C (NO 3-) =
nHNO3 1000
400 =1 ,125 M
Các gần chấp nhận tính nồng độ dung dịch Z:
- Coi Vdd Z ≈ Vdd X , bỏ qua thay đổi thể tích điện phân gây
- Bỏ qua phân li H2O Z dung dịch HNO3
Nồng độ ion: dd X: C(M2+) = 0,5625 M ; C(NO
3-)= 1,125 M
dd Y: C(K+
) = C( NO3- ) = 0,5625 M
dd Z: C(H+ ) = C (NO3- ) = 1,125 M
b Tính thời gian điện phân:
Theo (4) nO2 = 1/2 nM(NO3)2 = 0,1125 mol
Từ công thức: mO2 = AO2
4 It
96500 suy ra: t =
mO2 96500
AO2 I
= 21712,5 (s)
c Tính thể tích khí thu 27,30C, atm điện phân dung dịch Z
VO2=nRT
P =
0 , 1125 ,082 300 ,3
1 ≈ 2, 77 lít
Ví dụ 3: Chia 1,6 lít dung dịch A chứa HCl Cu(NO3)2 làm phần
Phần đem điện phân (các điện cực trơ) với cường độ dòng 2,5 ampe, sau thời gian t thu 3,136 lít khí (ở đktc) chất khí anơt Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 550 ml dung dịch NaOH 0,8M thu 1,96 g kết tủa
(17)Cho m gam bột sắt vào phần 2, lắc phản ứng xảy hoàn toàn, sau phản ứng thu hỗn hợp kim loại có khối lượng 0,75m (gam) V lít khí Tính m V (ở đktc)
Hướng dẫn giải:
1 Dung dịch A: H+; Cl-; Cu2+; NO
3- Điện phân phần dung dịch A:
Tại K (-): H+; Cu2+; H
2O: Cu2+ + 2e Cu
0,14 0,28 mol
Tại A (+): Cl-; NO
3-; H2O: 2Cl- Cl2 + 2e
Khí A Cl2 : nCl2 = 0,14 mol ne nhường = 0,28 mol = ne nhận
Từ công thức : ne = It
F t = 10808 (s)
Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH tạo kết tủa nên có dư Cu2+
Phản ứng : H+ + OH- H
2O (1)
Cu2+ + 2OH- Cu(OH)
2 (2)
nCu(OH)2 = 0,02 mol nCu2+ dư = 0,02 mol Vậy nCu(NO3)2 = 0,16 mol
Theo (1,2): nH+ = nOH- = 0,4 mol nHCl = 0,4 mol
Vậy: CM Cu(NO3)2 = 0,2 M; CM HCl = 0,5 M
2 Cho bột Fe vào phần thu hỗn hợp kim loại nên Fe phản ứng dư:
3Fe + 8H+ + 2NO
3- 3Fe2+ + 2NO + 4H2O (3)
0,15 0,4 0,1 0,1 mol
Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (4)
0,16 0,16 0,16 mol
Theo (3) VNO = 2,24 lít
Theo (3, 4): mhỗn hợp kim loại = mFedư + mCu= m – 0,31 56 + 0,16.64 = 0,75m
m = 28,48 gam
Ví dụ 4: Một chất A có cơng thức MXOm Tổng số proton nguyên tử tạo phân tử
(18)Khi điện phân dung dịch A nước, 1447,5 giây với I = 10 ampe (điện cực trơ), dung dịch B Cho CuO lấy dư 25% khối lượng tác dụng với B, lọc tách chất rắn, thu dung dịch D có chứa 22,6 gam muối
a Tìm cơng thức chất A
b Tính khối lượng kim loại M bám vào catot khối lượng CuO dùng
c Tính khối lượng chất A dùng trước điện phân nồng độ mol/lít chất có dung dịch D (cho thể tích dung dịch D 250 ml)
Hướng dẫn giải:
a Gọi ZX số proton nguyên tử X, số electron XOm- = ZX + 8m + =32
ZX = 31 – 8m (*) Do X thuộc chu kì nên ZX < 10 X tạo anion nên X phi kim, từ (*)
dễ thấy thỏa mãn m = 3, ZX = (N)
Tổng số p A: ZM + ZX + 8m = 78 ZM = 47 M Ag
Vậy A AgNO3
b Điện phân dung dịch A:
Tại K (-): Ag+; H
2O: Ag+ + 1e Ag (1)
Tại A (+): NO3-; H2O: 2H2O 4H+ + O2 + 4e (2)
Ta có: ne = 0,15 mol, theo (2): nH+ = ne = 0,15 mol
Cho CuO vào B có phản ứng : CuO + 2H+ Cu2+ + H
2O (3)
Từ (3) có: nCuOphản ứng = nCu2+ = 0,075 mol mCu(NO3)2 = 14,1 gam
Mà mmuối = 22,6 gam nên AgNO3 dư: 8,5 gam nAgNO3 dư = 0,05 mol
Ta có: nAg = ne = 0,15 mol mAg bám vào K = 0,15 108 = 16,2 gam
nCuO dùng = 0,075
125
100= 0,09375 mol mCuO = 7,5 gam
c nAgNO3đã dùng = 0,05 + 0,15 = 0,2 mol mAgNO3 dùng = 34 gam
dung dịch D: Cu(NO3)2: 0,075 mol; AgNO3 dư: 0,05 mol
CM Cu(NO3)2 = 0,3 M; CM AgNO3 = 0,2 M
Ví dụ 5: Điện phân 100 ml dung dịch X gồm H2SO4 0,3M HCl 0,4M với cường độ dòng
điện 2,68 A thời gian t
(19)b Vẽ đồ thị hàm số
Biết: -Hằng số Faraday F = 26,8 Ampe.giờ
- Thể tích dung dịch khơng đổi trình điện phân - Các giá trị logarit x
x 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
logx -0,301 -0,222 -0,155 -0,097 -0,046
Hướng dẫn giải:
a Ta có: nH2SO4 = 0,03 mol; nHCl = 0,04 mol
Tại K (-): H+ (0,1 mol); H
2O: 2H+ + 2e H2
Tại A (+): Cl-(0,04 mol); SO
42- (0,03 mol): 2Cl- Cl2 + 2e
2H2O 4H+ + O2 + 4e
Số mol e trao đổi thời gian t = 0,1 t (mol) Khi t = 1giờ H+ K hết nH+ = n
e nhận
Khi t = 0, Cl- hết A, H+ dư = 0,06 (mol)
- Nếu < t 0,4 thì: H+
dư = (0,1 – 0,1.t ) mol pH = -log[H+] = - log (1-t)
- Nếu 0,4 < t < 1,0 : H+ khơng đổi = 0,06 mol K H+ A tạo H+ pH =
0,222.
b Vẽ đồ thị xử lí Excel
t 0,1 0,2 0,3 0,4
x=1-t 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6
(20)2.2.2.3 Ví dụ đề nghị
Ví dụ 1: Hồ tan 91,2g FeSO4 vào 200g dung dịch HCl 3,285% thu dung dịch A Chia
dung dịch A thành phần nhau:
Phần 1: Cho thêm vào 4,05 g bột nhơm, sau thời gian thu 0,672 lít khí (đktc),
dung dịch B chất rắn C Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lấy kết tủa nung nhiệt độ cao khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 4g chất rắn Tính khối lượng chất rắn C
Phần 2: Đem điện phân với điện cực trơ có màng ngăn với cường độ dòng I=1,34 ampe
trong Tính khối lượng kim loại catot thể tích khí (đktc) anot Biết hiệu suất điện phân 100%
Đáp số: mC = 9,21 gam; mkim loại K = mFe = 1,12 gam; Vkhí = 0,896 lít
Ví dụ 2: Hồ tan 20g K2SO4 vào 150g nước, thu dung dịch A Tiến hành điện phân dung
dịch A thời gian Sau điện phân khối lượng K2SO4 dung dịch chiếm 14,93%
khối lượng dung dịch Biết lượng nước bị bay không đáng kể a.Tính thể tích khí điện cực đo điều kiện tiêu chuẩn
b Tính thể tích H2S (đktc) cần dùng để phản ứng hết với khí anot tạo SO2 Đáp số: Vkhí K = 44,8 lít; Vkhí A = 22,4 lít; Vậy VH2S 14,93 lít
Ví dụ 3: Điện phân (với điện cực Pt) 200 mililít dung dịch Cu(NO3)2 đến bắt đầu có khí
thốt catơt dừng lại Để n dung dịch khối lượng catôt không đổi, thấy khối lượng catôt tăng 3,2 gam so với lúc chưa điện phân Tính nồng độ mol dung dịch Cu(NO3)2 trước điện phân
(21)Ví dụ 4: Hồ tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M dung dịch A
Tiến hành điện phân dung dịch A với dòng điện cường độ 1,34 ampe Tính khối lượng kim loại catot thể tích khí (ở đktc) thoát anot Biết hiệu suất phản ứng đạt 100%
Đáp số: Vậy: mCu = 0,1 64 = 6,4 gam; Vkhí A = 1,792 lít
Ví dụ 5: Điện phân lít dung dịch CuSO4 0,5M với điện cực trơ Sau thời gian, ngừng
điện phân cho qua dung dịch sau điện phân luồng khí A lấy dư thu 72 gam kết tủa màu đen Biết rằng, đốt khí A oxi dư tạo thành nước khí B, khí B làm màu dung dịch nước brom
a Xác định công thức phân tử khí A,B b Tính thể tích khí khí anot (đktc)
c Tính thể tích dung dịch axit HNO3 60% (D = 1,37 g/ml) cần thiết để hoà tan lượng kim
loại kết tủa catot
Đáp số: a A H2S , B SO2; b VO2 = 2,8 lítc; VHNO3 76,64 ml
Chú ý: axit HNO3 60% axit đặc nồng độ đậm đặc hay dùng phịng thí nghiệm
là 68%
Ví dụ 6: (Trích đề thi đại học khối A năm 2010) 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
Ví dụ 7: (Trích đề thi đại học khối A năm 2010) 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)
ở anot sau 9650 giây điện phân
A 2,240 lít B 2,912 lít C 1,792 lít. D 1,344 lít Ví dụ 8: (Trích đề thi cao đẳng năm 2011) Điện phân 500 ml dung dịch CuSO4 0,2M (điện
cực trơ) catot thu 3,2 gam kim loại thể tích khí (đktc) thu anot là:
A 3,36 lít B 1,12 lít C 0,56 lít D 2,24 lít
Ví dụ 9: (Trích đề thi đại học khối B năm 2010) Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dd CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y vẫn cịn màu xanh, có khối
(22)A 2,25 B 1,5 C 1,25 D 3,25
Ví dụ 10: (Trích đề thi đại học khối B năm 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 hoà tan m gam Al Giá trị lớn m
A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40
2.2.3 Một số lí thuyết mở rộng điện phân ứng dụng 2.2.3.1 Thế phân giải thế
Điện phân phân hủy chất nhờ tác dụng dòng điện chiều Khi nối nguồn điện chiều với hai điện cực nhúng chất điện ly nóng chảy hay dung dịch chất điện ly điện cực bình điện phân xảy q trình oxi hóa khử làm cho chất bị phân hủy Như trình diễn ngược lại pin điện: dòng điện pin phản ứng oxi hóa khử sinh Phản ứng pin tự phát xảy cịn phản ứng điện phân xảy có dòng điện
Khi nối điện cực kẽm Zn2+/Zn với điện cực clo Cl
2/2Cl-ở điều kiện chuẩn, pin kẽm
-clo có suất điện động E0 = 2,12V Ngược lại dùng dịng điện chiều hiệu
2,12V nối với hai điện cực trơ (bằng platin than chì) nhúng dung dịch ZnCl2
thấy kẽm kim loại bám vào điện cực nối với cực âm nguồn điện khí clo xuất điện cực nối với cực dương nguồn điện, nghĩa điện cực xảy hai nửa phản ứng:
Ở điện cực âm (K -): Zn2+ + 2e Zn
Ở điện cực dương (A +): 2Cl- Cl + 2e
Phản ứng chung: Zn2+ + 2Cl- dong dien Zn + Cl
2 hiệu điện 2,12 V
Tương tự vậy, phản ứng điện phân CuCl2
Cu2+ + 2Cl- dong dien Cu + Cl
2 xảy hiệu 1,02V
Phản ứng điện phân HCl:
2H+ + 2Cl- dong dien H
2 + Cl2 xảy hiệu 1,36V
Những hiệu 2,12V; 1,02V 1,36V gọi phân giải ZnCl2 , CuCl2
và HCl tương ứng dung dịch 1M Vậy hiệu tối thiểu dòng điện chiều cần
đặt vào điện cực trơ để gây nên điện phân chất gọi phân giải (kí hiệu U).
(23)U = 2
0
/2 /
Cl Cl Zn Zn
E E
= 1,36 – (-0,76) = + 2,12 V Thế phân giải CuCl2 dung dịch:
U =
2
0
/2 /
Cl Cl Cu Cu
E E
= 1,36 – 0,34 = + 1,02 V Thế phân giải HCl dung dịch:
U = 2
0
/2 /
Cl Cl H H
E E
= 1,36 – = + 1,36 V
Từ ta thấy phân giải chất bao gồm phân giải cation phân giải anion Thế phân giải ion tối thiểu cần đặt vào điện cực để ion tích điện hay phóng điện
Thế phân giải đại đa số cation anion điện cực trơ thực tế điện cực nguyên tố tương ứng Nhưng phân giải vài ion Fe2+ , Ni2+ , H+ và
OH- hay H
2O giá trị tuyệt đối lớn điện cực tương ứng Khi điện phân dung
dịch chất chứa ion nước, người ta phải dùng dịng điện hiệu cao so với suất điện động E pin tương ứng Thế hiệu phụ thêm gọi (kí hiệu ΔE )
Hiện tượng có chất phức tạp phụ thuộc nhiều vào yếu tố liên quan với đặc tính động học vật liệu dùng để làm điện cực, bề mặt điện cực, trạng thái tập hợp chất điện cực, với mật độ dịng điện nhiệt độ
Khi điện cực thoát kim loại, đại lượng thường bé, bỏ qua trừ trường hợp sắt Δ E = 0,24V niken Δ E = 0,23V Khi điện cực khí H2 O2 đại lượng đáng kể, bỏ qua
Dưới hiđro oxi điện cực khác nhau:
Điện cực Quá hiđro, V Quá oxi, V
Pt (muội) 0,03-0,04 0,3
Fe 0,1-0,2 0,3
Pt (nhẵn) 0,2-0,4 0,5
Ni 0,2-0,4 0,5
Hg 0,8-1,0
Như phân giải chất điện ly dung dịch nước xác định bằng: U = Ea0 + E0c + ΔEa + ΔEc
U = E0
(24)Trong đó: U phân giải; Ea0 điện cực chuẩn A (+), E0c điện cực chuẩn catot
(K-); ΔEa A (+); ΔEc catot (K-)
Quá thường xác định phương trình Tafel: ∆E = a + b logi
Trong a, b hệ số phụ thuộc chất chất làm điện cực trạng thái bề mặt, i mật độ dịng A/cm2.
2.2.3.2 Giải thích tạo thành sản phẩm điện phân dung dịch
Khi điện phân dung dịch nước chứa số loại cation số loại anion nguyên tắc, điện cực âm, cation điện cực chuẩn lớn bị khử trước ở
điện cực dương, anion điện cực bé bị oxi hóa trước Tuy nhiên thực tế thứ
tự thường bị phá vỡ tượng
Để làm sáng tỏ điều này, xét phân giải tất trường hợp xảy điện phân Thí dụ dung dịch NiCl2 1M với điện cực platin nhẵn
Ta có: Epc =
2
0
/2 /
Cl Cl Ni Ni
E E
= +1,36 – (-0,23) = + 1,59 V
- Trường hợp 1: ΔE = 0, U = Epc = +1,59 V Ở K (-): Ni2+ + 2e Ni
Ở A (+): 2Cl- Cl + 2e
- Trường hợp 2: ΔE = + 0,5 V ứng với O2 điện cực Pt nhẵn Ở K (-): Ni2+ + 2e Ni
Ở A (+): H2O 2H+ +
1
2O2 + 2e
U = Epc + ΔE = E 2
0 /
O H O- E
0 /
Ni Ni = +1,23 – (-0,23) + ΔE = +1,46 V - Trường hợp 3: ΔE= + 0,4 V ứng với H2 Pt nhẵn
Ở K (-): 2H2O + 2e 2OH- + H2 ; E 2
0 /
H O H = - 0,828 V
Ở A (+): 2Cl- Cl + 2e
U = Epc + ΔE = +1,36 – (-0,828) + 0,4 = +2,588 V - Trường hợp 4: ΔE = + 0,9 V đồng thời có H2 O2
Ở K (-):2H2O + 2e 2OH- + H2
Ở A (+):H2O 2H+ +
1
(25) U = Epc + ΔE = + 1,23 – (-0,828) + 0,9 = +2,958 V
Như điện phân dung dịch NiCl2 với điện cực Pt nhẵn xảy trường hợp
phương trình điện phân là: NiCl2
dd
dp
Ni + Cl2
Tính tốn tương tự vậy, giải thích tạo thành sản phẩm trình điện phân dung dịch nước chất sau với điện cực trơ:
2NaCl + 2H2O
dd
dp
2NaOH + Cl2 + H2
CuSO4 + H2O
dd
dp
Cu + H2SO4 + 2O2
Và phân hủy nước điện phân dung dịch H2SO4, NaOH, Na2SO4
H2O
dd
dp
H2 + 2O2
Kiềm , axit, muối có tác dụng tăng độ dẫn điện 2.2.3.3 Ứng dụng điện phân
Phương pháp điện phân ứng dụng rộng rãi thực tế sản xuất phịng thí nghiệm nghiên cứu
Trong cơng nghiệp hóa chất, điện phân thường dùng để tách lấy đơn chất từ hợp chất Nhiều q trình điện phân giữ vai trị then chốt sản xuất như:
- Sản xuất NaOH, Cl2 phương pháp điện phân dung dịch NaCl đậm đặc
- Sản xuất khí H2, O2 phương pháp điện phân dung dịch K2SO4, H2SO4,
NaOH…
- Sản xuất Li, Na, Mg, Ca, Sr, Ba, Cl2, Br2…bằng phương pháp điện phân muối halogenua nóng chảy
- Sản xuất Al phương pháp điện phân Al2O3 nóng chảy có thêm Na3AlF6 (criolit)
để giảm nhiệt độ nóng chảy nhơm oxit
- Sản xuất KClO3 phương pháp điện phân dung dịch KCl đặc, nóng…
- Điều chế kim loại tinh khiết.
- Tinh chế kim loại
- Đúc đồ vật kim loại tiến hành tương tự tinh chế kim loại.
- Mạ điện
- Phân tích định tính, định lượng tách kim loại hỗn hợp chúng
(26)Sáng kiến kinh nghiệm thử nghiệm áp dụng đối giảng dạy từ năm học 2008-2009 học sinh lớp 11 trường THPT Hoằng Hóa 4, đạt chất lượng khả quan thi học sinh giỏi thi đại học
Kết áp dụng lớp 12 năm học 2009-2010:
- Thi học sinh giỏi tỉnh casio văn hóa đạt 100% đó: casio: nhì, ba, khuyến khích; cịn văn hóa nhất, nhì, khuyến khích
- Thi đại học đạt kết tốt: lớp 12B1 đậu 53/53 tương ứng 100%, lớp 12B2 đậu đại học 49/55 tương ứng 89,1% điểm trung bình mơn hóa trường chúng tơi xếp thứ tồn tỉnh
Hiện chúng tơi đưa vào áp dụng lớp 11C1, 11C2, 11C3, 11C4 12B7 lớp làm đối chứng (lớp học tiết) nhận thấy kết sau:
11C1 11C2 11C3 11C4 12B7
%Số học sinh giải tập tốt phần điện phân
98% 95% 90% 88% 30%
% Số học sinh không giải tốt 2% 5% 10% 12% 70%
Từ bảng phân tích ta thấy học sinh học dạng tốn điện phân theo chúng tơi trình bày kết nắm tốt hơn, phát vấn đề nhanh hơn, hầu hết làm tốt tập điện phân
Chúng nhận thấy cho tập điện phân học sinh áp dụng nhanh với bài trắc nghiệm có em nhẩm máy tính mà khơng cần phải viết phương trình điện
phân.
PHẦN 3
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
- 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 “Phương
pháp giải nhanh chuyên sâu dạng toán điện phân” sử dụng để ơn luyện thi
(27)- 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 chuyên Hố ngày có nhiều tài liệu học tập cách hệ thống
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2013
Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác
Tác giả