Sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch

Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch hệ thống hóa các dạng bài tập điện phân dung dịch và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinh một cách dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm và nâng cao kết quả trong các kỳ thi. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.

Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy PHẦN A ĐẶT VẤN ĐỀ Trong học tập hố học, việc giải tập có ý nghĩa quan trọng Ngoài việc rèn luyện kỹ vận dụng, đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động; tập hố học cịn dùng để ôn tập, rèn luyện số kỹ hố học Thơng qua giải tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thơng minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải tập lại có ý nghĩa quan trọng Mỗi tập có nhiều phương pháp giải khác Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, giúp học sinh nắm vững chất tượng hố học Trong q trình giảng dạy mơn Hóa học trường THPT, đặc biệt q trình ơn luyện cho học sinh thi học sinh kì thi Đại học; chuyên đề điện phân dung dịch chuyên đề hay quan trọng nên tập điện phân thường có mặt kì thi lớn quốc gia 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 Từ lí tơi chọn đề tài “ Phương pháp giải tập điện phân dung dịch” làm sáng kiến kinh nghiệm cho Với hy vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ cho việc học tập em học sinh 12 cho công tác giảng dạy bạn đồng nghiệp Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch PHẦN B NTH:Trần Thị Thủy TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀTÀI I Những thuận lợi khó khăn giải tập điện phân dung dịch Thuận lợi: - HS viết phương trình điện phân tổng qt tính tốn theo phương trình - HS biết áp dụng cơng thức Faraday vào giải tập điện phân - HS viết bán phản ứng xảy điện cực Khó khăn: - Học sinh sử dụng công thức hệ Faraday ( ne trao đổi) để giải nhanh toán điện phân - 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 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 khơng 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 khơng màng ngăn tạo nước Gia–ven có khí H2 thoát catot ; Phản ứng axit dung dịch với kim loại bám catot II PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN TRONG DUNG DỊCH A Mộtsố khái niệm về sự điện phân: 1) Sự điện phân: Là quá trình oxi hóa-khử xảy ở bề mặt các điện cực cho dòng điện một chiều qua hợp chất nóng chảy, hoặc dung dịch chất điện li 2) Trong thiết bị điện phân : - Anot (A) nối với cực dương một chiều,ở xảy sự oxi hóa - Catot (K)được nối với cực âm nguồn điện một chiều , ở xảy sự khử B Các quá trình điện phân: Điện phân dung dịch muối: Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy 1.1 Điện phân dung dịch muối Kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm a Ở catot (cực âm) Các ion 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: 2H 2O + 2e → H2 + 2OH– b Ở anot (cực dương): - Nếu S2-, Cl-, Br-, I- chúng bị điện phân trước H2O theo thứ tự tính khử: S2->I- > Br- > Cl- > H2O (F- khơng bị điện phân ) Phương trình điện phân tổng quát: S2- → S + 2e; 2X- → X2 + 2e Sau hết ion đó, tiếp tục điện phân H 2O 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 * 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(-):Na+, H2O Na+ không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Anot (+):SO42-, H2O SO42-không bị điện phân 2H2O → O2 + 4H+ + 4e → Phương trình điện phân: 2H2O→ 2H2 + O2 * Xảy tương tự điện phân dung dịch: NaNO3, K2SO4 , Na2CO3 , MgSO4 , Al2(SO4)3 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy (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 q 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 V BÀI TẬP ÁP DỤNG V.1 Khi điện phân dung dịch: NaCl, KNO 3, AgNO3, CuSO4 với điện cực trơ, màng ngăn xốp Dung dịch có pH tăng trình điện phân là: A NaCl B KNO3 C AgNO3 D CuSO4 V.2.(Trích Đại học khối B-2007): 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 =a C b > 2a B 2b D b < 2a V.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 t = 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 V.4.(Trích Đại học khối B-2010): Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y màu xanh, có khối lượng giảm 8g so với dung dịch ban đầu Cho 16,8g bột Fe vào Y, sau 15 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy 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 V.5 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 V.6 (Trích Đại học khối A-2007): Điện phân dung dịch CuCl với điện cực trơ, sau thời gian thu 0,32 gam Cu catôt 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 cịn lại 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH (cho Cu = 64) A 0,15M B 0,2M C 0,1M D 0,05M V.7 Điện phân dung dịch NaCl (d=1,2g/ml) thu chất khí điện cực Cơ cạn dung dịch sau điện phân, cịn lại 125g cặn khô Nhiệt phân cặn thấy giảm 8g Hiệu suất trình điện phân là:A 25% B 30% C 50% D.60% V.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 V.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 2,58 gam B 1,72 gam C D 3,44 gam V.10 Có hai bình điện phân mắc nối tiếp Bình chứa dung dịch CuCl 2, 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 3,24 gam C 5,40 gam B D 10,8 gam 16 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy V.11 Mắc nối tiếp bình điện phân A, B, C đựng dung dịch tương ứng CuCl 2, XSO4, Ag2SO4 tiến hành điện phân với điện cực trơ cường độ dòng điện 5A Sau thời gian điện phân t thấy khối lượng kim loại thoát catot bình A bình C 0,76g, catot bình C nhiều catot bình B bình A 0,485g Khối lượng nguyên tử X thời gian t là: A 55 193s B.30 và133s C 28 193s D 55 965s V.12 Điện phân dung dịch hỗn hợp chứa 0,15 mol FeCl 3; 0,3 mol CuCl2; 0,1mol NaCl đến catot bắt đầu sủi bọt khí ngừng điện phân Tại thời điểm này, catot tăng: A 27,6 gam B 8,4 gam C 19,2 gam D 29,9 gam V.13 Hoà tan a mol Fe3O4 dung dịch H2SO4 vừa đủ, thu dung dịch X Điện phân X với điện cực trơ dòng điện cường độ 9,65A Sau 1000 giây kết thúc điện phân catot bắt đầu bọt khí Giá trị a A 0,025 B 0,050 C 0,0125 D 0,075 PHẦN C: KẾT QUẢ THỰC HIỆN: Việc vận dụng sáng kiến kinh nghiệm thân đạt số kết khả quan Trước hết kinh nghiệm phù hợp với chương trình, SGK Học sinh có hứng thú học tập hơn, tích cực chủ động sáng tạo để mở rộng vốn hiểu biết, đồng thời linh hoạt việc thực nhiệm vụ lĩnh hội kiến thức phát triển kỹ Học sinh có hội để khẳng định mình, khơng cịn lúng túng, lo ngại bước vào học Đây nguyên nhân đến kết tương đối khả quan đợt khảo sát vừa qua.Cụ thể: Khi chưa áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Đối tượng Tổng Lớp Số 12A 46 12A5 38 Kết kiểm tra (điểm số kiểm tra) 8.0 – 10.0 6,5 – 7,9 5.0 – 6.4 3.5 – 4.9 SL % SL % SL % SL % 17,4 10 21,7 16 34,8 12 26.1 2,6 7,9 14 36,9 18 47,3 0.0 – 3.4 SL % 0 5,3 12A6 44 4,5 4,5 15 34,3 21 47,7 9,0 11 8,6 15 11,7 45 35,2 51 39.8 4,7 Tổng 128 Trên TB: 71 chiếm 55,5% Dưới TB 57 chiếm 44,5 17 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy Khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Đối tượng Kết kiểm tra (điểm số kiểm tra) 8.0 – 10.0 6,5 – 7,9 5.0 – 6.4 3.5 – 4.9 Tổng Lớp Số SL % SL % SL % SL % 12A 46 12 26,1 20 43,5 13 28,3 2,1 12A 38 5,3 21,0 15 39,5 12 31,6 0.0 – 3.4 SL % 2,6 12A6 44 128 Tổng 6,8 17 13,3 36 18,2 20 45,4 11 25,0 4,6 28,1 48 37,5 24 18,7 2,4 Trên TB: 101, chiếm 78,9% Dưới TB 27, chiếm 21,1% PHẦN D: KẾT LUẬN Trên số kỹ phương pháp giải số dạng toán điện phân dung dịch Quá trình tìm tịi nghiên cứu tơi giải vấn đề sau: - Nghiên cứu sở lí thuyết điện phân dung dịch; trình xảy - Từ rút bước thơng thường để giải toán điện phân - Sắp xếp cách có hệ thống dạng tập điện phân dung dịch - Đưa dạng tập hướng dẫn giải chi tiết, ngắn gọn dạng tập Trong năm giảng dạy ôn luyện thi với việc áp dụng phương pháp thấy khả giải tập điện phân dung dịch học sinh nâng cao ; em hứng thú học tập Ở lớp luyện thi với đối tượng học sinh trung bình số học sinh hiểu có kỹ giải dạng tập tương đối Mặc dù tơi cố gắng tìm tịi, nghiên cứu song khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót Rất mong nhận quan tâm đóng góp bạn đồng nghiệp Phú Bình ngày 15 tháng năm 2012 Người thực 18 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy Trần Thị Thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Xuân Trọng (chủ biên), Sgk Hóa học 12 (nâng cao)- NXB giáo dục, Hà nội 2008 Đề thi Đại học – Cao đẳng năm 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 Hồng Nhâm, Hóa học vơ – Tập – NXB giáo dục, 2003 Ngô Ngọc An, Phản ứng oxi hóa- khử và điện phân- NXB giáo dục, Hà nội 2006 Nguyễn Xuân Trường, Bài tập Hóa học trường phổ thơng - NXB sư phạm, 2003 Nguyễn Xuân Trường, Ôn luyện kiến thức hóa học đại cương và vơ trung học phổ thông – NXB Giáo dục, Hà Nội 2008 MỤC LỤC Trang Phần A: Đặt vấn đề Phần B: Tổ chức thực đề tài I Những thuận lợi khó khăn giải tập điện phân II Phương pháp giải tập điện phân dung dịch A Một số khái niệm điện phân B.Các trình điện phân Điện phân dung dịch muối 1.1 Điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm 1.2 Điện phân dd muối kim loại đứng sau Nhôm dãy điện 1.3 Điện phân hỗn hợp dung dịch muối 19 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy Điện phân dung dịch axit Điện phân dung dịch bazơ Điện phân hỗn hợp dung dịch điện li ( muối, axit, bazơ) III Định lượng trình điện phân 13 IV Các bước thông thường giải tập điện phân 14 V Một số kinh nghiệm giải tập trắc nghiệm điện phân dung dịch 14 Bài tập áp dụng 16 Phần C: Kết Quả 18 Phần D: KẾT LUẬN 19 Tài liệu tham khảo 19 20 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC  -I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN Họ tên : TRẦN THỊ THUY Ngày tháng năm sinh : 05-10-1971 Nam, nữ : NỮ Địa : Ấp Phú Dũng, Xã Phú Bình, Huyện Tân Phú, Tỉnh Đồng Nai Điện thoại : Cơ quan 061 3858 146 – Di động : Fax : E-mail : Chức vụ : Giáo viên Hố Đơn vị cơng tác : Trường trung học phổ thơng Thanh Bình, Xã Phú Bình, Huyện Tân Phú, Tỉnh Đồng Nai II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO – Học vị cao : Đại học sư phạm – Chuyên ngành đào tạo : Hoá học III KINH NGHIỆM KHOA HỌC – Lĩnh vực chun mơn có kinh nghiệm : Giảng dạy – Số năm có kinh nghiệm : 20 năm – Các sáng kiến kinh nghiệm có năm gần : – Tích cực hóa hoạt động học sinh thơng qua hoạt động giảng dạy phần Hiđrocacbon 2-.Một số phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học THPT 3-Sử dụng hiệu đồ dùng dạy học mơn hóa học trường THPT 4- "Vận dụng kiến thức hố học để giải thích tượng thực tế tự nhiên dạy học Hoá học " 21 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường THPT Thanh Bình Độc lập – Tự – Hạnh Phúc  -Tân Phú , ngày 16 tháng 05 năm 2012 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học : 2011 - 2012 Tên sáng kiến kinh nghiệm : “ Phương pháp giải tập điện phân dung dịch” Họ tên tác giả : Trần Thị Thuỷ Đơn vị : Tổ Hóa- Trường THPT Thanh Bình, Tân Phú, Đồng Nai Lĩnh vực : Quản lý giáo dục……………  Phương pháp dạy …………  Phương pháp giáo dục………  khác……………………………… học môn Lĩnh vực Tính mới – Có giải pháp hồn tồn mới……………………………………… – Có giải pháp cải tiến, đổi từ giải pháp có………………  Hiệu – Hồn tồn triển khai áp dụng tồn ngành có hiệu cao  – Có tính cải tiến đổi từ giải pháp có triển khai áp dụng tồn ngành có hiệu cao  – Hoàn toàn triển khai áp dụng đơn vị có hiệu cao  – Có tính cải tiến đổi từ giải pháp có triển khai áp dụng đơn vị có hiệu cao  Khả áp dụng – Cung cấp luận khoa học cho việc hoạch định đường lối, sách : Tốt  Khá  Đạt  – Đưa giải pháp khuyến nghị có khả ứng dụng thực tiễn, dễ thực dễ vào sống : Tốt  Khá  Đạt  – Đã áp dụng thực tế đạt hiệu có khả áp dụng đạt hiệu phạm vi rộng : Tốt  Khá  Đạt  XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN TRƯỞNG ĐƠN VỊ TỔ TRƯỞNG THỦ HIỆU TRƯỞNG 22 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy Trần Anh Nhật Trường SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị : TRƯỜNG THPT THANH BÌNH - Mã số : …… SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM “ Phương pháp giải tập điện phân dung dịch” : Người thực : TRẦN THỊ THUY Lĩnh vực nghiên cứu : – Quản lý giáo dục ……………………  – Phương pháp dạy học môn………  – Phương pháp giáo dục………………… – Lĩnh vực khác…………………………. Có đính kèm :  Mơ hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác Năm học : 2011 - 2012 23 ... thuận lợi khó khăn giải tập điện phân II Phương pháp giải tập điện phân dung dịch A Một số khái niệm điện phân B.Các trình điện phân Điện phân dung dịch muối 1.1 Điện phân dung dịch muối kim loại... Điện phân dung dịch bazơ Điện phân hỗn hợp dung dịch điện li ( muối, axit, bazơ) III Định lượng trình điện phân 13 IV Các bước thông thường giải tập điện phân 14 V Một số kinh nghiệm giải tập. .. 1.2 Điện phân dd muối kim loại đứng sau Nhôm dãy điện 1.3 Điện phân hỗn hợp dung dịch muối 19 Phương pháp giải bài tập điện phân dung dịch NTH:Trần Thị Thủy Điện phân dung dịch axit Điện