Chuyên đề môn Hóa Phương pháp giải bài tập điện phân

https://twitter.com/daykemquynhon 

plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn 

www.facebook.com/daykem.quynhon 

https://daykemquynhon.blogspot.com 

Chuyên đề môn Hóa: 

Phương pháp giải bài tập điện phân 

http://daykemquynhon.ucoz.com 

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / 

Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định 

Người viết: … 

Đối tượng: Chuyên đề được sử dụng để bồi dưỡng học sinh lớp 12 ôn thi TN 

THPT Quốc gia. 

Dự kiến thời gian bồi dưỡng: 8 tiết 

A. ĐẶT VẤN ĐỀ 

Thực hiện nhiệm vụ năm học 2015- 2016 với nội dung tiếp tục đổi mới quản lý 

và nâng cao chất lượng giáo dục. Các nhà trường đã và đang tiếp tục thực hiện đổi 

mới về phương pháp giảng dạy, đổi mới kiểm tra đánh giá theo hình thức thi trắc 

nghiệm ở hai kì thi tốt nghiệp và Đại học, Cao đẳng nay chỉ còn một kì thi THPT 

Quốc gia. Như vậy, thách thức đặt ra cho thầy và trò ở mỗi trường THPT là làm thế 

nào để nâng cao chất lượng học tập của học sinh. Làm thế nào để trang bị cho các 

em hành trang kiến thức tốt nhất để các em bước vào các kì thi THPT Quốc gia một 

cách tự tin, có hiệu quả cao. 

Trong công tác giảng dạy thì mỗi giáo viên đều phải hình dung, xây dựng nội 

dung kiến thức dạy và học cho mỗi tiết học, cho một chuyên đề hay một chương, một 

chương trình ở mỗi cấp học thì mới đem lại hiệu quả cao. Xây dựng chuyên đề ôn thi 

Đại học, Cao đẳng chính là tạo một bộ khung xương cho người dạy. Qua quá trình 

giảng dạy và qua nắm bắt cấu trúc đề thi, nội dung đề thi ĐH, CĐ các năm trước và 

đề thi THPT Quốc gia năm 2015. GV có thể xây dựng một chuyên đề hay và hiệu 

quả cho đối tượng giảng dạy của mình. 

B. THỰC TRẠNG 

Học sinh tuyển sinh đầu vào có nhận thức chậm, đa phần là học sinh trung 

bình và trung bình khá, nên đa phần các em mất gốc hóa học THCS. Do đó việc dạy 

bồi dưỡng học sinh có kiến thức để thi THPT Quốc gia là một thách thức không nhỏ 

đối với GV của nhà trường. 

Làm thế nào để học sinh có kĩ năng giải bài tập hóa học nói chung và phần 

phương pháp giải bài tập phần điện phân nói riêng là vấn đề chúng tôi luôn chăn trở 

suy nghĩ để có cách thức giảng dạy tốt nhất: trong chương trình hóa học lớp 12 

Chương 5 “chương đại cương kim loại” - bài 21 “điều chế kim loại”, toàn bộ bài 

dạy trong 1 tiết là không đủ thời gian giúp học sinh nắm chắc kiến thức cơ bản để các 

em tham gia thi THPT Quốc gia. Trong khi đó, trong bộ đề thi tuyển sinh ĐH, CĐ 

các năm trước đây và đề thi THPT Quốc gia năm 2015 tần suất xuất hiện trong các 

đề thi là khá lớn. Đó là những lí do chúng tôi chọn đề tài “Chuyên đề điện phân” 

để giảng dạy. 

DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN 

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM 

HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO) 

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/ 

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN 

1 

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú 

www.facebook.com/daykemquynhonofficial 

www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial








C. NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ 

I. Hệ thống kiến thức sử dụng trong chuyên đề 

1. Nguyên tắc điều chế kim loại 

Khử ion kim loại thành nguyên tử M n+ + ne → M 

2. Phương pháp điều chế kim loại điện phân 

(Trình bày trong phần II.2) 

3. Định luật bảo toàn electron 

Trong phản ứng oxi hóa khử tổng số electron nhường luôn bằng tổng số 

electron nhận. 

Tổng số mol electron nhường luôn bằng tổng số mol electron nhận. 

3. Công thức định luật Fraday 

A Q A It 

m= × = . 

n F n 96500 

Trong ®ã: 

+ m: sè gam d¹ng sm phÈm sinh ra trªn ®iÖn cùc 

+ n: sè electron trao ®æi 

+ Q = It: ®iÖn l−îng ®i qua dung dÞch víi c−êng ®é dòng ®iÖn lµ I, thêi gian t vµ cã 

®¬n vÞ lµ culong; I (A); t (gi©y) 

+ F: h»ng sè Faraday; F = 96487 C ≈96500C 

+ A : gäi lµ ®−¬ng l−îng ®iÖn ho¸, gäi t¾t lµ ®−¬ng l−îng, kÝ hiÖu lµ A. 

n 

+ Công thức tính số mol e trao đổi khi biết cường độ dòng điện (I) và thời gian (t) 

4. Dãy thế điện hóa của kim loại 

Dãy điện hoá của kim loại là dãy các cặp oxi hoá - khử của kim loại, được sắp xếp 

theo thứ tự tăng dần tính oxi hoá của ion kim loại và giảm dần tính khử của nguyên tử kim 

loại: 






2 











II. Tóm tắt kiến thức cơ bản về điện phân 

1. §ịnh nghĩa 

Điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy ra trên bề mặt điện cực dưới tác dụng của 

dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hay dung dịch chất điện li. 

+ Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử (nhận e) 

+ Tại Anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hoá (cho e) 

Khác với phản ứng oxi hoá khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của 

điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau e mà phải 

truyền qua dây dẫn. 

2. Çc tr−êng hîp ®iÖn ph©n 

2.1. Điện phân nóng chảy 

Phương pháp điện phân nóng chảy chỉ áp dụng điều chế các kim loại hoạt động mạnh 

như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al 

a) Điện phân nóng chảy oxit: thườngdùng điều chế Al 

2Al O 

⎯⎯⎯→ 4Al+3O 

NaAlF 6 

2 3 2 

* Tác dụng của Na 3 AlF 6 (Criolit): 

+ Hạ nhiệt cho phản ứng 

+ Tạo dung dịch có khả năng dẫn điện tốt hơn. 

+ Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi không khí với Al 

Quá trình điện phân: 

3+ 

+ Catot (-): 2Al +6e → 2Al 

+ Anot (+): 2O 2- → O 2 + 4e 

NaAlF6 

§Ó ®¬n gin ng−êi ta th−êng chØ xÐt ph−¬ng tr×nh: 2Al O 

⎯⎯⎯→ 4Al+3O 

2 3 2 

b) §iÖn ph©n nãng chy hi®roxit (ChØ ¸p dông ®Ó ®iÒu chÕ çc kim lo¹i kiÒm: Na, 

K) 

Tæng qu¸t: 

1 

⎯⎯⎯→ ↑ ↑ 

2 

dpnc 

2MOH 2M+ O 

2 

+H2O (M=Na, K,...) 

Catot (-): 2M + + 2e→2M 

1 O +H O 

2 

Anot (+): 2OH - → 2 

↑ 2 

↑ + 2e 

c) §iÖn ph©n nãng chy muèi clorua (ChØ ¸p dông ®Ó ®iÒu chÕ kim lo¹i kiÒm vµ 

kiÒm thæ) 

Tæng qu¸t: MCl 2 2M + xCl 2 (x = 1, 2) 

2.2. §iÖn ph©n dung dÞch 

- Áp dông ®Ó ®iÒu chÕ çc kim lo¹i trung b×nh, yÕu. 

- Trong ®iÖn ph©n dung dÞch n−íc gi÷ mét vai trß quan träng. 

+ Lµ m«i tr−êng ®Ó çc cation vµ anion di chuyÓn vÒ 2 cùc. 


↑ 





3 









VÒ bn chÊt n−íc nguyªn chÊt kh«ng bÞ ®iÖn ph©n do ®iÖn trë qu¸ lín ( I=0). Do vËy 

muçn ®iÖn ph©n n−íc cÇn hoµ thªm çc chÊt ®iÖn ly m¹nh nh−: muèi tan, axit m¹nh, 

baz¬ m¹nh... 

Để xác định thứ tự phản ứng của các ion chúng ta nắm vững 2 quy luật sau: 

Quy t¾c 1: Qu¸ tr×nh khö xy ra ë catot (quy tắc catot) 

+ Các ion kim lo¹i tõ Al trë vÒ ®Çu d·y thế điện hóa thùc tÕ kh«ng bÞ khö thµnh ion 

kim lo¹i khi ®iÖn ph©n dung dÞch 

+ Tại catot có các cation đi về xảy ra quá trình khử (nhận e) thứ tự nhận e theo trình 

tự cation có tính oxi hóa mạnh nhận e trước. 

+ Nếu tại catot có các ion dương sau : Fe 3+ , Ag + , Cu 2+ , H + thứ tự điện phân là : 

- Ag + +1e → Ag 

- Fe 3+ + 1e → Fe 2+ 

- Cu 2+ + 2e → Cu 

- 2H + + 2e → H 2 

- Fe 2+ + 2e → Fe 

- 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - (H 2 O chỉ tham gia điện phân khi các cation hết) 

Quy t¾c 2: Qu¸ tr×nh oxi ho¸ ë anot (quy tắc anot) 

2- - - - - 

Các anion cho e theo thứ tự sau đây: S >I >Br >Cl >OH 

Chẳng hạn tại anot có đồng thời 3 ion sau: S 2- , Cl - , I - , OH - 

Thứ tự nhường e như sau: 

S 2- → S +2e 

2I - → I 2 + 2e 

2Cl - → Cl 2 + 2e 

2OH - → 1/2O 2 + 2e + H 2 O 

2H 2 O → O 2 ↑ + 4H + + 4e (H 2 O chỉ tham gia điện phân khi các cation hết) 

- 2- 2- 2- 3- - 

- Çc anion chứa oxi nh−: NO 

3 

;SO 

4 

;CO 

3 

;SO 

3 

;PO 

4 

;ClO 

4 

…không tham gia điện 

phân mà thay vào đó là điện phân H 2 O theo phương trình điện phân sau đây: 

2H 2 O → O 2 ↑ + 4H + + 4e 

3. Ứng dông cña ph−¬ng ph¸p ®iÖn ph©n: 



- §iÒu chÕ kim lo¹i 

- §iÒu chÕ mét sè phi kim: H 2 ; O 2 ; F 2 ; Cl 2 

- §iÒu chÕ mét sè hîp chÊt: NaOH; H 2 O 2 , n−íc Javen… 

- Tinh chÕ mét sè kim lo¹i: Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au… 

- M¹ ®iÖn: §iÖn ph©n víi anot tan ®−îc dïng trong kÜ thuËt m¹ ®iÖn, nh»m bo vÖ 

kim lo¹i khái bÞ ¨n mßn vµ t¹o vÎ ®Ñp cho vËt m¹. Trong m¹ ®iÖn, anot lµ kim lo¹i 


4 













dïng ®Ó m¹ nh−: Cu, Ag, Au, Cr, Ni.. catot lµ vËt cÇn ®−îc m¹. Líp m¹ rÊt máng 

th−êng cã ®é dµy tõ: 5.10 -5 ®Õn 1.10 -3 cm. 

III. Các bước giải bài tập về điện phân 

Bước 1: Viết phương trình điện li của tất cả các chất điện phân; Xác định các 

ion ở mỗi điện cực. 

Ở cực dương (anot) có các anion đi về. 

Ở cực âm (catot) có các cation đi về. 

Bước 2: Viết các PTHH của các bán phản ứng oxi hóa khử (Viết phương trình 

cho, nhận e của các ion tại các điện cực). Trong đó ta cần nhớ quy tắc anot và quy tắc 

catot; trong đó cần chú ý : 

điện phân). 

- Tại cực âm ion có tính oxi hóa mạnh hơn ưu tiên phản ứng trước 

- Tại cực dương ion nào có tính khử mạnh ưu tiên phản ứng trước 

Bước 3: Viết phương trình điện phân (đối với bài tập chỉ yêu cầu viết phản ứng 

Cộng gộp các bán phản ứng (kèm theo hệ số để e nhường bằng e nhận) ta thu 

được phương trình điện phân. 

Bước 4: Xét các phản ứng phụ có thể xảy ra tùy thuộc vào dữ kiện đề bài, vật 

liệu chất điện phân. 

- Ví dụ khi điện dd NaCl: 

+ Nếu có màng ngăn xốp ta thu được NaOH, Cl 2 và H 2 . 

+ Còn khi điện dd NaCl không có màng ngăn xốp ta thu được nước Javen 

(NaOH, NaClO và H 2 O). 

Bước 5: Tính lượng sản phẩm thu được vận dụng 

A Q A It 

m= × = . 

n F n 96500 

Chú ý: Trong nhiều trường hợp, có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số 

mol electron thu được ở catot bằng số mol electron nhường ở anot) để giải cho 

nhanh các bài tập. 

IV. Bài tập vận dụng: 


1. Điện phân dung dịch muối có cation kim loại đứng trước Al trong dãy điện 

hóa. 



5 










Ví dụ 1:Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn 

NaCl → Na + + Cl - 






Catot (-) 

Anot (+) 

Na + không bị điện phân 

2Cl - → Cl 2 + 2e 

2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - 

Phương trình : 2NaCl + 2H 2 O 2NaOH + Cl 2 + H 2 

Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch : NaCl , CaCl 2 , MgCl 2 , BaCl 2 , 

AlCl 3 

dung dịch . 

→ Không thể điều chế kim loại từ : Na → Al bằng phương pháp điện phân 

Ví dụ 2 : Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch Na 2 SO 4 : 

Na 2 SO 4 → 2Na + + SO 4 

2- 

Catot (-) Anot (+) 


2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - 

→ Phương trình điện phân: 2H 2 O → 2H 2 + O 2 

SO 4 2- không bị điện phân 

2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e 

Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch: NaNO 3 , K 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , MgSO 4 , 

Al 2 (SO 4 ) 3 .... 

Ví dụ 3 (CĐ 2007) Trong công nghiệp, natri hiđroxit được sản xuất bằng phương 

pháp 

A. Điện phân dung dịch NaNO 3 , không có màng ngăn điện cực. 

B. Điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực. 

C. Điện phân dung dịch NaCl, không có màng ngăn điện cực. 

D. Điện phân NaCl nóng chảy. 

Trả lời: đáp án B. 

Ví dụ 4: (ĐHKA 2008): Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt xảy 

ra 

A. sự khử ion Cl-. B. sự oxi hoá ion Cl-. 

C. sự oxi hoá ion Na+. D. sự khử ion Na+. 

Trả lời: đáp án D 

Vì tại catot xảy ra quá trình khử: Na + + 1e→Na 






6 









Ví dụ 5: Điện phân 100ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ ,có màng ngăn, 

cường độ dòng điện I là 1.93A. Tính thời gian điện phân để được dung dịch pH = 

12, thể tích dung dịch được xem như không thay đổi, hiệu suất điện phân là 100%. 

A. 50s B. 100s C. 150s D . 200s 

Hướng dẫn giải 

Vì dung dịch có pH = 12 → Môi trường kiềm . 

pH = 12 → [H + ] = 10 -12 → [OH - ] = 0,01 → Số mol OH - = 0,001 mol 

2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - 

0,001 0,001 


→ Số mol e trao đổi là : n = 0,001 mol 

NaCl → Na + + Cl - 

Áp dụng công thức tính số e trao đổi : 

Ta có t = 50s. Chọn đáp án A 


Cl - → Cl 2 + 2e 

2. Điện phân dung dịch muối của các kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa 

Ví dụ 6 : Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch CuSO 4 : 

Catot(-) 

Cu 2+ + 2e → Cu 

PTĐL: CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 

2- 

Anot (+) 

SO 4 2- không bị điện phân . 

2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e 








Phương trình điện phân : CuSO 4 + H 2 O Cu + O 2 ↑+ H 2 SO 4 

7 









Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch muối của kim loại từ Zn → Au với các 

gốc axit NO 3 - , SO 4 

2- 

. 

Ví dụ 7 : Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch ZnCl 2 : 

PTĐL: ZnCl 2 → Zn 2+ + 2Cl - 


Zn 2+ + 2e → Zn 

→ Phương trình điện phân: ZnCl 2 Zn + Cl 2 

2Cl - → Cl 2 + 2e 

Ví dụ 8: Điện phân 100ml dung dịch CuSO 4 0,1M với các điện cực trơ cho đến khi 

vừa bắt đầu sủi bọt bên catot thì ngừng điện phân. Tính pH dung dịch ngay khi ấy 

với hiệu suất là 100%. Thể tích dung dịch được xem như không đổi. Lấy lg2 = 0,3 

A. pH = 0,1 B. pH = 0,7 C. pH = 2,0 D. pH = 1,3 


Đến khi vừa bắt đầu sủi bọt khí bên catot thì Cu 2+ vừa hết . 

Điện phân dung dịch : CuSO 4 : 

PTĐL: CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 

2- 

Catot(-) 

Cu 2+ + 2e → Cu 

0,01→0,02 

Anot (+) 

SO 4 2- không bị điện phân 

2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e 

→ Số mol e cho ở anot = số mol e nhận ở catot → n H+ = 0,02 mol 

0,02 → 0,02 

→ [H+] = 0,02/0,1 = 0,2 → pH = -lg0,2 = 0,7 → Chọn đáp án B 

3. Điện phân hỗn hợp các dung dịch muối 

Ví dụ 9: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và Cu(NO 3 ) 2 : 

PTĐL: NaCl → Na + + Cl - 


Cu(NO 3 ) 2 → Cu 2+ + 2NO 3 

- 







8 









Catot(-) 

Anot (+) 

(Na + , Cu 2+ , H 2 O) 

(Cl - , NO - 3 , H 2 O) 


NO - 3 không bị điện phân 

Cu 2+ + 2e → Cu 

2Cl - → Cl 2 + 2e 

2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - 2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e 

Phương trình điện phân dung dịch: 

2NaCl + 2H 2 O 

Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O 

Ví dụ 10: (Trích Đại học khối A - 2010) 

2NaOH + H 2 ↑ + Cl 2 ↑ 

Cu + ½ O 2 ↑ + 2HNO 3 ↑ 

Điện phân (với điện cực trơ) một dung dịch gồm NaCl và CuSO 4 có cùng số mol, đến 

khi ở catot xuất hiện bọt khí thì dừng điện phân. Trong cả quá trình điện phân trên, 

sản phẩm thu được ở anot là 

A. khí Cl 2 và O 2 . B. khí H 2 và O 2 . C. chỉ có khí Cl 2 . D. khí Cl 2 và H 2 . 

→ Chọn đáp án: A 

Ví dụ 11 (Trích Đại học khối A- 2010) 

Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO 4 và 0,12 mol NaCl bằng 

dòng điện có cường độ 2A. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện 

phân là 

A. 2,240 lít. B. 2,912 lít. C. 1,792 lít. D. 1,344 lít. 


PTĐL: NaCl → Na + + Cl - 

CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 

2- 


(Cu 2+ ; Na + , H 2 O) (SO 4 2- , Cl - , H 2 O) 

Na + không điện phân SO 4 

2- 

không điện phân 


Cu 2+ + 2e → Cu 2Cl - → Cl 2 + 2e 



0,12 0,12 

9 










Vận dụng công thức tính số mol electron trao đổi 



2H 2 O → 4H + +O 2 + 4e 

0,02 → 0,08 




V khí = (0,06 + 0,02). 22,4 = 1,792 lít → Đáp án C 

Ví dụ 12: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO 4 0,2M và AgNO 3 0.1M với cường độ 

dòng điện I = 3.86A. Tính thời gian điện phân để được một khối lượng kim loại bám 

bên catot là 1.72g ? 

A. 250s B. 1000s C. 500s D. 750s 


Số gam kim loại Ag tối đa được tạo thành : 0,01.108 = 1,08 gam 

Số gam Cu tối đa tạo thành : 0,02.64 = 1,28 gam 

Vì m Ag < m thực tế < m lí thuyết (m Ag + m Cu ) → 1,08 < 1,72 < 1,08 + 1,28 

Điện phân hết AgNO 3 , còn dư một phần CuSO 4 . 

→ Khối lượng Cu được 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.t 1 / 96500.1 → t 1 = 250s 

Cho Cu : 0,01 = 3,86.t 2 / 96500.2 → t 2 = 500 s 

→ Tổng thời gian : 250 + 500 = 750 s → Chọn Đáp án D . 

Ví dụ 13: (Trích Đại học khối B – 2009) 

Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl 2 0,1M và 

NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A 

trong 3860 giây. Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al. 

Giá trị lớn nhất của m là 

A. 4,05 B. 2,70 C. 1,35 D. 5,40 







10 









Số mol e trao đổi khi điện phân : vận dụng công thức tính số mol e trao đổi = 0,2 

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 , Cu 2+ hết , nên 

tại catot sẽ có phản ứng điện phân nước (sao cho đủ số mol e nhận ở catot là 0,2) 

Tại catot : Tại anot : 

(Na + , Cu 2+ , H 2 O) 

Cu 2+ + 2e → Cu 

2Cl - → Cl 2 + 2e 

0,05→0,1 0,2 → 0,2 

2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - 

0,1→ (0,2-0,1) → 0,1 

Dung dịch sau khi điện phân có 0,1 mol OH - có khả năng phản ứng với Al theo 

phương trình ion thu gọn : Al + OH - + H 2 O → AlO 2 - + 3/2 H 2 ↑ 

0,1 →0,1 

m Al max = 0,1.27= 2,7 (g) → Chọn Đáp án B 

4. Điện phân dung dịch axit 

Ví dụ 14: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dich HCl: 

PTĐL: HCl → H + + Cl - 

Catot(-) Anot (+) 

2H + + 2e → H 2 2Cl - → Cl 2 + 2e 

Phương trình điện phân: HCl H 2 + Cl 2 

Ví dụ 15: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch H 2 SO 4 

PTĐL: H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 

2- 


2H + + 2e → H 2 SO 4 2- không điện phân 




2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e 





Phương trình điện phân: H 2 O 

H 2 ↑+ ½ O 2 ↑ 

11 






5. Điện phân dung dịch bazơ 

Ví dụ 16: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch NaOH: 






NaOH → Na + + OH - 

Catot(-) 

Anot (+) 


4OH - → 2H 2 O + O 2 + 4e 

2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – 

Phương trình điện phân: H 2 O 

H 2 ↑+ ½ O 2 ↑ 

Ví dụ 17: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH 10 % đến 

khi dung dịch NaOH trong bình có nồng độ 25 % thì ngừng điện phân. Thể tích khí 

(ở đktc) thoát ra ở anot và catot lần lượt là: 

A. 149,3 lít và 74,7 lít B. 156,8 lít và 78,4 lít 

C. 78,4 lít và 156,8 lít D. 74,7 lít và 149,3 lít 

m NaOH (trước điện phân) = 20 gam 

Hướng dẫn giải: 

Điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước 

Phương trình điện phân: : H 2 O 

1/2 O 2 ↑ (anot) + H 2 ↑ (catot) 

→ m NaOH không đổi → m dd sau điện phân = 80 gam → m H2O bị điện phân = 200 – 80 = 120 

gam 

→ n H2O điện phân = 

mol → V O2 = 74,7 lít và V H2 = 149,3 lít → Chọn đáp án D 

6. Điện phân hỗn hợp các dung dịch chất điện li (dd muối, dd axit) 

Ở catot: 

Ví dụ 18: Điện phân hỗn hợp các dung dịch: HCl, CuCl 2 , NaCl với điện cực trơ, có 


màng ngăn. Giá trị pH của dung dịch thay đổi như thế nào trong quá trình điện 

phân: 

12 













A. Tăng B. Giảm C. Tăng rồi giảm D. Giảm rồi tăng 

→ Chọn đáp án A (vì thực chất điện phân tao ra NaOH làm giá trị pH tăng lên). 

Ví dụ 19 : Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M và CuSO 4 0,5M 

bằng điện cực trơ . Khi ở catot có 3,2 gam Cu thì thể tích khí thoát ra ở Anot là 

A.0,56 lít B.0,84 lít C.0,672 lít D.0,448 lít 


PTĐL: CuSO 4 → Cu 2+ 2- 

+ SO 4 

0,1 0,1 

HCl → H + + Cl- 

0,02 0,02 


SO 2- 4 không bị điện phân . 

Cu 2+ + 2e → Cu 2Cl - → Cl 2 + 2e 

0,1 ← 0,05 0,02 → 0,02 

2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e 

0,02 ←0,08 mol 

Khi ở catot thoát ra 3,2 gam Cu tức là 0,05 mol → Số mol e nhận của Cu 2+ nhận là 

0,1 mol , mà Cl - cho tối đa 0,02 mol → 0,08 mol còn lại là H 2 O cho 

→ Từ sơ đồ điện phân khí thoát ra tại anot là : Cl 2 0,01mol ; O 2 0,02 mol 

→ Tổng thể tích : 0,03.22,4 = 0,672 lít 

→ Chọn đáp án C . 

Ví dụ 20: Điện phân 100 ml hỗn hợp dung dịch gồm FeCl 3 1M , FeCl 2 2M , CuCl 2 

1M và HCl 2M với điện cực trơ có màng ngăn xốp cường độ dòng điện là 5A trong 2 

giờ 40 phút 50 giây ở catot thu được: 

A.5,6 g Fe B.2,8 g Fe C.6,4 g Cu D.4,6 g Cu 


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 của các ion theo chiều tăng dần : Fe 2+ < H + < Cu 2+ < Fe 3+ 

→ Thứ tự bị điện phân ở catot (-) : 







13 









Fe 3+ + 1e → Fe 2+ (1) 

0,1 → 0,1→ 0,1 

Cu 2+ + 2e → Cu (2) 

0,1 → 0,2→ 0,1 

H + + 1e → H 2 (3) 

0,2→ 0,2 

Fe 2+ + 2e → Fe (4) 

0,2 → 0,4→ 0,2 

Theo công thức Faraday số mol e trao đổi ở hai điện cực : 

Vì số mol e trao đổi chỉ là 0,5 mol → Không có phản ứng (4) , kim loại thu được chỉ 

ở phản ứng (2) → Khối lượng kim loại thu được ở catot là : 0,1.64 = 6,4 gam 

→ Chọn đáp án C. 

7. Điện phân với điện cực hòa tan 

…….. 

V. Bài tập tự giải. 

1. Phần trắc nghiệm 

Câu 1: Điện phân dung dịch NaCl, điện cực trơ, không có vách ngăn. Sản phẩm thu 

được gồm 

A. H 2 , Cl 2 , NaOH B. H 2 , Cl 2 , NaOH, nước Javen 

C. H 2 , Cl 2 , nước Javen D. H 2 , nước Javen. 

Câu 2: Khi điện phân dung dịch muối A thì giá trị pH ở khu vực gần catot tăng lên. 

Muối A là: 

A. NaCl B. CuCl 2 C. ZnSO 4 D. NaNO 3 : 

Câu 3: Ion nào sau đây bị điện phân ở trạng thái dung dịch: SO 4 2- , Cl - , NO 3 - , Cu 2+ , 

Fe 3+ , Ca 2+ , H + 

A. SO 4 2- , Cl - ; Ca 2+ , H + B. SO 4 2- , NO 3 - , Ca 2+ , H + 


C. SO 4 2- , NO 3 - , Cu 2+ , H + D. Cu 2+ , Fe 3+ , Cl - , H + 

Câu 4: Trong quá trình điện phân, các muối X - (X: Cl - , Br - ) di chuyển về: 



14 













A. Cực dương và bị oxi hóa B. Cực âm và bị oxi hóa 

C. Cực dương và bị khử D. Cực âm và bị khử 

Câu 5: Khối lượng Cu ở catot thu được khi điện phân dung dịch CuSO 4 (điện cực 

trơ) sau 30 phút với cường độ dòng điện là 0.5A. 

A. 0.3 gam B. 0.45 gam C. 1.29 gam D. 0.4 gam 

Câu 6: Tiến hành điện phân 400 ml dung dịch CuSO 4 0.5M với cường độ dòng điện 

1.34A trong vòng 24 phút. Hiệu suất phản ứng điện phân là 100%. Khối lượng kim 

loại bám vào catot và thể tích khí (ở đktc) thoát ra ở anot là: 

A. 0.64 gam Cu và 0.224 lít O 2 B. 0.64 gam Cu và 0.112 lít O 2 

C. 0.32 gam Cu và 0.224 lít O 2 D. 0.32gam Cu và 0.112 lít O 2 

Câu 7: Nếu muốn điện phân hoàn toàn (mất màu xanh) 400 ml dung dịch CuSO 4 

0.5M với cường độ dòng điện I = 1.34A (hiệu suất điện phân là 100%) thì cần bao 

nhiêu thời gian. 

A. 6 giờ B. 7 giờ C. 8 giờ D. 9 giờ 

Câu 8: Điện phân dung dịch muối CuSO 4 dư trong thời gian 1930 giây, thu được 

1.92 gam Cu ở catot. Cường độ dòng điện trong quá trình điện phân là giá trị nào 

dưới đây: 

A. 3A B. 4.5A C. 1.5A D. 6A 

Câu 9: Điện phân dung dịch Cu(NO 3 ) 2 với cường độ dòng điện 9.56A đến khi bắt 

đầu có khí thoát ra ở catot thì ngừng lại, thời gian đã điện phân là 40 phút. Khối 

lượng Cu sinh ra ở catot là: 

A. 7.68 gam B. 8.67 gam C. 7.86 gam D. 8.76 gam 

Câu 10: Có 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 , để điện phân hết ion 

kim loại trong dung dịch cần dùng cường độ dòng điện 0,402A trong 4 giờ. Sau khi 

điện phân xong thấy có 3,44 gam kim loại bám ở catot. Nồng độ mol của 

Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 trong hỗn hợp đầu lần lượt là: 

A. 0,2 M và 0,1 M B. 0,1 M và 0,2 M 


C. 0,2 M và 0,2 M D. 0,1 M và 0,1 M 

2. Phần tự luận 



15 















Câu 1: Hòa tan 50 gam tinh thể CuSO 4 .5H 2 O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6 M thu 

được dung dịch X. Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với cường độ dòng 

điện 1,34A trong 4 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí thoát 

ra ở anot (ở đktc) lần lượtlà (Biết hiệu suất điện phân là 100 %): 

ĐA: 6,4 gam và 2,24 lít 

Câu 2: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO 3 0,1 M và Cu(NO 3 ) 2 0,2 M với 

điện cực trơ và cường độ dòng điện bằng 5A. Sau 19 phút 18 giây dừng điện phân, 

lấy catot sấy khô thấy tăng m gam. Tính giá trị của m là bao nhiêu? 

ĐA: m = 3,44 gam. 

Câu 3: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO 4 0,2 M với cường độ dòng điện 9,65A. 

Tính khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện phân t 1 = 200 s và t 2 = 500 s. 

(Biết hiệu suất điện phân là 100 %). 

ĐA: với t = 200s thì m Cu = 0,64 gam. 

Với t = 500s thì m Cu = 1,6 gam. 

Câu 4 : (ĐHKB 2007) Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO 4 và b mol NaCl (với 

điện cực trơ, có màng ngăn xốp). Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein 

chuyển sang màu hồng thì tỉ lệ giữa a và b như thế nào? (biết ion SO 4 2- không bị điện 

phân trong dung dịch) 

ĐA: b > 2a 

Câu 5: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl 3 , 0,2 mol CuCl 2 và 0,1 mol 

HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). 

Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Tính giá trị của V là bao nhiêu ? 

Câu 6: Điện phân dung dịch X có chứa các muối sau đây: CaCl 2 , FeCl 3, ZnCl 2, CuCl 2 

. Ion đầu tiên bị khử tại catot là ion nào? Vì sao? 

ĐA: Fe 3+ vì theo thứ tự nhận e theo quy tắc catot 

Câu 7: Điện phân dung dịch X có chứa các muối sau đây: CaCl 2 , FeCl 3, ZnCl 2, CuCl 2 


. Kim loại đầu tiên bị thu được tại catot là kim loại nào? Giải thích vì sao? 





16 









ĐA: Kim loại đầu tiên bị thu được là Cu. Vì theo quy tắc catot thì Fe 3+ nhận e trước 

nhưng nhận 1e để trở thành Fe 2+ điện phân tiếp tục xảy ra theo các dữ liệu bài ra. 

Câu 8: Điện phân dung dịch hỗn hợp chứa 0,15 mol FeCl 3 ; 0,3 mol CuCl 2 ; 0,1mol 

NaCl đến khi catot bắt đầu sủi bọt khí thì ngừng điện phân. Tại thời điểm này, catot 

đã tăng lên bao nhiêu gam? 

ĐA: 27,6 gam. 

Câu 9: Viết phương trình điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO 4 a mol; 

NaCl b mol trong các trường hợp có thể xảy ra? 

HD: có thể biện luận với các trường hợp khác nhau như: 

a. b = 2a b. b > 2a c. b < 2a 

Câu 10: (Trích đề thi đại học khối A năm 2012). Điện phân 150 ml dung dịch 

AgNO 3 1M với điện cực trơ trong t giờ, cường độ dòng điện không đổi 2,68A (hiệu 

suất quá trình điện phân là 100%), thu được chất rắn X, dung dịch Y và khí Z. Cho 

12,6 gam Fe vào Y, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 14,5 gam hỗn hợp kim 

loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5 ). Giá trị của t là 

ĐA: t = 1,0 

VI. MỘT SỐ CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN 

1. Chất tham gia điện phân dung dịch phải là chất điện li mạnh và tan hoàn toàn. 

2. Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám 

vào do đó 



- m (dung dịch sau điện phân) = m (dung dịch trước điện phân) – (m kết tủa + m khí) 

- Độ giảm khối lượng của dung dịch: ∆m = (m kết tủa + m khí) 

3. Khi điện phân các dung dịch: 

+ Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH) 2 ,…) 

+ Axit có oxi (HNO 3 , H 2 SO 4 , HClO 4 ,…) 

+ Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO 3 , Na 2 SO 4 ,…) 

→ Thực tế là điện phân H 2 O để cho H 2 (ở catot) và O 2 (ở anot) 

4. Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay 

điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxi hóa điện cực 

5. Có thể có các phản ứng phụ xảy ra giữa từng cặp: chất tạo thành ở điện cực, chất 


tan trong dung dịch, chất dùng làm điện cực. Ví dụ: 

+ Điện phân nóng chảy Al 2 O 3 (có Na 3 AlF 6 ) với anot làm bằng than chì thì điện 





17 









cực bị ăn mòn dần do chúng cháy trong oxi mới sinh 

+ Điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn tạo ra nước Javen và có khí 

H 2 thoát ra ở catot 

+ Phản ứng giữa axit trong dung dịch với kim loại bám trên catot 

6. Từ công thức Faraday → số mol chất thu được ở điện cực. 

- Nếu đề bài cho I và t thì trước hết tính số mol electron trao đổi ở từng điện cực (n e ) 

theo công thức: 

(với F = 96500 khi t = giây và F = 26,8 khi t = giờ). 

Sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với 

n e để biết mức độ điện phân xảy ra. Ví dụ để dự đoán xem cation kim loại có bị khử 

hết không hay nước có bị điện phân không và H 2 O có bị điện phân thì ở điện cực 

nào… 

7. Nếu đề bài cho lượng khí thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về khối lượng dung 

dịch, khối lượng điện cực, pH,…thì dựa vào các bán phản ứng để tính số mol 

electron thu hoặc nhường ở mỗi điện cực rồi thay vào công thức 

( 

A Q A It 

m= × = . 

n F n 96500 

) để tính I hoặc t . 

- Nếu đề bài yêu cầu tính điên lượng cần cho quá trình điện phân thì áp dụng công 

thức:Q=I.t=n e .F 

- Trong nhiều trường hợp có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol 

electron thu được ở catot = số mol electron nhường ở anot) để giải cho nhanh dựa 

vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với số mol e 

trao đổi để biết mức độ điện phân xảy ra. 

C. KẾT LUẬN 

Qua thực tế giảng khi áp dụng các phương pháp trên, tôi thấy rằng để có thể giúp học 

sinh chủ động hơn trong quá trình lĩnh hội kiến thức và giải nhanh các bài tập điện 

phân thì vai trò chủ yếu thuộc về giáo viên. Do vậy, giáo viên cần phải: 

- Nghiên cứu, tìm tòi các tài liệu liên quan đến bài tập điện phân, hệ thống các 


nội dung cơ bản và phân loại các dạng bài tập, đặc biệt tìm ra được phương pháp giải 

phù hợp nhất để truyền thụ cho học sinh một cách có hiệu quả. 



18 













- Trong quá trình giảng dạy các tiết liên quan đến kim loại cần lồng ghép các bài 

tập điện phân để rèn luyện kỹ năng giải bài tập điện phân cho học sinh. 

* Đối với học sinh: 

- Cần nắm được bản chất của các quá trình điện phân. 

- Có kỹ năng nhận dạng bài tập, biết cách vận dụng linh hoạt các phương pháp 

giải, công thức tính phù hợp. toán điện phân thực chất là phản ứng oxi hóa khử do 

vậy học sinh cần nắm chắc phương pháp giải toán bằng phương pháp bảo toàn 

electron. 

Chuyên đề điện phân là một chuyên đề quạn trọng trong quá trình ôn thi 

THPT Quốc gia. Trong quá trình biện soạn, trình bày sẽ không tránh được sai sót, 

tôi rất mong các đồng nghiệp góp ý để chuyên đề của điện phân thu được kết quả 

cao hơn nữa trong giảng dạy. 

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 

1. Lê Xuân Trọng (chủ biên), Sgk Hóa học 12 (nâng cao)- NXB giáo dục, Hà nội 

2008. 

2. Đề thi Đại học – Cao đẳng các năm 2007, 2008, 2009, 2010, 2011,2012, 2013, 

2014. Đề thi THPT Quốc gia năm 2015 

3. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ – Tập 1 – NXB giáo dục, 2003. 

4. Ngô Ngọc An, Phản ứng oxi hóa- khử và điện phân- NXB giáo dục, Hà nội 2006. 

5. Nguyễn Xuân Trường, Bài tập Hóa học ở trường phổ thông - NXB sư phạm, 

2003. 

6. Nguyễn Xuân Trường, Ôn luyện kiến thức hóa học đại cương và vô cơ trung học 

phổ thông – NXB Giáo dục, Hà Nội 2008. 

7. Bài giảng trực tuyến miễn phí chuyên đề “điện phân” do thầy Nguyễn Khắc 

Ngọc trung tâm “Học mãi” giảng. 


8. Bài giảng trực tuyến miễn phí chuyên đề “điện phân” do thầy Huỳnh Ngọc Sơn 

trung tâm “Học mãi” giảng. 







19 






9. Bộ đề mẫu của Bộ giáo dục và đào tạo hàng năm. 











20

Chuyên đề môn Hóa Phương pháp giải bài tập điện phân

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?