A. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo nhu cầu chung của các nghành nghề trong xã hội hiện nay nên xu
thế của nhiều năm gần đây, của tất cả các trường THPT trên toàn quốc là các
em học và thi theo ban khoa học tự nhiên. Vì vậy trách nhiệm của người giáo
viên các bộ môn tự nhiên nói chung, môn hóa học nói riêng càng phải cần đầu
tư chuyên môn sâu hơn và cao hơn nữa. Có như vậy mới giúp các em tiếp cận
và giải các đề thi Đại học – Cao đẳng một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Đối với các em học sinh, không chỉ cần nhớ kiến thức, mà còn cần phải
nhớ sâu, nắm vững. Có như thế ở mỗi bài toán mới tìm ra được phương pháp
giải toán một cách nhanh nhất, đi bằng con đường ngắn nhất. Điều đó không
những giúp các em tiết kiệm được thời gian làm bài mà còn rèn được tư duy
và năng lực phát hiện vấn đề. Vì vậy, việc người giáo viên hướng dẫn các em
sử dụng các phương pháp giải nhanh bài tập là rất quan trọng.
Qua quá trình giảng dạy, luyện thi đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều
năm tôi nhận thấy chuyên đề điện phân là một chuyên đề hay và khó nhưng
lại khá quan trọng nên thường gặp trong các đề thi lớn của quốc gia. Tuy
nhiên, trong thực tế, tài liệu viết về vấn đề điện phân còn ít nên nguồn tư liệu
để giáo viên và học sinh nghiên cứu còn hạn chế do đó nội dung kiến thức và
kĩ năng giải bài tập điện phân cung cấp cho học sinh chưa được nhiều. Vì vậy,
các em thường lúng túng hoặc có tâm lí ngại và sợ gặp các bài tập liên quan
đến điện phân.
Qua nghiện cứu, giảng dạy nhiều năm tôi đã hệ thống hóa các dạng bài
tập điện phân và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinhh dễ hiểu,
dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm và nâng cao kết quả trong
các kì thi.
Đề tài này được viết trên cơ sở khi đang dạy chương đại cương kim loại
lớp 12, và qua kinh nghiệm giảng dạy. Với hy vọng là một tài liệu tham khảo
cho các em học sinh lớp 12 và các đồng nghiệp. Rất mong được sự đóng góp
ý kiến của các đồng chí.
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
1

+ 2e
P
hư
ơ
ng
trì
nh điện phân: 2NaCl → 2Na + Cl
2
Lưu ý: Cần có màng ngăn không cho Cl
2
tác dụng trở lại với Na ở trạng
thái nóng chảy làm giảm hiệu suất của quá trình điện phân
Ví dụ
2: Điện phân NaOH nóng chảy.
NaOH
(nóng chảy)
→ Na
+
+ OH
-
Catot ( – ) ← NaOH → Anot ( + )
4| Na
+
+ 1e → Na 4OH
+
→ O
2
+ 2H
2
O + 4e

3
→ Anot ( + )
4| Al
3+
+ 3e → Al 3| 2O
2-
→ O
2
+ 4e
Phương trình điện phân: 2Al
2
O
3
→ 4Al + 3O
2
b. Điện phân dung dịch chất điện li vô cơ trong nước.
Trong sự điện phân dung dịch, ngoài các ion do chất điện li phân li ra
còn có các ion H
+
và OH
-
của nước. Do đó việc xác định sản phẩm của sự
điện phân phức tạp hơn. Tùy thuộc vào tính khử và tính oxi hóa của các ion
có trong bình điện phân mà ta thu được những sản phẩm khác nhau.
* Ở catot (cực âm):
-Có thể xảy ra các quá trình khử sau đây:
M
n+
+ ne → M
2H

, Fe
3+
, Hg
2+
, Ag
+
…
- Nếu catot có các cation kim loại trước Zn
2+
thì H
2
Osẽ bị khử (hay H
2
O
có tính oxi hóa mạnh hơn các ion này).
*Anot (cực dương):
- Có thể xảy ra quá trình oxi hóa các anion gốc axit như Cl
-
, S
2-
…hoặc
ion OH
-
của bazơ kiềm hoặc nước.
2Cl
-
→ Cl

2-
, I
-
, Br
-
, Cl
-
, OH
-
,
…
- Nếu ở anot có các anion gốc axit như: F
-
, NO
3
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
, CO
3
2-
,
ClO
4
-
… thì nước sẽ bị oxi hóa (hay H

-
Catot ( – ) ← CuCl
2
→ Anot ( + )
Cu
2+
+ 2e → Cu 2Cl
-
→ Cl
2
+2e
Phương trình điện phân: CuCl
2
→ Cu + Cl
2
Nhận xét:
- Sau khi CuCl
2
hết, bình điện phân chỉ còn H
2
O (dẫn điện rất kém) nên
H
2
O sẽ không điện phân tiếp.
-Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch: NiCl
2
, FeCl
2
, ZnCl
2

2
+ 2OH
-
2H
2
O → O
2
+ 4H
+
+ 4e
→ Phương trình điện phân: 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
Nhận xét:
- Na
2
SO
4
chỉ đóng vai trò là chất dẫn điện, nên trong quá trình điện phân
lượng Na
2
SO
4
không đổi.
- Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch: NaNO
3
, K

+
+ 2e → H
2
SO
4
2-
không bị điện phân
2H
2
O → O
2
+ 4H
+
+ 4e
→ Phương trình điện phân: 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
Điện phân dung dịch NaOH:
Catot (-) ← NaOH → Anot (+)
Na
+
không bị điện phân 4OH
-
→ O
2
+ H
2

Ví dụ 4: Viết sơ đồ và phương trình điện phân khi điện phân dung dịch
NaCl.
NaCl → Na
+
+ Cl
-

Catot (-) Anot (+)
Na
+
không bị điện phân 2Cl
-
→ Cl
2
+ 2e
2H
2
O + 2e → H
2
+ 2OH
-

→ Phương trình : 2Cl
-
+ 2H
2
O → Cl
2
+ H
2

BaCl
2
…
- Không thể điều chế kim loại từ K đến Al bằng phương pháp điện phân
dung dịch.
- Nếu không có màng ngăn thì: Cl
2
+ 2NaOH → NaCl + NaClO + H
2
O
nên phương trình điện phân là: NaCl + H
2
O → NaClO + H
2
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
5
Ví dụ 5: Viết sơ đồ và phương trình điện phân khi điện phân dung dịch
CuSO
4
.
CuSO
4
→ Cu
2+
+ SO
4
2-

Catot(-) Anot(+)
SO

Nhận xét:
- Sau khi CuSO
4
hết (Cu
2+
hết), dung dịch có H
2
SO
4
nên giai đoạn điện
phân tiếp theo là điện phân H
2
O: 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
. Do đó, số mol H
2
SO
4
không đổi, nhưng nồng độ mol H
2
SO
4
tăng dần.
- Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO
4
, pH của dung dịch giảm dần.

FeCl
3
, CuCl
2
và HCl với anot trơ.
FeCl
3
→ Fe
3+
+ 3Cl
-
CuCl
2
→ Cu
2+
+ 2Cl
-
HCl → H
+
+ Cl
-
Catot ( – ) Anot ( + )
Fe
3+
+ 1e → Fe
2+
2Cl
-
→ Cl
2

+ Cl
2
FeCl
2
→ Fe + Cl
2
Ví dụ 7: Viết sơ đồ và phương trình điện phân khi điện phân dung dịch hỗn
hợp gồm a mol NaCl và b mol Cu(NO
3
)
2
, bằng điện cực trơ và có màng ngăn.
Biết a>2b
NaCl → Na
+
+ Cl
-
Cu(NO
3
)
2
→ Cu
2+
+ 2NO
3
-
Catot (-) Anot (+)
Na
+
không bị điện phân NO

(1)
Hoặc: Cu(NO
3
)
2
+ 2NaCl → Cu + Cl
2
+ 2NaNO
3
Do a>2b nên khi Cu
2+
hết, Cl
-
dư→ kết thúc giai đoạn (1). Tiếp tục điện
phân sẽ xảy ra giai đoạn (2) là điện phân dung dịch NaCl
2H
2
O + 2Cl
-
→ H
2
+ 2OH
-
+ Cl
2
(2)
Hoặc: 2H
2
O + 2NaCl → H
2

4
→ Chọn đáp án: A
Câu 2: (Đại học khối B-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 điều kiện của a và b là:
A. b = 2a B. 2b = a C. b > 2a D. b < 2a
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
7
→ Chọn đáp án: C
Câu 4: (Đại học khối A- 2010) 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

-

b b
Catot(-) Anot (+)
Na
+
không bị điện phân NO
3
-
không bị điện phân .
Cu
2+
+ 2e → Cu 2Cl
-
→ Cl
2
+ 2e
→ Phương trình : Cu
2+
+ 2Cl
-
→ Cu + Cl
2
(1)

a b
Nếu dư Cu
2+
sau (1) : a > b/2 ( 2a > b ) thì có phản ứng
Cu

-
+ H
2
+ Cl
2

→ Dung dịch thu được có môi trường bazơ nên có phản ứng với Al
2
O
3
2OH
-
+ Al
2
O
3
→ 2AlO
2
-
+ H
2
O → Chọn đáp án D .
II. BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN
1. Định luật Farađay
Công thức:
nF
AIt
m =
(*)
Trong đó: m là khối lượng chất thoát ra ở điện cực.

SO
4
, HClO
4
,…)
+ Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO
3
, Na
2
SO
4
,…)
Đều thực tế là điện phân H
2
O: 2H
2
O → 2H
2
(catot) + O
2
(anot)
b. Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện
phân bám vào.
- Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = (m
kết tủa
+ m
khí
)
c. H
2

3
với anot Cu.
AgNO
3
→ Ag
+
+ NO
3
-
Catot (-) Anot (+)
Ag
+
+1e → Ag Cu→ Cu
2+
+2e
Phương trình điện phân: 2AgNO
3
+ Cu → 2Ag + Cu(NO
3
)
2
e. Có thể xảy ra phản ứng phụ:
- Giữa các chất tạo thành ở các điện cực trong quá trình điện phân.
Ví dụ: Điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ, không có màng ngăn.
OH
-
và Cl
2
sinh ra sẽ phản ứng với nhau tạo nước Javen
- Giữa axit trong dung dịch và kim loại bám trên catot.

+ H
2
(1)
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
10
Khi NaCl hết 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
(2)
Vì dung dịch có pH = 12 → dung dịch thu được có môi trường kiềm .
pH = 12 → [H
+
] = 10
-12
→ [OH
-
] = 0,01 → Số mol OH
-
= 0,001 mol
Áp dụng công thức Farađay (**):
n
OH
-
=
Fn
tI
.

===

→ Chọn đáp án A
Ví dụ 2: Điện phân 100ml dung dịch CuSO
4
0,1M với các điện cực trơ
cho đến khi bắt đầu có bọt khí vừa thoát ra ở catot thì dừng lại. Tính pH dung
dịch sau điện phân. Biết hiệu suất điện phân bằng 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
Hướng dẫn giải:
Các phương trình điện phân có thể xảy ra:
CuSO
4
+ H
2
O → Cu + H
2
SO
4
+ 1/2O
2
(1)
Khi H
2
SO
4
hết 2H
2
O → 2H

0,1 0,05
Khi NaCl hết 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
(2)
0,1
Vì anot thu được O
2
nên giai đoạn (1) đã xong hay NaCl hết.
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
11
Theo (1) và (2): Số mol H
2
thu được ở catot = 0,05+0,1=0,15 mol →
n
e
=0,3 mol
Áp dụng công thức của Farađay (**)ta có:
Fn
tI
n
H
.
.
2
=
→

s
I
Fn
t
e
===
hay 8
h
2
’
30
”
.
Ví dụ 4: 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
Hướng dẫn giải:
Vì đề bài chỉ hỏi đến kim loại nên ta chỉ cần quan tâm đến quá trình
nhường e của ion kim loại ở catot (mà không cần viết phương trình). Catot
xảy ra các quá trình theo thứ tự
Ag
+
+1e → Ag
Cu
2+

e
===

→ Chọn Đáp án D .
Dạng 2: Biết thời gian, tính lượng chất thoát ra ở điện cực (hoặc
lượng chất tham gia điện phân).
* Cách làm:
-Từ số mol chất đã biết và thời gian tính số mol electron n
e
theo công
thức (***).
- Viết lần lượt từng quá trình nhận, nhường electron đồng thời so sánh
với n
e
để biết điện phân đến quá trình nào.
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
12
- Từ những quá trình đã xác định được, tính lượng chất đã điện phân
hoặc lượng chất thu được.
Ví dụ 1: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl
2
và 0,012 mol
NaCl với cường độ dòng điện 9,65 ampe, điện cực trơ, màng ngăn xốp trong
thời gian 38’40”. Tính khối lượng kim loại thu được ở catot, thể tích khí
(ở đktc) thu được ở anot. Biết hiệu suất điện phân là 100%.
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức Farađay (***) ta có: n
e
=
)(232,0

+4e
0,005 0,02
Số mol e mà H
2
O nhận là: 0,232 - 0,212 = 0,02 mol
Vậy ở anot thu được 0,106 mol Cl
2
và 0,005mol O
2
.
→ V=22,4.(0,106+0,005) =2,4864 (lít)
Ví dụ 2
: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO
4
0,2 M với cường độ dòng
điện
9,65A, điện cực trơ. Khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện
phân t
1
= 200s và t
2
= 500s lần lượt là
A. 0,32 gam và 0,64 gam B. 0,64 gam và 1,28 gam
C. 0,64 gam và 1,60 gam D. 0,64 gam và 1,32 gam
Hướng dẫn giải:
- Nếu Cu
2+
hết: n
e
= 0,04 mol

2+
= 0,02mol → m
2
= 1,28 gam
→ đáp án B
Ví dụ 3: (Đại học khối A- 2010)
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
13
Điện phân dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO
4
và 0,12 mol NaCl bằng
dòng điện có cường độ 2A, có màng ngăn, điện cực trơ. 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.
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức (***) ta có n
e
=
)(2,0
96500
9650.2.
mol
F
tI
==
.
Ở anot xảy ra:
2Cl
-
→ Cl

=
)(2,0
96500
3860.5.
mol
F
tI
==

n
CuCl2
= 0,1.0,5 = 0,05 mol ; n
NaCl
= 0,5.0,5 = 0,25 mol
Tại catot :
Cu
2+
+ 2e → Cu
0,05→ 0,1 < 0,2 nên còn quá trình điện phân của H
2
O.
Số mol e do H
2
O nhận là: 0,2- 0,1=0,1 mol
2H
2
O + 2e → H
2
+ 2OH
-

Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức (***): n
e
=
)(5,0
96500
)5060.4060.60.2.(5.
mol
F
tI
=
++
=
Theo giả thiết: n
Fe3+
= 0,1 mol; n
Fe2+
= 0,2 mol; n
Cu2+
= 0,1 mol; n
H+
= 0,2 mol
Sắp xếp tính oxi hóa của các ion theo chiều tăng dần : Fe
2+
< H
+
< Cu
2+
< Fe
3+

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. Khối lượng kim loại thoát ra ở
catot và thể tích khí thoát ra ở anot (ở đktc) lần lượt là (Biết hiệu suất điện
phân là 100 %):
A. 6,4 gam và 1,792 lít B. 10,8 gam và 1,344 lít
C. 6,4 gam và 2,016 lít D. 9,6 gam và 1,792 lít
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
15
Bài 2: 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

ở điện cực. Cô cạn dung dịch sau điện phân, còn lại 125g cặn khô. Nhiệt phân
cặn này thấy giảm 8g. Hiệu suất của quá trình điện phân là
A. 25%. B. 30%. C. 50%. D.60%.
Bài 7. Có hai bình điện phân mắc nối tiếp nhau. Bình 1 chứa dung dịch
CuCl
2
, bình 2 chứa dung dịch AgNO
3
. Tiến hành điện phân điện cực trơ, kết
thúc điện phân thấy trên catot bình 1 tăng 1,6 gam. Khối lượng catot bình 2 tăng
A. 2,52 gam. B. 3,24 gam. C. 5,40 gam. D. 10,8 gam.
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
16
Bài 8. Mắc nối tiếp 3 bình điện phân A, B, C đựng 3 dung dịch tương
ứng CuCl
2
, XSO
4
, và Ag
2
SO
4
rồi tiến hành điện phân với điện cực trơ cường
độ dòng điện là 5A. Sau thời gian điện phân t thấy khối lượng kim loại thoát
ra tại catot bình A ít hơn bình C là 0,76g, và catot bình C nhiều hơn catot bình
B và bình A là 0,485g. Khối lượng nguyên tử X và thời gian t là
A. 55 và 193s. B. 30 và 133s. C. 28 và 193s. D. 55 và 965s.
Bài 9: Mắc nối tiếp hai bình điện phân: bình (1) chứa dung dịch MCl
2
và

- Từ đó rút ra các bước thông thường để giải một bài toán điện phân.
- Sắp xếp một cách có hệ thống các dạng bài tập điện phân dung dịch
- Đưa ra được các dạng bài tập cơ bản nhất và hướng dẫn giải chi tiết,
ngắn gọn các dạng bài tập đó.
Trong các năm giảng dạy và ôn luyện thi với việc áp dụng phương pháp
trên tôi thấy khả năng giải bài tập điện phân dung dịch của học sinh đã được
nâng cao ; các em hứng thú hơn trong học tập. Ở các lớp luyện thi với đối
tượng là học sinh trung bình khá thì số học sinh hiểu và có kỹ năng giải được
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn
18
các dạng bài tập trên là tương đối. Được đồng nghiệp xem đây là một tài liệu
rất bổ ích dùng để bổ trợ ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học.
II. HƯỚNG TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI
- Bổ sung thêm các dạng bài toán ở mức độ dành cho học sinh đại trà và
học sinh khá, giỏi.
- Áp dụng điều chỉnh những thiếu sót vào giảng dạy.
- Vận dụng các kinh nghiệm giảng dạy, tiếp thu các ý kiến chỉ đạo, tranh
thủ sự đóng góp xây dựng của các đồng nghiệp để đề tài này có tính thực tiễn
cao.
- Trong quá trình thực hiện đề tài này mặc dù tôi đã cố gắng tìm tòi,
nghiên cứu song không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Rất mong
nhận được sự quan tâm đóng góp của các bạn đồng nghiệp để bản thân tôi
được hoàn thiện hơn trong giảng dạy cũng như sáng kiến kinh nghiệm này có
tác dụng cao trong việc dạy và học.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Bỉm Sơn, ngày 20 tháng 5 năm 2012
Người viết

Mai Thanh Hà
Giáo viên: Mai Thanh Hà - Trường THPT Bỉm Sơn