Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
PHẦN 1:
LÝ DO VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
- Hoá học là môn khoa học cơ bản được giảng dạy ở các trường THCS,
THPT. Đây là môn mà học sinh mới được trang bị kiến thức từ khi học lớp 8
bậc THCS. Tuy nhiên, đây cũng là môn thường xuyên sử dụng thi tốt nghiệp
THPT và là một trong ba môn bắt buộc trong kì thi tuyển sinh vào ĐH, CĐ,
THCN khối A, B.
- Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đã chuyển cấu trúc thi tuyển
sinh đại học, cao đẳng môn hoá học từ tự luận sang trắc nghiệm khách quan
nhiều lựa chọn 100%. Điều đó cũng đồng nghĩa trong vòng 90 phút, học sinh
phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu nhất trong thời gian ngắn
nhất. Nắm bắt được điều đó, các giảng viên đại học, cao đẳng, các chuyên gia và
các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm đã xuất bản rất nhiều sách và tài liệu tham
khảo về các phương pháp giải nhanh trắc nghiệm.
- Thông qua các đề thi đại học, cao đẳng hiện nay chúng tôi nhận thấy
trong đề thi đại học cao đẳng luôn có 1 đến 2 câu liên quan đến điện phân. Đây
là dạng toán khó mà học sinh hay bị lúng túng xử lí để có đáp án đúng.
- Trong các đề thi học sinh giỏi tỉnh và quốc gia thông thường cũng hay
có bài toán điện phân, theo thống kê của chúng tôi từ năm 2000 trở về đây có ít
nhất một câu trong đề thi quốc gia liên quan đến điện phân-pin điện.
- Qua 7 năm giảng dạy ở trường THPT kết hợp với những kiến thức tích
luỹ được khi ngồi trên giảng đường đại học và cao học chúng tôi đúc kết được
kinh nghiệm về giảng dạy bài điện phân đó là “ Phương pháp giải nhanh và
chuyên sâu dạng bài toán điện phân”.
Trong đề tài này phần nội dung chúng tôi đưa ra bốn phần chính đó là lý
thuyết tổng quát về điện phân, các bài tập có thể gặp trong đề thi đại học-cao
1
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
đẳng và học sinh giỏi (tỉnh, quốc gia), lý thuyết mở rộng và ứng dụng của điện
phân.

F=26,8 ứng với t là h
2.2. Nội dung
2.2.1. Lí thuyết
3
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
2.2.1.1. Định 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 dụng dịch chất điện
li hoặc chất điện li nóng chảy.
Trong điện phân có 2 điện cực:
- Cực âm (-) gọi là catot (kí hiệu K): tại đây xảy ra quá trình oxi hóa (quá trình
nhường e)
- Cực dương (+) gọi là anot (kí hiệu A): tại đây xảy ra quá trình khử (quá trình
nhận e)
* Bạn đọc chú ý: Catot cả trong điện phân và pin điện đều xảy ra quá trình oxi
hóa, và Anot là nơi mà ở đó xảy ra quá trình khử
Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl
2
:
Ta có trong dung dịch: CuCl
2
→
Cu
2+
+ 2Cl
-
Tại catot (K - ): Cu
2+
+ 2e
→
Cu

Tại K (-): M
n+
+ ne → M
Tại A (+): 2Cl
-
→ Cl
2
+ 2e
Phương trình điện phân tổng quát : MX
n

dpnc
→
M + X
2
Ví dụ : Điện phân nóng chảy NaCl, CaCl
2
- Điện phân nóng chảy NaCl : NaCl
nc
→
Na
+
+ Cl
-
Tại K (-) : Na
+
+ 1e → Na; Tại A (-): 2Cl
-
→ Cl
2

2
b. Điện phân nóng chảy hiđroxit M(OH)
n
(M là kim loại kiềm, kiềm thổ)
M(OH)
n

nc
→
M
n+
+ nOH
-
Tại K (-): M
n+
+ ne → M Tại A (+): 4OH
-
→ 2H
2
O + O
2
+ 4e
Phương trình điện phân tổng quát : 4M(OH)
n

dpnc
→
4M + 2nH
2
O + nO

2
O
n

nc
→
2M
n+
+ nO
2-
Tại K (-): M
n+
+ ne → M Tại A (+): 2O
2-
→ O
2
+ 4e
Phương trình điện phân tổng quát : 2M
2
O
n

dpnc
→
4M + nO
2
Ví dụ: Điện phân nóng chảy Al
2
O
3

O trong điện phân:
- Giúp chất điện li phân li ra ion
- Vận chuyển các ion đến các điện cực
- Có thể tham gia vào quá trình oxi hóa khử tại bề mặt các điện cực, tức
tham gia vào quá trình điện phân, cụ thể:
Tại K(-): 2H
2
O + 2e → 2OH
-
+ H
2
↑ Tại A (+): 2H
2
O → 4H
+
+ O
2
↑ + 4e
2.2.1.3.2. Quy luật chung, quy tắc K, quy tắc A
Quy luật chung: - Ở catot (K): ion càng có tính oxi hóa mạnh càng dễ bị khử, ví
dụ: Tại K: Ag
+
; Cu
2+
thì Ag
+
+ 1e→Ag rồi mới đến Cu
2+
+ 2e→Cu
5


nhận electron (bị khử):
H
+
do nước phân li: 2H
2
O
→
¬ 
2H
+
+ 2OH
-
2H
+
+ 2e
→
H
2
2H
2
O + 2e
→
H
2
+ 2OH
-
H
+
do axit phân li: 2H

→
Ag (1) Fe
3+
+ 1e
→
Fe
2+
(2)
Cu
2+
+ 2e
→
Cu (3) 2H
+
+ 2e
→
H
2
(4)
Fe
2+
+ 2e
→
Fe (5) 2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H

> H
2
O
Ví dụ tại A(+): Cl
-
, I
-
; H
2
O thì thứ tự nhường electron như sau:
2I
-
→
I
2
+ 2e (1); 2Cl
-
→
Cl
2
+ 2e (2); 2H
2
O
→
4H
+
+ O
2
+ 4e (3)
6

→
Zn
2+
+2e; Cu
→
Cu
2+
+2e
Chú ý: Hiện tượng dương cực tan thì:
Độ tăng khối lượng tại K = độ giảm khối lượng tại A
Ví dụ 1: Viết sơ đồ và phương trình điện phân tổng quát khi điện phân điện phân
điện cực trơ:
a. dung dịch FeCl
2
b. dung dịch CuSO
4
c. dung dịch NaCl d. dung dịch KNO
3
Hướng dẫn giải:
a. FeCl
2
→
Fe
2+
+ 2Cl
-
Tại K (-): Fe
2+
; H
2

4
2-
Tại K (-): Cu
2+
; H
2
O: Cu
2+
+ 2e
→
Cu
Tại A (+): SO
4
2-
; H
2
O: 2H
2
O
→
4H
+
+ O
2
↑ + 4e
Phương trình điện phân tổng quát: 2Cu
2+
+ 2H
2
O

2
O: 2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H
2
↑
Tại A (+): Cl
-
; H
2
O: 2Cl
-

→
Cl
2
↑ + 2e
Phương trình điện phân tổng quát: 2Cl
-
+ 2H
2
O
dpdd
→
2OH
-

; H
2
O: 2H
2
O
→
4H
+
+ O
2
↑ + 4e
Tại A (+): NO
3
-
; H
2
O: 2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H
2
↑
Phương trình điện phân tổng quát: 2H
2
O
dpdd
→

thì pH
dung dịch không đổi
Ví dụ 2: Viết phương trình điện phân dung dịch CuSO
4
với điện cực anot là Cu.
Hướng dẫn giải:
CuSO
4

→
Cu
2+
+ SO
4
-
Tại K (-): Cu
2+
; SO
4
-
: Cu
2+
+ 2e
→
Cu
Tại A (+) là Cu: SO
4
2-
; H
2

→
Na
+
+ Cl
-
Tại K (-): Cu
2+
; Na
+
; H
2
O: Cu
2+
+ 2e
→
Cu
2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H
2
↑
8
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Tại A (+): Cl
-
; SO

hay CuSO
4
+ 2NaCl
dddp
→
Cu + Cl
2
↑ + Na
2
SO
4
sau đó: 2H
2
O
dddp
→
2H
2
↑ + O
2
↑
b. b > 2a thì: Cu
2+
+ 2Cl
-

dddp
→
Cu + Cl
2

→
2Cu + 2H
2
SO
4
+ O
2
↑
c. b < 2a thì: Cu
2+
+ 2Cl
-

dddp
→
Cu + Cl
2
↑
hay CuSO
4
+ 2NaCl
dddp
→
Cu + Cl
2
↑ + Na
2
SO
4
sau đó: 2Cl

m
.
X
e
I t
n F
=
(gam) hay n
X
=
.
e
I t
n F
(mol) (1)
Với: A
X
là khối lượng mol của X (gam/mol)
n
e
là số electron trao đổi tại điện cực
I là cường độ dòng điện (A)
F hằng số Farađây : F = 96500 (Culong/mol.s) nếu t tính bằng giây
(second) hoặc F =26,8 nếu t tính bằng giờ (hour)
t (times) : thời gian tính bằng giây (s) hoặc giờ (h)
Chú ý:
- Khi tính theo (1) thì phương trình điện cực các chất ở điện cực phải viết theo
hệ số nguyên tối giản.
9
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]

+ 2H
2
O → 4Ag + O
2
+ 4HNO
3
(1)
Dung dịch Y gồm: AgNO
3
, HNO
3
. Cho Fe + dd Y sau phản ứng thu được 14,5g
hỗn hợp kim loại nên Fe dư có các phản ứng:
3Fe + 8HNO
3
→ 3Fe(NO
3
)
3
+ 2NO + 4H
2
O (2)
Fe + 2AgNO
3
→ Fe(NO
3
)
2
+ 2Ag (3)
Gọi x là số mol AgNO

điện 0,67 A trong thời gian 40 giờ. Dung dịch thu được sau điện phân có khối
lượng 100 gam và nồng độ NaOH là 6%. Nồng độ dung dịch NaOH trước điện
phân là (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể)
A. 5,08% B. 6,00% C. 5,50% D. 3,16%
Hướng dẫn giải:
Điện phân dung dịch NaOH chính là sự điện phân H
2
O, phương trình điện phân:
2H
2
O
dpNaOH
→
2H
2
+ O
2
(1)
Số mol e trao đổi =
0,67.40
26,8
= 1 mol
Tại K(-): 2H
2
O + 2e
→
2OH
-
+ H
2

O
3
với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m kg Al ở catot và 67,2
m
3

(ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc)
hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa.
Giá trị của m là
A. 108,0 B. 75,6 C. 54,0 D. 67,5
Hướng dẫn giải:
Al
2
O
3

nc
→
2Al
3+
+ 3O
2-
Tại K (-): Al
3+
+ 3e→Al
Tại A (+): 2O
2-
→ O
2
+ 4e

2
O (1)
11
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
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

= + + =

+ +

= =

+ +



, KCl và KOH.
C KNO
3
và Cu(NO
3
)
2
. D. KNO
3
, HNO
3
và Cu(NO
3
)
2
.
Hướng dẫn giải:
Ta có: nKCl= 0,1 mol; nCu(NO
3
)
2
= 0,15 mol
Phương trình phân li: KCl
→
K
+
+ Cl
-
Cu(NO
3

→
Cl
2
+ 2e (2)
2H
2
O
→
4H
+
+ O
2
+ 4e (3)
Nếu tại K mà Cu
2+
phản ứng hết ta có: n
e nhận
≥ 0,15.2 = 0,3 mol và hiển nhiên tại
A thì Cl
-
hết → m
dung dịch giảm
≥ mCu + mCl
2
= 13,15 gam > m
dung dịch giảm đề cho
nên
Cu
2+


3
, HNO
3
và Cu(NO
3
)
2
.
Ví dụ 5: (Trích đề thi đại học khối A năm 2011). Hòa tan 13,68 gam muối
MSO
4
vào nước được dung dịch X. Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ
dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, được y gam kim loại M duy nhất ở
catot và 0,035 mol khí ở anot. Còn nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số
mol khí thu được ở cả hai điện cực là 0,1245 mol. Giá trị của y là
A. 4,480 B. 3,920 C. 1,680 d. 4,788
Hướng dẫn giải:
MSO
4
→
M
2+
+ SO
4
2-
Tại K (-): M
2+
; H
2
O: M

khí tại K: 0,1245 – 0,07 = 0,0545 mol
và n
e
(2) = 0,109 mol và n
e
(1)= 0,171 mol→ nM
2+
= 0,0855 mol
và M
MSO4
= M + 96 = 160 → M=64 là Cu.
Tại thời gian t giây thì số mol e nhường = 0,035.4 = 0,14 mol < 2nCu
2+
nên lúc
đó Cu
2+
dư và Cu tạo ra = 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 25
0
C, cho dòng điện một chiều có
cường độ 0,5A đi qua bình điện phân chứa 2 điện cực platin nhúng trong 200 ml
dung dịch gồm Cu(NO
3
)
2
0,020M, Co(NO
3
)
2

= -0,277V;
hằng số Faraday F = 96500 C.mol
-1
;
ở 25
0
C: 2,303
RT
F
=0,0592.
Hướng dẫn giải:
1. Phương trình các nửa phản ứng trên catot và anot
Các quá trình có thể xảy ra trên catot (-): Cu
2+
+ 2e → Cu↓ (1)
2H
+
+ 2e → H
2
↑ (2)
Co
2+
+ 2e → Co↓ (3)
Quá trình xảy ra trên anot (+): 2H
2
O → 4H
+
+ O
2
↑ + 4e (4)

2
H H H H
E E H
+ +
+
= +
= -0,118 V
Từ đó thấy:
2 2
2
/ 2 / /Cu Cu H H Co Co
E E E
+ + +
> >
nên thứ tự nhận e là: Cu
2+
> H
+
> Co
2+
Khi 10% Cu
2+
bị điện phân thì,
2 2
0 2
/ /
0,0592
log[ ]
2
Cu Cu Cu Cu

2
→ 2Cu
2+
+ 2H
2
O
Sự phóng điện của pin chỉ dừng khi thế của 2 điện cực bằng nhau.
3. Để tách được hoàn toàn ion Cu
2+
thì thế cần đặt vào catot là:
2
2
2 / /
c
H H Cu Cu
E E E
+ +
< <
. Khi Cu
2+
bị điện phân hoàn toàn thì [Cu
2+
] = 0,005%.0,020
= 10
-6
M.
Lúc đó:
2 2
0 2
/ /

trên điện cực
platin thì thế catot cần khống chế trong khoảng - 0,077 V < E
c
< 0,159 V, khi đó
Cu
2+
sẽ bị điện phân hoàn toàn.
4. Ta có: n
e
=
It
F
= 7,772.10
-3
mol < 2nCu
2+

= 8.10
-3
mol nên Cu
2+
dư, và nCu
2+
dư = 1,14. 10
-4
mol→ [Cu
2+
]
dư
=5,7.10


. 22,4 lít = 0,0432 lít
Ví dụ 2: (Đề thi casio hóa học tỉnh Thanh Hóa năm 2012, QG năm 2001-bảng
A). Dung dịch X có chất tan là muối M(NO
3
)
2
. Người ta dùng 200 ml dung dịch
K
3
PO
4
vừa đủ để phản ứng với 200 ml dung dịch X, thu được kết tủa là
M
3
(PO
4
)
2
và dung dịch Y. Khối lượng kết tủa đó (đã được sấy khô) khác khối
lượng M(NO
3
)
2
ban đầu là 6,825 gam.
15
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Điện phân 400 ml dung dịch X bằng dòng điện 1 chiều với I =2,000 ampe
tới khi khối lượng catot không tăng thêm nữa thì dừng, được dung dịch Z. Giả
sử sự điện phân có hiệu suất 100%

: KNO
3

→
K
+
+ NO
3
-
(2)
Theo (1) cứ 6 mol NO
3
-
phản ứng tạo ra 2 mol PO
4
3-
làm thay đổi khối lượng
372-190=182g
x mol NO
3
-
phản ứng tạo ra x/3 mol PO
4
3-
làm thay đổi khối lượng 6,825 gam
Vậy có ngay: x =
182
825,6.6
= 0,225 mol từ đó suy ra:
- Trong dung dịch X:

-
= nKNO
3
=2.nM(NO
3
)
2
= 2.0,1125 = 0,225 mol
Coi V
ddY
≈ V
ddX
+ V
dd K3PO4
≈ 400 ml. Vậy trong dung dịch Y:
C(K
+
) =C(NO
3
-
) =
4,0
225,0
= 0,5625M (3)
Dung dịch Y có nồng độ: C(K
+
) =C(NO
3
-
) = 0,5625M

2
→
M
2+
+ 2NO
3
-
- Tại K (-): M
2+
, H
2
O: M
2+
+ 2e
→
M
- Tại A (+): NO
3
-
, H
2
O: 2H
2
O
→
4H
+
+ O
2
↑ + 4e

1000
400.5625,0
mol
Vậy C(H
+
) = C (NO
3
-
) =
M
nHNO
125,1
400
1000.
3
=
Các gần đúng đã chấp nhận khi tính nồng độ dung dịch Z:
- Coi V
dd Z
≈ V
dd X
, bỏ qua sự thay đổi thể tích do sự điện phân gây ra
- Bỏ qua sự phân li của H
2
O vì Z là dung dịch HNO
3
Nồng độ ion: dd X: C(M
2+
)
= 0,5625 M ; C(NO

It
A
O
suy ra: t =
IA
mO
O
.
96500.4.
2
2
= 21712,5 (s)
c. Tính thể tích khí thu được ở 27,3
0
C, 1 atm trong sự điện phân dung dịch Z
77,2
1
3,300.082,0.1125,0
2
≈==
P
nRT
V
O
lít.
Ví dụ 3: Chia 1,6 lít dung dịch A chứa HCl và Cu(NO
3
)
2
làm 2 phần bằng nhau.

→
Cu
0,14 0,28 mol
Tại A (+): Cl
-
; NO
3
-
; H
2
O: 2Cl
-

→
Cl
2
+ 2e
Khí duy nhất tại A là Cl
2
: nCl
2
= 0,14 mol → n
e
nhường = 0,28 mol = n
e
nhận
Từ công thức : n
e
=
It

2
= 0,16 mol
Theo (1,2): nH
+
= nOH
-
= 0,4 mol → nHCl = 0,4 mol
Vậy: C
M Cu(NO3)2
= 0,2 M; C
M HCl
= 0,5 M
2. Cho bột Fe vào phần 2 thu được hỗn hợp kim loại nên Fe phản ứng dư:
3Fe + 8H
+
+ 2NO
3
-

→
3Fe
2+
+ 2NO + 4H
2
O (3)
0,15 0,4 0,1 0,1 mol
Fe + Cu
2+

→

Hướng dẫn giải:
a. Gọi Z
X
là số proton nguyên tử X, số electron trong XO
m
-
= Z
X
+ 8m + 1 =32
→ Z
X
= 31 – 8m (*) Do X thuộc chu kì 2 nên Z
X
< 10 và X tạo anion nên X là
phi kim, từ (*) dễ thấy thỏa mãn m = 3, Z
X
= 7 (N)
Tổng số p trong A: Z
M
+ Z
X
+ 8m = 78→ Z
M
= 47 → M là Ag
Vậy A là AgNO
3
b. Điện phân dung dịch A:
Tại K (-): Ag
+
; H

Cu
2+
+ H
2
O (3)
Từ (3) có: nCuO
phản ứng
= nCu
2+
= 0,075 mol → mCu(NO
3
)
2
= 14,1 gam
Mà m
muối
= 22,6 gam nên AgNO
3
dư: 8,5 gam → nAgNO
3 dư
= 0,05 mol
Ta có: nAg = n
e
= 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

Biết: -Hằng số Faraday F = 26,8 Ampe.giờ.
- Thể tích dung dịch không đổi trong quá trình điện phân.
- Các giá trị logarit của 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 0
Hướng dẫn giải:
a. Ta có: nH
2
SO
4
= 0,03 mol; nHCl = 0,04 mol
Tại K (-): H
+
(0,1 mol); H
2
O: 2H
+
+ 2e
→
H
2
Tại A (+): Cl
-

(0,04 mol); SO
4
2-
(0,03 mol): 2Cl
-


] = - log (1-t)
- Nếu 0,4 < t < 1,0 thì : H
+
không đổi = 0,06 mol do tại K mất H
+
thì tại A tạo ra
H
+
và pH = 0,222.
b. Vẽ đồ thị được xử lí bằng Excel
t 0 0,1 0,2 0,3 0,4
x=1-t 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6
logx= log (1-t) 0 0,04
6
0,097 0,155 0,222
20
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
2.2.2.3. Ví dụ đề nghị
Ví dụ 1: Hoà tan 91,2g FeSO
4
vào 200g dung dịch HCl 3,285% thu được dung
dịch A. Chia dung dịch A thành 3 phần bằng nhau:
Phần 1: Cho thêm vào 4,05 g bột nhôm, sau một thời gian thu được 0,672
lít khí (đktc), dung dịch B và chất rắn C. Cho dung dịch B tác dụng với dung
dịch NaOH dư, lấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao trong không khí đến khối lượng
không đổi thu được 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 2 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích
khí (đktc) thoát ra ở anot. Biết hiệu suất điện phân là 100%.
Đáp số: mC = 9,21 gam; m

21
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Ví dụ 3: Điện phân (với điện cực Pt) 200 mililít dung dịch Cu(NO
3
)
2
đến khi bắt
đầu có khí thoát ra ở catôt thì dừng lại. Để yên dung dịch cho đến khi khối lượng
của catôt không đổi, thấy khối lượng catôt tăng 3,2 gam so với lúc chưa điện
phân. Tính nồng độ mol của dung dịch Cu(NO
3
)
2
trước khi điện phân.
Đáp số: : C
M (Cu(NO3)) trước điện phân
= 1,0 M
Ví dụ 4: Hoà tan 50 gam CuSO
4
.5H
2
O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M được
dung dịch A. Tiến hành điện phân dung dịch A với dòng điện cường độ 1,34
ampe trong 4 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (ở
đktc) thoát ra ở anot. Biết hiệu suất các phản ứng đạt 100%.
Đáp số: Vậy: mCu = 0,1. 64 = 6,4 gam; V
khí tại A
= 1,792 lít
Ví dụ 5: Điện phân 2 lít dung dịch CuSO
4

2
và O
2
. B. khí H
2
và O
2
.
C. chỉ có khí Cl
2
. D. khí Cl
2
và H
2
.
22
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Ví dụ 7: (Trích đề thi đại học khối A năm 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.
Ví dụ 8: (Trích đề thi cao đẳng năm 2011). Điện phân 500 ml dung dịch CuSO
4
0,2M (điện cực trơ) cho đến khi ở catot thu được 3,2 gam kim loại thì thể tích
khí (đktc) thu được ở 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 CuSO

/2Cl
-
ở điều kiện
chuẩn, pin kẽm - clo có suất điện động E
0
= 2,12V. Ngược lại nếu dùng dòng
điện một chiều có thế hiệu 2,12V nối với hai điện cực trơ (bằng platin hoặc
than chì) nhúng trong dung dịch ZnCl
2
sẽ thấy kẽm kim loại bám vào
điện cực nối với cực âm của nguồn điện và khí clo xuất hiện ở điện cực
nối với cực dương của nguồn điện, nghĩa là ở các điện cực đó đã xảy ra hai
nửa phản ứng:
Ở điện cực âm (K -): Zn
2+
+ 2e → Zn
Ở điện cực dương (A +): 2Cl
-
→ Cl
2
+ 2e
Phản ứng chung: Zn
2+
+ 2Cl
-

dong dien
→
Zn + Cl
2

2
và HCl tương ứng ở trong dung dịch 1M. Vậy thế hiệu tối thiểu
của dòng điện một chiều cần đặt vào các điện cực trơ để gây nên sự điện phân
chất gọi là thế phân giải (kí hiệu là U). Những thế phân giải của các chất trên
đây đúng bằng sức điện động của các pin tương ứng.
Thế phân giải của ZnCl
2
trong dung dịch:
U =
2
2
0 0
/2 /Cl Cl Zn Zn
E E
− +
−
= 1,36 – (-0,76) = + 2,12 V
Thế phân giải của CuCl
2
trong dung dịch:
U =
2
2
0 0
/2 /Cl Cl Cu Cu
E E
− +
−
= 1,36 – 0,34 = + 1,02 V
Thế phân giải của HCl trong dung dịch:

tố liên quan với đặc tính động học như vật liệu được dùng để làm điện cực, bề
mặt của điện cực, trạng thái tập hợp của chất thoát ra ở điện cực, với mật độ
dòng điện và nhiệt độ.
Khi ở điện cực thoát ra kim loại, đại lượng quá thế thường rất bé, có thể bỏ
qua được trừ các trường hợp sắt (ΔE = 0,24V) và niken (ΔE = 0,23V). Khi ở
điện cực thoát ra các khí như H
2
và O
2
đại lượng quá thế là đáng kể, không thể
bỏ qua được.
Dưới đây là quá thế của hiđro và oxi trên các điện cực khác nhau:
Điện cực Quá thế của hiđro, V Quá thế của 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 vậy thế phân giải của chất điện ly ở trong dung dịch nước
được xác định bằng: U = E
a
0
+ E
0
c
+ ΔE
a
+ ΔE
c
U = E