Phần I:Mở Đầu
1.Lý do chọn đề tài
Mục tiêu của giáo dục ngày nay là đào tạo ra những con người tự chủ,năng
động sáng tạo,có năng lực giải quyết vấn đề góp phần xây dựng đất nước
giàu mạnh.Hiến pháp nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam(1992),Luật
giáo dục(1998),báo cáo chính trị đại hội Đảng toàn quốc khóa VII,VIII,IX
đã khẳng định”Giáo dục là quốc sách hàng đầu phát triển giáo dục là nền
tảng đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao,là một những động lực quan
trọng thúc đẩy CNH-HĐH,là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội,tăng trưởng
kinh tế nhanh và bền vững
Để thực hiện được những mục tiêu đó đòi hỏi giáo dục luôn có sự đổi mới
về nội dung và phương pháp học tập đối với tất cả các môn học.Hiện nay
chương trình các môn học đã được cải cách thay đổi tăng dần mức khoa học
hiện đại để đảm bảo hòa nhập với sự phát triển của thế giới.Bộ môn hóa học
cũng đã được nâng dần mức độ hiện đại nhằm cung cấp đầy đủ cơ sở lý
thuyết cho các quá trình hóa học
Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm việc dạy và học hóa học không
chỉ dừng lại ở khả năng truyền đạt và lĩnh hội kiến thức mà phải biết cách
phát triển năng lực tư duy,logic sáng tạo,rèn luyện các kĩ năng hóa học cho
học sinh biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống ,bảo vệ môi
trường.Vì vậy việc sủ dụng bài tập hóa học trong dạy học hóa học có ý nghĩa
và tầm quan trọng vô cùng to lớn.Nó giúp được học sinh nắm được chính
xác các khái niệm ,đào sâu mở rộng kiến thức và các kĩ năng kĩ xảo.Giúp
- 1 -
cho giáo viên củng cố khắc phục được những nội dung quan trong cho học
sinh đồng thời cũng chính là phương tiện kiểm chứng kết quả công việc dạy
và học.
Do vậy cân chú ý đến việc sử dụng bài tập hóa học sao cho hợp lý đúng
mức nhằm nâng cao khả năng học tập của học sinh.Đặc biệt việc sử dụng bài
tập điện phân trong trường THPT hiện nay.Sự điện phân có vai trò vô cùng
quan trọng trong công nghiệp như sản xuất khí ,sản xuất muối,sản xuất

sinh một cách có hiệu quả sẽ góp phần dạy và học hóa học nói chung và bài
tập về điện phân nói riêng
6.Phương pháp nghiên cứu
Sưu tầm tài liệu
Thực nghiêm đối với học sinh THPT
7.Đóng góp của đề tài
Đề tài hoàn thành là tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh trong dạy
và học hóa học theo chương trình sách giáo khoa THPT mới
- 3 -
Phần II:Nội Dung
Chương I:Tổng quan về sự điện phân
I.1 Một số khái niệm cơ bản
I.1.1 Sự điện phân
Khi nhúng hai điện cực trơ làm bằng graphit vào muối NaCl nóng chảy và
cho dòng điện một chiều đi qua ở điện cực dương(nối với cực dương của
nguồn điện)có khí Clo thoát ra,còn cực âm(nối với trình này người ta gọi là
sự điện phân muối NaCl nóng chảy trong đó đã xảy ra phản ứng
NaCl
nc
→Na
+
+ Cl
-
Dưới tác dụng của điện trường ion âm chuyển về cực dương,ion dương
chuyển về cực âm
 →
e

 →
e

Quá trình hóc học trong bình điện phân phân phụ thuộc vào bản chất điện
ly,bản chất điện cực,nhiệt độ...
- 4 -
anot catot
I.1.2 Chất điện phân
Chất điện phân là chất có khả năng phân ly thành các ion trái dấu(cation và
anion) trong dung dịch hoặc trong trạng thái nóng chảy
Ví dụ: Chất điện phân là NaCl,Al
2
O
3
,...
NaCl

→Na
+
+ Cl
-
Al
2
O
3-(nc)
→ 2Al
3+
+ 3O
2-
I.1.3 Điện cực
Vật dùng làm các điện cực có ảnh hưởng đến sự tiến hành quá trình điện
phân.Điện cực dùng trong điện phân gồm các loại sau:điện cực trơ,điện cực
khí, điện cực tan, điện cực rắn.Song chủ yếu là hai loại điện cực:điện cực trơ

Phản ứng xảy ra ở điện cực: M
n+
aq
+ ne – M
(r)
Thế điện cực: E=E
0
+
n
059.0
lg[M
n+
]
- 5 -
I.1.3.3.Điện cực khí
Điện cực khí gồm một thanh kim loại trơ hay graphit đóng vai trò vật dẫn
điện đồng thời là vật mang các phân tử khí được nhúng trong dung dịch
chứa ion tương ứng và được bão hòa bằng khí tương ứng
Ví dụ: điện cực Hiđro H
2
(Pt)
Phản ứng ở điện cực: H
3
O
+
+ e →
2
1
H
2(k)

0
+
n
059.0
lg[M
n+
]
Vì [Mn
n+
] tồn tại trong dung dịch anion có thể tạo thành với muối ít tan
cho nên [Mn
n+
] được xác định bởi tích số tan (T) của muối khó tan và nồng
độ của anion tương ứng
Chẳng hạn với điện cực calomen thì: [Hg
2
2+
] =
2
][
.22
−
Cl
T
ClH
Thế điện cực calomen: E=E
0
+
2
059.0

khảo sát và thu gọn.
2.Quá trình cho và nhận electron ở điện cực
Trước hết cần nắm rõ sự di chuyển của các ion trong quá trình điện phân.
Các cation di chuyển trong dung dịch theo chiều của dòng điện quy ước có
nghĩa là chúng di chuyển về catot (cực âm) các anion thì ngược lại chúng di
chuyển về anot(cực dương).
Trên bề mặt các điện cực(phần ngâm trong dung dịch điện ly) xảy ra phản
ứng giữa các ion và electron được gọi là phản ứng oxi hóa-khử ở bề mặt các
điện cực
Chẳng hạn điện phân dung dịch CuBr
2
Ở catot: xảy ra khử ion Cu
2+
thành Cu: Cu
2+
+ 2e→ Cu
Ở anot: xảy ra sự oxi hóa ion Br
-
thành Br
2
: 2Br
_
→ Br
2
+2e
Đây là giai đoạn quan trọng nhất cần xác định rõ ion nào được ưu tiên
nhận hoặc nhường electron và sản phẩm được tạo ra là gì
3.Phương trình điện phân
Đây là phương trình điện phân chính khi điện phân và là việc thu gọn của
phương trình điện li,các quá trình xảy ra ở điện cực lưu ý đơn giản các chất

*Lưu ý:Trong khảo sát sự điện phân,làm các bài tập điện phân cần chú ý
đến các trường hợp điện phân có phản ứng phụ
I.2.2 Định luật Faraday
Lượng chất thoát ra ở điện cực trong quá trình điện phân được xác định
bằng biểu thức Fraday
M
x
=
nF
AIt

⇒
n
x
=
nF
It
Trong đó:
M
x
:là khối lượng chất X thoát ra ở điện cực(g/mol)
A:kim loại mol(nguyên tử hoặc phân tử) của chất X
I:cường độ dòng điện I(A)
t:thời gian điện phân(s)
Q=It là điện lượng(C)
n: số electron trao đổi trong phản ướng ở điện cực
F:hằng số Faraday phụ thuộc vào đơn vị của thời gian
F=96500 với thời gian tính bằng giây(s)
F=26,8 với thời gian tính bằng giờ(h)
Giá trị

halogen),oxit,hiđroxit của kim loại kiềm,kiềm thổ,nhôm nhằm điều chế một
số kim loại đó và một số phi kim như Br
2
,Cl
2
…
1.Điện phân muối nóng chảy (chủ yếu là muối halogen)
MX
n

 →
nc
M
n+
+ nX
-
Ở catot(K): M
n+
+ ne → M (quá trình khử)
Ở anot(A): 2X
-
→ X
2
+ 2e (quá trình oxi hóa)
Phương trình điện phân: 2MX
n

 →
đpnc
2M + nX

x
O
y
 →
nc
xM
+2y/x
+ yO
2-
Ở catot: M
+2y/x
+
x
y2
e
→
M(quá trình khử)
Ở anot: 2O
2-

→
O
2
+ 4e(quá trình khử)
Phương trình điện phân: M
x
O
y
 →
đpnc

+Nếu ở catot có mặt các cation từ Al
3+
trở về trước thì thực tế các cation kim
loại này không bị khử mà chỉ có ion H
+
bị khử
- 10 -
• Nếu H
+
do H
2
O điện li:
2 H
2
O 2H
+
+ 2OH
-

2H
+
+ 2e → H
2
↑
2 H
2
O + 2e → H
+
↑


và gốc
axit hữu cơ RCOO
-
...) thì các anion đó đóng vai trò là chất khử:
2Cl
-
→ Cl
2
↑

+2e
2RCOO
-
→R-R + 2CO
2
↑

+ 2e
+Nếu anot có mặt các anion gốc axit chứa oxi như: NO
3
-
,CO
3
-
...thì thực tế
các anion này không bị oxi hóa do đó chỉ có OH
-
đóng vai trò là chất khử
• Nếu OH
-


+ H
+
+2e
H
2
O→
2
1
O
2
+2 H
+
(phương pháp điều chế axit)
3.Đối với Anot hoạt động:
- 11 -
Anot tham gia trực tiếp quá trình oxi hóa như:Cu,Zn.Ni...khi đó các anion
trong dung dịch không được điện phân mà chính anot bị oxi hóa.
Ví dụ: anot: Cu - 2e →Cu
2+
Zn - 2e →Zn
2+
*Chú ý: Hiện tượng cực dương tan:Nếu Anot làm bằng kim loại mà các ion
của nó có trong dung dịch thì khi điện phân anot sẽ bị hòa tan dần(bị oxi
hóa) và cả các nguyên tử của nó chuyển thành các ion dương.Các ion dương
này đi vào dung dịch để bổ sung cho số ion dương đã bị giảm.Hiện tượng đó
gọi là hiện tượng cực dương tan
Khi đó độ giảm khối lượng của anot bằng độ tăng khối lượng của catot(do
khối lượng bị đẩy ra bám vào catot).Ta có:
∆

- 12 -
Như vậy dạng oxi hóa của kim loại trong dãy điện hóa sẽ bị khử từ phải qua
trái.
2.Ỏ anot anion nhường electron theo thứ tự lần lượt như sau:
+Ion gốc axit không có oxi (Cl
-
,I
-
,...) và gốc axit hữu cơ RCOO
-
+Đến OH
-
của bazo.
+Đến OH
-
của H
2
O.
+Ion gốc axit chứa oxi (SO
4
2-
,NO
3
-
...) và F
-
thực tế không bị điện phân mà
H
2
O điện phân thay.

O
Ở catot : Cu
2+
+2e →Cu
- 13 -
...Al
3+
, H
+
,Mn
2+
...Fe
2+
, H
+
,Ni
2+
...Pb
2+
, H
+
,Cu
2+
...

↓

↓

↓

2
1
O
2
(K) (A)
Ví dụ 2:Điện phân dung dịch NaNO
3

K(-)
←
NaNO
3dd

→
A(+)
Na
+
,H
2
O NO
3
-
, H
2
O
Ở catot : 2H
2
O +2e →H
2
+ 2OH

O tương
ứng với điện phân của axit và hiđroxit
*Lưu ý:Trường hợp này điều chế kim loại trung bình yếu điều chế các
khí,axit
2.Điên phân dung dịch của hợp chất không chứa oxi
Trường hợp này bao gồm muối ,axit của gốc axit không chứa oxi
Ví dụ 3:Điện phân dung dịch CuCl
2
K(-)
←
CuCl
2dd

→
A(+)
Cu
2+
,H
2
O Cl
-
, H
2
O
Ở catot : Cu
2+
+2e →Cu
Ở anot : 2Cl
-


Ở catot : 2H
2
O +2e →H
2
+ 2OH
-
Ở anot : 2Cl
-

→
Cl
2
+ 2e
Phương trình ion:2Cl
-
+ 2H
2
O
 →
MNX
H
2
+

Cl
2
+ 2OH
-
Phương trình điện phân phân tử:
2NaCl + H

CuSO
4dd

→
A(+)
Cu
2+
,H
2
O SO
4
2-
, H
2
O
a,Với điện cực Zn.
Ở catot : Cu
2+
+2e →Cu
Ở anot : Zn
→
Zn
2+
+ 2e
Phương trình ion: Zn + Cu
2+

→
Cu + Zn
2+

2
,HCl.FeCl
3
.
K(-)
←
KBr,CuCl
2
,HCl
→
A(+)
Cu
2+
,K
+
,Fe
3+

FeCl
3,
H
2
O Br
-
,Cl
-
, H
2
O
H

Cu
2H
+
+ 2e
→
H
2
↑

(H
+
của axit )
Fe
2+
+ 1e
→
Fe
2H
2
O +2e →H
2
+ 2OH
-
Thứ tự điện phân ở anot:
2Br
-

→
Br
2

Khi điện phân dung dịch NiCl
2
dùng điện cực trơ Pt giả thiết rằng ở:
Cực âm(K) : Ni
2+
+ 2e
→
Ni
Cực dương(A):Cl
-

→

2
1
Cl
2
+ 1e.
Các sản phẩm tạo thành sẽ bao phủ điện cực và kết quả là:
+Điện cực trở thành một tấm Ni nhúng trong dung dịch chứa Ni
2+

nghĩa là tạo thành điện cực Ni/Ni
2+
+Điện cực dương trở thành tấm Pt bão hòa Clo và nhúng trong dung
dịch chứa Cl
-
nghĩa là tạo thành điện cực Pt/Cl
2
.

Để xác định sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch của một chất nào
đó cần thực hiện các bước sau:
1,Tính thế phân cực của tất cả các trường hợp có thể xảy ra
2,Từ kết quả thu được chọn trường hợp có thể phân hủy bé nhất,đó sẽ
là quá trình xảy ra dễ dàng nhất(Thường để so sánh trong điện phân hỗn
hợp)
Ỹ nghĩa: Nhờ có quá thế mà người ta có thể sử dụng các điện cực khác
nhau trong điện phân nhằm tạo ra các sản phẩm như ý muốn chẳng
hạn:Muốn sản xuất Clo trong công nghiệp thì điện phân dung dịch NaCl
đâm đặc với catot bằng Fe và anot bằng than chì.
-Bằng cách thực hiện các bước xây dựng sản phẩm của quá trình điện phân
nhờ thế phân hủy mà ta xác định được phản ứng xảy ra trong quá trình điện
phân
+Ở catot (cực (-) là Fe): Na
+
+ 1e → Na E
0
= -2,71V
2H
2
O
(l)
+2e →H
2
+ 2OH
-
(aq)
E
0
= -0,42V

→ Cl
2(k)
+ 2e E=-1,36(V)
- 18 -
Như vậy Cl
2
được tạo thành ở anot do thế phân hủy của Clo kém hơn
của oxi.Nhờ có quá thế lớn của oxi mới có thể sản xuất Cl
2
Ví dụ 1: Muốn sản xuất NaOH cũng nhờ điện phân dung dịch NaCl ta dùng
catot bằng Hg.
NaCl
 →
+
Hg
Na(Hg) +
2
1
Cl
2
+H
2
O

→
NaOH +
2
1
H
2

RCOO
-
4,Các anion không bị oxi hóa bao gồm F
-
và các oxi anion thường gặp như:
SO
4
2-
,CO
3
2-
,NO
3
-
, PO
4
3-
...Trong dung dịch,nước bị oxi hóa thành O
2
+ H
+

I.4 Vai trò và ứng dụng của điện phân
Điện phân có nhiều ứng dụng quan trọng trong sản xuất công nghiệp
1,Sản xuất kim loại
- 19 -
Dùng phương pháp điện phân nóng chảy để sản xuất các kim loại có thế
điện cực chuẩn rất âm như kim loại kiềm,kiềm thổ và nhôm
Các kim loại từ trung bình đến yếu(sau Al) dùng phương pháp điện phân
dung dịch muối của nó kể cả các kim loại có thế điện cực chuẩn rất âm

thô.Hay tinh chế vàng người ta cũng dùng anot tan là thu vàng thô thu được
vàng dòng ở catot với độ tinh khiết 99,99%
5,Mạ điện
Điện phân với anot hoạt động cũng dùng trong kĩ thuật mạ điện nhằm bảo
vệ kim loại khỏi bị ăn mòn và tạo vẻ đẹp cho các vật mạ.Trong mạ điện anot
là kim loại dùng để mạ như:Cu,Ag,Au,Cr,Ni...Catot là vật cần mạ.Lớp mạ
thường rất mỏng độ dầy từ 5.10
-5
÷
1.10
-3
.Chẳng hạn như mạ vàng mạ bạc
mạ kẽm...

Chương II:Tìm hiểu ý nghĩa của bài tập điện phân trong giảng ,dạy ở
trường THPT
A.Bài tập tự luận
- 20 -
Bài tập hóa học là một phương tiện cơ bản để truyền đạt kiến thức cũng
như học sinh vận dụng kiến thức đã học nhằm nâng cao hiệu quả của quá
trình dạy và học.
Để làm tốt một bài tập tự luận cần phải làm theo phương pháp chung sau:
+Đọc và tóm tắt đề tài
+Chuyển dữ kiện trong đề về số mol
+Viết phương trình phản ứng và tính số mol
+Lập phương trình đại số và giải phương trình
+Từ n chất thì biện luận(bằng lời hoặc tính toán).Tìm ra kết quả.
Trong khuân khổ của khóa luận tôi đã trình bày một mảng bài tập nhỏ
trong rất nhiều mảng của bài tập hóa học đó là bài tập điện phân và bài tập
điên phân được chia thành 6 dạng nhỏ

2
+ 2e
- 21 -
+Dựa vào định luật Faraday tính lượng sản phẩm
Bài tập 1:Điện phân hoàn toàn 2.22g muối clorua kim loại ở trạng thái nóng
chảy thu được 0,448l khí ở anot(đktc)
a,Giải thích hiện tượng điện phân,xác định tên kim loại,viết phương trình
điện phân.
b,Cho thời gian điện phân là 1h40’20s.Tính cường đọ dòng điện đi qua
Lời giải:
a,Gọi công thức của muối kim loại là MCl
n
Giải thích:Khi ở trạng thái nóng chảy MCl
n
bị điện phân thành M
n+
và anion
Cl
-
.Dưới tác dụng của lực điện trường hay hiệu điện thế M
n+
,Cl
-
tự do phải
chuyển động định hướng,ion M
n+
bị hút về cactot còn ion Cl
-
bị hút về anot
Ta có: K(-)


4,22
048,0
=0,04

⇒
Khối lượng Cl
-
là :0,04
×
35,5 =1,42(g)
Vậy khối lượng kim loại M là:2.22 – 1.42 = 0,8(g)
Theo định luật bảo toàn số mol electron: n
e(nhường)
= n
e(nhận)
= 0.,04 (mol)
⇒
n
M
=
n
04,0

⇒
M
M
=
n
04,0

3860
= 1(A)
Bài tập 2:1,Tính lượng quặng boxit chứa 60% Al
2
O
3
để điện phân sản xuất
1tấn Al kim loại,giả sử hiệu suất chế biến quặng và điện phân là 100%
2,Tính lượng cực than làm bằng anot bị tiêu hao khi điện phân nóng chảy để
sản xuất 27 tấn Al trong 3 trường hợp sau:
a,Tất cả khí thoát ra ở anot là khí CO
2
b,Khí thoát ra ở anot chứa 10% CO và 90% CO
2
(về thể tích)
c,Trong khí thoát ra ở anot có 10%O
2
,10%CO,80% CO
2
(về thể tích)
Cho C:12,O:16,Al:27
Lời giải:
1,Phương trình điện phân sản xuất Al:
2A
2
O
3

 →
đpnc

Al
2
O
3

=
272
10
6
×

→
m
Al
2
O
3
=
272
10
6
×

×
102 (g) =
9
17
(tấn)
Khối lượng quặng boxit thực là:
60

4
3
×
10
6
4
3
×
10
6
Khối lượng C bị tiêu hao là:
4
3
×
10
6

×
12 = 9
×
10
6
(g) = 9 tấn
b, C + O
2

→
CO
2
(3)

2C + O
2

→
2CO
20C + 19 O
2

→
18CO
2
+ 2CO
Số mol C là :
19
20
×
10
6

×

4
3
=
×
19
15
10
6
(mol)


→
16CO
2
+ 2CO
Khối lượng C bị tiêu hao là:
××
4
3
17
18
10
6

×
12 = 9,53. 10
6
(g) =9,53 (tấn)
Bài tập 3:Hỗn hợp gồm M
2
CO
3
và BaCO
3
(M là kim loại kiềm).Cho 10gam A
tác dụng vừa đủ với HCl 0,4M thấy thoát ra 1,467(l) khí ở (25
o
C ,1atm).Cô
cạn dung dịch thu được hỗn hợp muối B.Điện phân B nóng chảy đến khi ở
anot không còn khí thoát ra thì thu được 2 kim loại ở catot.Cho hỗn hợp 2

2
O
Mol a 2a 2a a
BaCO
3
+ 2HCl
→
BaCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
Mol b 2b b b
n
CO
2
= a + b =
)27325(082,0
1467,1
+
×
= 0,06(mol) (1)
Hỗn hợp muối B gồm:MCl: 2a (mol) , BaCl
2
:b (mol)
Đem điện phân nóng chảy hỗn hợp muối B(hoàn toàn)
2MCl
 →

+ H
2
↑
Mol b b
Cho hỗn hợp bazo tác dụng với (NH
4
)
2
SO
4
dư
MOH + (NH
4
)
2
SO
4
→
M
2
SO
4
+ 2NH
3
↑

+ 2H
2
O
- 25 -