CHUYÊN đề GIẢI NHANH bài tập điện PHÂN

Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt

CHUN ĐỀ : VẬN DỤNG LINH HOẠT CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN
ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN HAY VÀ KHĨ
Để làm tốt các dạng bài tập điện phân trong dung dịch, trước tiên các em cần
nắm vững thứ tự khử trên catot và thứ tự oxi hóa trên anot. Sau đó vận dụng các
định luật bảo tồn để tìm ra kết quả của bài tốn.
Các em cũng có thể sử dụng phương pháp tính theo phương trình phản ứng,
nhưng cách đó thường mất nhiều thời gian hơn.
Có những bài chỉ cần áp dụng bảo tồn electron, bảo tồn ngun tố, nhưng có
những bài cần áp dụng thêm bảo tồn điện tích trong dung dịch.
Dưới đây là các ví dụ minh họa :
Ví dụ 1: Hòa tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước được dung dịch X. Điện phân X
(với điện cực trơ, cường độ dòng điện khơng 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.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A, năm
2011)
Hướng dẫn giải
+ Vì ion SO 4

2−

khơng bị oxi hóa nên ở anot H2O bị oxi hóa tạo ra khí O2.

+ Ở catot thứ tự khử như sau : M2+ > H2O.

● Điện phân trong thời gian 2t giây.
+ Theo giả thiết và bảo toàn electron, ta có:
 n O + n H = 0,1245
 n H = 0,0545; n M2+ = 0,0855
{2 {2
 0,035.2
 2
?
⇒

13,68
− 96 = 64 (Cu)
2 n{M2+ + 2 n{H2 = 4 n{O2
M =
0,0855

 ?
?
0,035.2
● Điện phân trong thời gian t giây.
+ Theo bảo toàn electron, ta có:
2 n Cu2+ pư = 4 n O = n Cu2+ pư = 0,07 mol ⇒ y = m Cu = 0,07.64 = 4,48 gam
{2
123
?

0,035

Ví dụ tương tự :
Ví dụ 1.1: Hòa tan 2,88 gam XSO4 vào nước thu được dung dịch Y. Điện phân

dung dịch Y (với điện cực trơ) trong thời gian t giây thì được m gam kim loại ở
catot và 0,007 mol khí ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì ở catot thu
được kim loại và tổng số mol khí (ở cả 2 bên điện cực) là 0,024 mol. Giá trị của m
là :
A. 0,784.
B. 0,91.
C. 0,896.
D. 0,336.
3


Vận dụng 45 chun đề giải nhanh đặc sắc và sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc gia Hóa học, Quyển 2

Ví dụ 1.2: Điện phân (với điện cực trơ, cường độ dòng điện khơng đổi) dung dịch
chứa 17 gam muối M(NO3)n trong thời gian t, thấy khối lượng dung dịch giảm 9,28
gam và tại catot chỉ có a gam kim loại M bám vào. Sau thời gian 2t, khối lượng
dung dịch giảm đi 12,14 gam và tại catot thấy thốt ra 0,672 lít khí (đktc). Vậy giá
trị của a là
A. 6,40.
B. 8,64.
C. 2,24.
D. 6,48.
Ví dụ 2: Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,2 mol Cu(NO 3)2, cường độ
dòng điện 2,68A, trong thời gian t (giờ), thu được dung dịch X. Cho 14,4 gam bột
Fe vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và 13,5 gam chất rắn.
Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn và hiệu suất của q trình điện phân là 100%.
Giá trị của t là
A. 0,60.
B. 1,00.
C. 0,25.

D. 1,20.
(Đề minh họa kỳ thi THPT Quốc Gia, năm 2015)
+ n Cu2+ trong X < 0,2 ⇒ m Cu

Hướng dẫn giải
< 12,8 gam ⇒ Chất rắn có Fe dư.

+ Sơ đồ phản ứng :

Cu(NO3 )2
1 4 2 43
0,2 mol

đpdd
(1)

Cu (ở catot)

 Fe2 + : z mol 


−
 NO3 : 2z mol 

Cu2 + : x mol 
 +
 Fe
H : y mol

NO − : 0,4 mol  (2)

3
1 4 4
4 2 4 4 43

Cu : x mol 



1Fe
44dư2 4 43

O2 (ở anot)

NO

13,5 gam

dung dòch X


BTĐT trong X : 2x + y = 0,4
x = 0,15


+ BTE cho pư (2) : 2z = 2x + 3(0,4
2z) ⇒ y = 0,1
14 2−43

z = 0,1875
n NO



m chất rắn : 64x + (14,4 − 56z) = 13,5
F.n electron trao đổi 96500.0,1
⇒t=
=
= 3600 giây = 1 giờ
I
2,68
Ví dụ tương tự :
Ví dụ 2.1: Điện phân 150 ml dung dịch AgNO 3 1M với điện cực trơ trong t giờ,
cường độ dòng điện khơng đổi 2,68A (hiệu suất q 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 :
A. 0.8.
B. 0,3.
C. 1,0.
D. 1,2.
4


Cty TNHH MTV DVVH Khang Vit

( thi tuyn sinh i hc khi A nm 2012)
Vớ d 3: in phõn dung dch X cha a mol CuSO 4 v 0,2 mol KCl (in cc tr,
mng ngn xp, cng dũng in khụng i) trong thi gian t giõy, thu c
2,464 lớt khớ anot (ktc). Nu thi gian in phõn l 2t giõy thỡ tng th tớch khớ
thu c c hai in cc l 5,824 lớt (ktc). Bit hiu sut in phõn 100%, cỏc
khớ sinh ra khụng tan trong dung dch. Giỏ tr ca a l

A. 0,26.
B. 0,24.
C. 0,18.
D. 0,15.
( thi tuyn sinh i hc khi A, nm 2014)
Hng dn gii
+ Th t kh trờn catot : Cu2+ > H2O; Th t oxi trờn anot : Cl > H 2 O.
in phõn dung dch trong thi gian t giõy.
+ Theo bo ton nguyờn t Cl, gi thit v bo ton electron, ta cú :

1
0,2
= 0,1 n Cl2 = 0,1; n O2 = 0,01
n Cl2 = n Cl =

2
2

n Cl + n O = 0,11
n e trao ủoồi = 2n Cl2 + 4n O2 = 0,24
2
2
in phõn trong thi gian 2t giõy.
+ Theo bo ton electron v gi thit, ta cú :
ụỷ anot : n electron trao ủoồi = 0,48 = 2 n Cl + 4 n O
{2
{2


0,1

?

ụỷ
caỷ
anot
vaứ
catot
:
n
+
n
+
n
=
0,26

{Cl2 {O2 {H2

0,1
?
?
n O = 0,07; n H = 0,09
2
2
ụỷ catot : n
= 2 n Cu2+ + 2 n H n Cu2+ = 0,15
ủoồi
{
1electron
4 2 trao

43
{2

?
0,09
0,48

Vớ d tng t :
Vớ d 3.1: in phõn dung dch cha m gam hn hp NaCl v Cu(NO 3)2 n khi
dung dch ht mu xanh thỡ anot thu c 3,36 lớt (ktc) hn hp khớ A. Bit t
khi ca A so vi H2 l 29. Giỏ tr m l
A. 53.
B. 49,3.
C. 32,5.
D. 30,5.
( thi th i hc ln 1 THPT chuyờn HSP H Ni, nm hc 2013 2014)
Vớ d 3.2: in phõn 2 lớt dung dch hn hp gm NaCl v CuSO 4 n khi H2O b
in phõn hai in cc thỡ dng li, ti catot thu c 1,28 gam kim loi v ti
anot thu 0,336 lớt khớ (ktc). Coi th tớch dung dch khụng i thỡ pH ca dung dch
thu c l :
A. 3.
B. 2.
C. 12.
D. 13.
5


Vận dụng 45 chuyên đề giải nhanh đặc sắc và sáng tạo vào 82 đề thi thử THPT Quốc gia Hóa học, Quyển 2

Ví dụ 3.3: Dung dịch X gồm Cu(NO3)2 và HCl. Điện phân một nửa dung dịch X

(điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi), sau một thời gian thu được 0,14 mol
một khí duy nhất ở anot. Dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ 550 ml dung
dịch NaOH 0,8M, thu được 1,96 gam kết tủa. Khối lượng Cu tối đa có thể hòa tan
trong một nửa dung dịch X (giải phóng khí NO, sản phẩm khử duy nhất) là
A. 9,6.
B. 12,8.
C. 6,4.
D. 19,2.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Lục Ngạn số 1 – Bắc Giang, năm học
2013 – 2014)
Ví dụ 3.4: Điện phân dung dịch gồm 18,8 gam Cu(NO3)2 và 29,8 gam KCl (điện
cực trơ, màng ngăn). Sau một thời gian khối lượng dung dịch giảm 17,15 gam so
với ban đầu, thể tích dung dịch là 400 ml. Nồng độ mol/lít các chất trong dung dịch
sau điện phân là:
A. [KCl] = 0,5M; [KNO3 ] = 0,25M; [KOH] = 0,25M.
B. [KCl] = 0,25M; [KNO3 ] = 0,25M; [KOH] = 0,25M.
C. [KCl] = 0,375M; [KNO3 ] = 0,25M; [KOH] = 0,25M.
D. [KCl] = 0,25M; [KNO3 ] = 0,5M; [KOH] = 0,25M.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Quốc Học Huế, năm học 2013 – 2014)
Ví dụ 3.5: Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol NaCl và x mol Cu(NO 3)2 với điện
cực trơ, sau một thời gian thu được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm
21,5 gam. Cho thanh sắt vào dung dịch X đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn,
thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thoát ra khí NO duy nhất. Giá trị
của x là:
A. 0,4.
B. 0,5.
C. 0,6.
D. 0,3.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên KHTN Huế, năm học 2013 – 2014)
Ví dụ 4: Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 bằng dòng điện

một chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn). Sau thời gian t giây thì
ngừng điện phân, thu được khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và
dung dịch X. Dung dịch X hoà tan được tối đa 2,04 gam Al2O3. Giả sử hiệu xuất
điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là
A. 9408.
B. 7720.
C. 9650.
D. 8685.
(Đề thi THPT Quốc Gia, năm 2016)
Hướng dẫn giải
+ Thứ tự khử trên catot : Cu2+ > H2O; Thứ tự oxi trên anot : Cl − > H 2 O.
+ Dung dịch X hòa tan được Al2O3, chứng tỏ X có chứa H + hoặc OH − .

6


Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt

+ Sơ đồ phản ứng :

TH1
 NaCl



CuSO 4 : 0,05 mol 

TH2

Na+




2−
SO 4 : 0,05 mol  +
 +

1H4 44 2 4 4 43

anot : Cl 2 , O2 


catot : H 2


Na+



2−
SO 4 : 0,05 mol  +


−
1OH
4 44 2 4 4 43

anot : Cl 2 , O2 



catot : H 2


dd X

dd X

• TH1:
 BTĐT trong pư của X với Al 2 O3 : n H+ = 3n Al3+ = 6n Al O = 0,12
2 3

BTĐT
trong
X
:
n
=
2n
−
n
=
−
0,02
(loạ
i
)

Na+
SO4 2−
H+

• TH2 :
 BTĐT trong pư của X với Al 2 O3 : n OH− = n AlO − = 2n Al O = 0,04

2 3
2
⇒ n Cl = 0, 07

2
 BTĐT trong X : n Na+ = 2n SO42− + n OH− = 0,14
GT : n Cl + n O + n H = 0,105
{2 {2 {2


 nO = 0,005
0,07
?
?
⇒ 2

 BT E : 2 n{Cl2 + 4 n{O2 = 2 n{Cu2+ + 2 n{H2
n H2 = 0,03

0,05
0,07
?
?
F.n electron trao đổi

96500.(2.0,07 + 4.0,005)
= 7720 giây

I
2
Dưới đây là ví dụ tương tự :
Ví dụ 4.1: Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO 4 (0,05 mol) và NaCl bằng dòng
điện có cường độ khơng đổi 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp). Sau thời gian t giây
thì ngừng điện phân, thu được dung dịch Y và khí ở hai điện cực có tổng thể tích là
2,24 lít (đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8 gam MgO. Biết hiệu suất điện phân
100%, các khí sinh ra khơng tan trong dung dịch. Giá trị của t là
A. 6755.
B. 772.
C. 8685.
D. 4825.
(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng, năm 2014)
⇒t=

=

7


Vn dng 45 chuyờn gii nhanh c sc v sỏng to vo 82 thi th THPT Quc gia Húa hc, Quyn 2

Vớ d 5: in phõn (in cc tr, mng ngn xp) mt dung dch cha m gam hn
hp CuSO4 v NaCl cho ti khi nc bt u b in phõn c hai in cc thỡ
dng li, thu c dung dch X v 0,56 lớt khớ (ktc) anot. Dung dch X cú th
ho tan ti a 0,85 gam Al2O3. Khi lng ca m l :
A. 5,5916.
B. 6,2125.
C. 5,5916 hoc 7,4625.
D. 5,5916 hoc 6,2125.

( thi th THPT Quc Gia ln 2 THPT chuyờn Hựng Vng Phỳ Th, nm
2016)
Hng dn gii
+ Th t kh trờn catot : Cu2+ > H2O; Th t oxi trờn anot : Cl > H 2 O.
+ Dung dch X hũa tan c Al2O3, chng t X cú cha H + hoc OH .
+ Sụ ủo phaỷn ửựng :

TH1
NaCl : x mol


CuSO 4 : y mol

TH2

Na+ : x mol


2
, O2
SO4 : y mol + anot : Cl
{2
+

0,5x mol
1H4 4 2 4 4 3
dd X

Na+ : x mol

2
SO4 : y mol + anot : Cl
{2



0,5x mol
1OH
4 4 2 4 4 3

TH1:

dd X

n + n = 0,025
n H+ = 3n Al3+ = 6n Al O = 0,05 {Cl2 {O2
2 3
x = 0,025

0,5x 0,0125
+
;

1
y = 0,0375
n O2 = n H+ = 0,0125
n{Na+ + n{H+ = 2 n{
SO42

4
x
0,05
y
m = 0,025.58,5 + 0,0375.160 = 7,4625 gam.
TH2 :
1
+ nOH = n AlO = 2n Al O =
2
3
2
60
n Cl = 0,5x = 0, 025
x = 0,05
2
1

+ n + = 2 n 2 + n
m = 0,05.58,5 + .160 = 5,5916 gam.
1
SO4
60
{OH
{
{Na
y =
15
1/ 60

y

x
m = 7,4625 gam hoaởc m = 5,5916 gam
8


Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt

Ví dụ tương tự :
Ví dụ 5.1: Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO 4 và NaCl
(hiệu suất 100%, điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến khi nước bắt đầu bị điện phân
ở cả hai điện cực thì ngừng điện phân, thu được dung dịch X và 6,72 lít khí (đktc)
ở anot. Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4 gam Al2O3. Giá trị của m là
A. 25,6.
B. 23,5
C. 51,1.
D. 50,4.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)
Ví dụ 5.2: Điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp 2 muối CuSO4 và NaCl bằng
điện cực trơ đến khi nước bị điện phân ở cả hai điện cực thì dừng lại. Dung dịch
thu được sau điện phân hoàn tan vừa đủ 1,6 gam CuO và ở anot của bình điện phân
có 448 ml khí bay ra (đktc). Giá trị của m là :
A. 5,97.
B. 7,14.
C. 4,95.
D. 3,87.

1.1C
5.2A

1.2B

ĐÁP ÁN CÁC VÍ DỤ TƯƠNG TỰ
2.1C
3.1B
3.2B
3.3A 3.4D 3.5B

4.1C

5.1C

9