Sáng kiến kinh nghiệm điện phân

Phần I. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài.
Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban chấp hành Trung Ương “Về đổi mới căn
bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa
trong điều kiện nền kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc
tế” ban hành ngày 04 tháng 11 năm 2013 đã khẳng định: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ
và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng phát triển phẩm chất,
năng lực của người học; đổi mới chương trình nhằm phát triển năng lực và phẩm chất
người học, hài hòa đức, trí, thể, mỹ; dạy người, dạy chữ, dạy nghề; tiếp tục đổi mới
mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền
thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến
khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát
triển năng lực, chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa
dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học...”. Văn kiện Đại
hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XII của Đảng cộng sản Việt Nam tiếp tục khẳng định:
“Giáo dục là quốc sách hàng đầu. Phát triển giáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân
trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu
trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi
đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn...”. Còn trong tài liệu tập huấn dạy học và kiểm
tra, đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh năm 2014
của Bộ GD&ĐT thì khẳng định “Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước
chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người
học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ học sinh vận
dụng được cái gì qua việc học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện
thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối truyền thụ một chiều sang
dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành phẩm chất và
năng lực...”. Những định hướng này đòi hỏi mỗi giáo viên phải không ngừng nghiên
cứu, từng bước đổi mới hình thức, nội dung, phương pháp dạy học để đáp ứng yêu cầu
cấp thiết này.
Đất nước ta đang trong quá trình hội nhập quốc tế sâu rộng, trong sự phát triển

nhanh chóng của khoa học và công nghệ, khoa học giáo dục và sự cạnh tranh quyết liệt
Trang 1


trên nhiều lĩnh vực giữa các quốc gia trên thế giới. Một trong những định hướng lớn
hiện nay của giáo dục nước ta đó là chuyển trọng tâm từ truyền thụ nội dung sang phát
triển năng lực người học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành
công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy
cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm
chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ
sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả
kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có
thể tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo
dục.
Trước bối cảnh mà toàn ngành giáo dục nước ta đang chuẩn bị cho quá trình
đổi mới toàn diện chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông trong những
năm tới, Bộ GD-ĐT chủ trương cần thiết phải đổi mới đồng bộ phương pháp dạy
học và kiểm tra đánh giá kết quả giáo dục theo định hướng phát triển năng lực
người học.
Điện phân là một phần quan trọng trong chương trình hóa học lớp 12, các bài tập
phần điện phân cũng rất đa dạng, phong phú mà để biết cách giải nó học sinh cần phải
kết hợp giữa việc nắm chắc lý thuyết, hiểu sâu sắc bản chất của nó. Tuy nhiên trong
thực tế dạy học cho thấy, học sinh thường lúng túng hoặc chưa biết cách vận dụng các
kiến thức đã được học về phần này nên gặp khó khăn trong việc giải các bài tập đặc
biệt là các bài tập mang tính bản chất. Mặt khác, khi hướng dẫn giải các bài tập phần
điện phân sách giáo khoa cũng như nhiều sách tham khảo mới chỉ dừng lại ở việc giới
thiệu phương pháp này ở một số bài toán cụ thể mà chưa hệ thống, phân dạng, hướng
dẫn cách giải một cách đầy đủ và khoa học giúp học sinh có thể hiểu và vận dụng
phương pháp này đối với các bài tập khác nhau. Chính vì vậy thông qua đề tài "Hệ
thống hóa bài tập điện phân dành cho học sinh khá giỏi" của mình, tôi muốn trình bày

một cách đầy đủ và có hệ thống hơn về phương pháp này giúp cho học sinh có thêm
tài liệu tham khảo, đặc biệt là phục vụ cho quá trình ôn thi THPTQG và bồi dưỡng học
sinh giỏi tỉnh.
2. Mục đích của đề tài
Giới thiệu lý thuyết về điện phân, phân dạng và chỉ ra phương pháp giải bài tập
phần điện phân với các ví dụ từ dễ đến khó giúp học sinh hiểu và có thể làm được một
Trang 2


số bài tập tương tự qua đó rèn luyện kĩ năng giải các bài tập, giúp các em đạt kết quả
cao nhất trong các kỳ thi
3. Đối tượng của nghiên cứu
Bài tập điện phân có liên quan đến phần điều chế kim loại thuộc chương đại cương
kim loại trong chương trình hóa học lớp 12
4. Phạm vi nghiên cứu
Khai thác các dạng bài tập phục vụ cho học sinh THPT ôn thi THPTQG và HSG
tỉnh
5. Giả thiết khoa học
Nếu giúp học sinh hiểu rõ bản chất điện phân và biết cách vận dụng trong việc giải
các bài tập sẽ góp phần giúp các em hiểu rõ bản chất, nâng cao hiệu quả dạy và học
phần điều chế kim loại nói chung và điện phân nói riêng.
6. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của đề tài.
- Vận dụng cơ sở lý thuyết để phân dạng, chỉ ra phương pháp giải các dạng bài tập
liên quan đến phần điện phân
- Cung cấp một số bài tập tự giải giúp học sinh rèn luyện kĩ năng.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của đề tài.
7. Phương pháp nghiên cứu
- Phân tích, tổng hợp lý thuyết, bài tập từ các tài liệu, sách giáo khoa, sách tham

khảo, các đề thi
- Dựa trên thực tiễn dạy và học về bài tập phần điện phân.
- Điều tra, tổng hợp và xử lí số liệu, đánh giá kết quả thu được từ thực nghiệm sư
phạm.
8. Những đóng góp của đề tài
- Về mặt lí luận: Đề tài đã cung cấp kiến thức lý thuyết, phân dạng bài tập và lựa
chọn bài tập vận dụng từ dễ đến khó, thông qua mỗi bài tập giúp học sinh rèn luyện kĩ
năng, củng cố, nắm vững các kiến thức về phần điện phân
- Về mặt thực tiễn: Giới thiệu về điện phân, cách giải bài tập và một số dạng bài tập
trở thành tài liệu dùng trong thực tiễn dạy học ôn thi THPTQG và bồi dưỡng học sinh
giỏi .
Trang 3


Phần II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lý luận
Trong quá trình dạy và học hóa học, giải bài tập hóa học là một khâu quan trọng.
Việc giải bài tập hóa học giúp củng cố đào sâu, mở rộng những kiến thức cơ bản của
bài giảng, xây dựng, củng cố kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Giải bài
tập hóa học cũng là một biện pháp hữu hiệu để phát triển năng lực tư duy của học sinh.
Sau khi làm bài tập học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm, định luật, vận dụng
chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống.
Dạy học sinh giải bài tập hóa học là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất
trình độ của người giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh. Có
nhiều nguyên nhân giải thích cho những hạn chế của khâu giải bài tập hóa học ở
trường phổ thông và một trong số đó là do các phương pháp giải các dạng bài tập hóa
học ít được sách giáo khoa trình bày một cách đầy đủ, mặc dù các sách tham khảo đã
có trình bày nhưng còn mang tính chất chung chung chưa phân tích một cách sâu và kĩ
gây khó khăn cho học sinh khi đọc. Để giải quyết được vấn đề này giáo viên là những
người đi trước cần hướng dẫn cho học sinh các phương pháp giải bài tập, cập nhật các

phương pháp giải mới hiệu quả với các ví dụ cụ thể đi từ dễ đến khó để học sinh có thể
vận dụng một cách linh hoạt. Để giải một bài tập hóa học, học sinh không chỉ cần kiến
thức lý thuyết mà cần có những kiến thức phân tích, tổng hợp nhất định, nhờ đó mà
việc giải các bài tập sẽ trở nên đơn giản hơn, dễ hiểu hơn và nhanh hơn. Chính vì vậy
việc lựa chọn bài tập phù hợp cho từng đối tượng học sinh có một vai trò rất quan
trọng và cần được sử dụng phổ biến hơn trong quá trình dạy và học.
2. Thực tiễn việc dạy học giải bài tập điện phân ở THPT hiện nay
Điện phân là một phần quan trọng trong chương trình hóa học lớp 12. Các bài tập
liên quan đến điện phân trong phần điều chế kim loại là bài toán hết sức quen thuộc
với học sinh lớp 12 nói riêng và học sinh THPT nói chung. Đặc biệt trong các đề thi
THPT quốc gia, thi học sinh giỏi lớp 12 bài toán này thường xuyên xuất hiện. Bài tập
liên quan đến điều chế kim loại nói chung và bài tập phần điện phân nói riêng thường
gây cho học sinh không ít lúng túng khi giải do học sinh chưa hiểu hết bản chất của nó.
Mặt khác, trong phân phối chương trình hóa học 12 hiện nay thời lượng dạy phần này
khá ít, cụ thể trong chương V (Đại cương kim loại) có 2 dạy lý thuyết về điều chế kim
loại (trong đó có phần điện phân) 1 tiết bài tập để rèn luyện kỹ năng, chính vì thế giáo
Trang 4


viên không thể hướng dẫn nhiều cho học sinh trong việc giải các dạng bài tập có liên
quan đến kiến thức của phần này mà buộc học sinh phải tự học, tự nghiên cứu. Tuy
nhiên, trong chương trình sách giáo khoa hóa học 12 cũng như các đầu sách tham khảo
chưa trình bày một cách có hệ thống và đầy đủ để học sinh được tiếp cận cách giải bài
tập hiệu quả nhất. Với lí do đó, trong đề tài này của mình, tôi sẽ phân dạng các bài tập
điện phân một cách chi tiết và chỉ ra phương pháp giải một cách có hệ thống nhằm
giúp cho học sinh có thể tiếp cận và giải quyết được bài toán này.
3. Lý thuyết về điện phân
Trong phạm vi đề tài chỉ xét đối với các dạng bài tập điện phân thường gặp
trong các đề thi THPT quốc gia và đề thi chọn HSG tỉnh các năm
2.1. Định nghĩa điện phân

Điện phân là một quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực của
bình điện phân khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện ly nóng chảy hoặc dung
dịch chất điện ly.
2.2. Ứng dụng của phương pháp điện phân:
- Điều chế một số kim loại:
- Điều chế một số phi kim: H2; O2; F2; Cl2...
- Điều chế một số hợp chất: NaOH; nước Giaven…
- Tinh chế một số kim loại: Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au…
- Mạ điện: Điện phân với anot tan được dùng trong kĩ thuật mạ điện, nhằm bảo vệ kim
loại khỏi bị ăn mòn và tạo vẻ đẹp cho vật mạ. Trong mạ điện, anot là kim loại dùng để
mạ như: Cu, Ag, Au, Cr, Ni.. catot là vật cần được mạ. Lớp mạ rất mỏng thường có độ
dày từ: 5.10-5 đến 1.10-3 cm.
2.3. Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra ở điện cực khi điện phân
- Điện cực nối với cực âm của máy phát điện (nguồn điện một chiều) gọi là cực âm
hay catot .
- Điện cực nối với cực dương của máy phát điện gọi là cực dương hay anot
- Tại bề mặt của catot luôn luôn có quá trình khử xảy ra, là quá trình trong đó chất oxi
hóa nhận electron để tạo thành chất khử tương ứng:
Khi có nhiều chất oxi hóa khác nhau, thường là các ion kim loại khác nhau (ion
dương) cùng về catot thì chất nào có tính oxi hóa mạnh nhất sẽ bị khử trước. Khi hết
chất oxi hóa mạnh nhất mà còn điện phân tiếp tục, thì chất oxi hóa yếu hơn kế tiếp
Trang 5


mới bị khử sau;...
Ví dụ : Có các ion kim loại Cu2+, Ag+, Fe2+ cùng về catot bình điện phân.
Do độ mạnh tính oxi hóa giảm dần như sau: Ag + > Cu2+ > Fe2+, nên quá trình khử lần
lượt xảy ra ở catot là:
Ag+ + 1e Ag (1)
Cu2+ + 2e Cu (2)

Fe2+ + 2e Fe

(3)

- Tại bề mặt anot có quá trình oxi hóa xảy ra, là quá trình trong đó chất khử nhường
electron để tạo thành chất oxi hoá tương ứng.
Tương tự, khi có nhiều chất khử khác nhau, thường là các anion phi kim khác
nhau, cùng về anot, thì chất khử nào mạnh nhất sẽ bị oxi hóa trước. Khi hết chất khử
mạnh nhất mà còn điện phân tiếp tục thì chất khử yếu hơn kế tiếp mới bị oxi hóa sau.
Ví dụ : Có các anion Cl-, Br -, I- cùng về anot trơ.
Do độ mạnh tính khử giảm dần như sau: I- > Br - > Cl-, nên quá trình oxi hóa lần lượt
xảy ra ở anot như sau:
2I- + 2e I2

(1)

2Br- + 2e Br2 (2)
2Cl- + 2e Cl2 (3)
Lưu ý:
- Trong dãy thế điện hóa (dãy hoạt động hóa học các kim loại), người ta sắp các ion
kim loại tương ứng (ion dương) từ trước ra sau có độ mạnh tính oxi hóa tăng dần, còn
các kim loại (trừ H2 là phi kim) theo thứ tự từ trước ra sau có độ mạnh tính khử giảm
dần
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+
Chiều tính oxi hóa tăng dần
K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe2+ Ag Hg Pt Au
Chiều tính khử giảm dần
Thế điện hóa chuẩn của cặp oxi hóa khử nào càng lớn về đại số thì chất oxi hóa đó
càng mạnh và chất khử tương ứng càng yếu.

Trang 6


=> Tính oxi hóa: OXH1 > OXH2
Tính khử: K1< K2
Độ mạnh tính khử các chất giảm dần như sau: (áp dụng trong điện phân)
- Phản ứng oxi hóa - khử xảy ra ở điện cực là giai đoạn quan trọng nhất, cần xác định
rõ ion nào ưu tiên nhận hoặc nhường electron và tạo ra sản phẩm gì?
+ Tại catot : Ion nào có tính khử mạnh hơn sẽ điện phân trước, ion nào có tính khử yếu
hơn sẽ điện phân sau:I- >Br- > Cl- > OH- > H2O
Riêng NO3-; SO42-; NO3-…không điện phân trong dung dịch
2H2O O2+ 4H+ + 4e
+ Tại Anot : Ion nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ điện phân trước, ion nào có oxi hóa
yếu hơn sẽ điện phân sau: …Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ >…>Fe2+ >Zn2+ >H2O
Riêng Al3+, Mg2+...Na+ không điện phân trong dung dịch
2H2O + 2e H2+ 2OH- Cộng phương trình điện ly với các quá trình oxi hóa – khử ở anot và catot theo
nguyên tắc số electron nhường và nhận phải bằng nhau, kết quả ta có phương trình
điện phân
2.4. Một số lưu ý khi giải bài tập điện phân
- Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào
- m (dung dịch sau điện phân) = m (dung dịch trước điện phân) – (m kết tủa + m khí)
- Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = (m kết tủa + m khí)
- Khi điện phân các dung dịch:
+ Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2,…)
+ Axit có oxi (HNO3, H2SO4, HClO4,…)
+ Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4,…)
→ Thực tế là điện phân H2O để cho H2 (ở catot) và O2 (ở anot)
- 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
- Nếu dung dịch có chứa ion Fe3+ và một số ion dương khác thì Fe3+ sẽ nhận điện tử

theo nguyên tắc sau:
Giai đọan 1: Fe3+ + 1e Fe2+
Giai đọan 2: Fe2+ trở về đúng vị trí của nó: Fe2+ + 2e Fe

Trang 7


- 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.
- Nếu đề bài cho I và t thì trước hết tính số mol electron trao đổi ở từng điện cực (ne)
theo công thức: ne = Sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron
nhường hoặc nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy ra.
- 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 ne =

để tính I hoặc t

- Có thể tính thời gian t’ cần điện phân hết một lượng ion mà đề bài đã cho rồi so sánh
với thời gian t trong đề bài. Nếu t’ < t thì lượng ion đó đã bị điện phân hết còn nếu t’ >
t thì lượng ion đó chưa bị điện phân hết
- Khi điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp thì cường độ
dòng điện và thời gian điện phân ở mỗi bình là như nhau → sự thu hoặc nhường
electron ở các điện cực cùng tên phải như nhau và các chất sinh ra ở các điện cực cùng
tên tỉ lệ mol với nhau
- 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
- H2O bắt đầu điện phân tại các điện cực khi:
+ Ở catot: bắt đầu xuất hiện bọt khí hoặc khối lượng catot không đổi nghĩa là
các ion kim loại bị điện phân trong dung dịch đã bị điện phân hết.

+ Khi pH của dung dịch không đổi có nghĩa là các ion âm hoặc dương (hay cả
hai loại) có thể bị điện phân đã bị điện phân hết. Khi đó tiếp tục điện phân sẽ là H 2O bị
điện phân.
2.5. Định luật Faraday
- Công thức tính khối lượng chất thu được sau khi điện phân:
Trong đó

A: số khối
I: cường độ dòng điện
n: hóa trị hoặc số e trao đổi
t: thời gian
F: hằng số Faraday = 96500

Trang 8


- Tuy nhiên trong quá trình giải bài tập điện phân ta hay dùng công thức khác để tính
nhanh hơn.
n mol =
n e cho = ne nhận =
4. Các dạng bài tập điện phân
4.1. Điện phân chất điện li nóng chảy:
- Khi đun nóng ở nhiệt độ cao thì chất điện li nóng chảy (hóa lỏng), các ion dương và
ion âm bây giờ linh động hơn so với khi ở trạng thái rắn. Các ion dương (cation)
mang điện tích dương nên sẽ di chuyển về cực âm (catot), tại đây có quá trình khử
xảy ra; Còn các ion âm (anion) mang điện tích âm nên sẽ di chuyển về cực dương
(anot), tại đây có quá trình oxi hóa xảy ra.
- Điều kiện của chất điện phân nóng chảy:
+ Chất điện phân nóng chảy phải bền ở tonc hoặc cao hơn
Ví dụ: AlCl3 bị thăng hoa khi đun nóng => không thể điện phân nóng chảy

+ Chất điện phân nóng chảy có tonc thấp hoặc có thể hạ thấp (tiêu tốn ít năng lượng)
4.1.1. Điện phân nóng chảy muối clorua của kim loại mạnh (Dùng để điều chế kim
loại kiềm và kiềm thổ)
MClnMn+ + nClCatot (-)

Anot (+)

2Mn+ + 2ne � 2M

2Cl- � Cl2 + 2e

Phương trình điện phân: 2MCln 2M + nCl2

(n =1; 2)

Bài 1. (Trích đề ĐHKA 2008) Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt
xảy ra
A. sự khử ion Na+

B. sự khử ion Cl-

C. sự oxi hoá ion Cl-

D. sự oxi hoá ion Na+

Hướng dẫn
NaCl Na+ + ClCatot (-) : ion Na+
Na+ + 1e → Na:
Chất khử Na+ => bị khử, sự khử, quá trình khử
→ chọn A

Nhận xét: Với câu hỏi dạng này học sinh thường nhầm lẫn giữa khái niệm chất khử,
Trang 9


chất oxi hóa, sự khử, sự oxi hóa. Đây là bài tập giúp cũng cố kiến thức lý thuyết bản
chất phần điện phân và phản ứng oxi hóa khử.
Bài 2. Điện phân hoàn toàn 14,9g muối clorua nóng chảy của một kim loại kiềm người
ta thu được 2,24 lít Cl2(đktc).Kim loại đó là:
A. Na

B. K

C. Rb

D. Li

Hướng dẫn:
2XCl

→ 2X + Cl2

0,2

← 0,1

→ MXCl = = 74,5
→ MX = 74,5 – 35,5 = 39
→ chọn B
Bài 3. Điện phân nóng chảy NaCl với I = 1,93 A trong thời gian 400 giây , thu được
0,1472 g Na thì hiệu suất điện phân là:

A. 70%

B.40%

C. 60%

D. 80%

Hướng dẫn:
Áp dụng phương trình Faraday ta có:
gam
80%
Nhận xét: Đối với các bài tập cũng cố lý thuyết điện phân nóng chảy như bài 2 và bài
3. Đây là các bài tập học sinh chỉ cần sử dụng phương trình điện phân và áp dụng
phương trình Faraday thì dễ dàng tính ngay được kết quả.
Bài 4. Một hỗn hợp gồm 23,5 gam muối cacbonnat kim loại hoạt động hoá trị II (A) và
8,4 gam muối cacbonat kim loại hoạt động hoá trị II (B) đem hoà tan hoàn tan vào HCl
dư rồi cô cạn và điện phân nóng chảy hoàn toàn thấy có m gam các kim loại tạo ra ở
catot và V lít Clo thoát ra ở anot. Biết khi trộn m gam các kim loại này với m gam Ni
rồi cho tác dụng với H2SO4 dư thì thể tích H2 sinh ra nhiều gấp 2,675 lần so với khí
sinh ra khi có một mình Ni và biết phân tử lượng của oxit kim loại B bằng nguyên tử
lượng của kim loai A
a) Viết các phương trình hoá học xảy ra
b) Tính thành phần % khối lượng của A và B tạo ra ở catot
c) Tính thể tích V của khí Clo ở đktc
Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Trang 10


Hướng dẫn :

Gọi hai muối trên là ACO3 và BCO3 với số mol tương ứng trong hỗn hợp là a và b
Các pứ
ACO3 + 2HCl

ACl2 + H2O +CO2

a

a

BCO3 + 2HCl

BCl2 + H2O + CO2

b

b

ACl2

A +Cl2

a

a

BCl2
b

a

B + Cl2
b

b

A +H2SO4 ASO4 + H2
a

a

B + H2SO4 BSO4 + H2
b

b

Ni+ H2SO4

NiSO4 + H2

c

c

(với c là số mol tương ứng với m gam Ni)
Theo bài ra ta có hệ :
Giải ra ta được A=40; B=24; a =0,235; b=0,1; c=0,2
Vậy A là Ca và B là Mg .
=> %Ca=79,66%
%Mg = 20,34%

Thể tích Clo thu được =22,4(a+b) =7,504 lít
Nhận xét: Ngoài củng cố lý thuyết về điện phân nóng chảy, bài tập này còn giúp học
sinh ôn lại các kiến thức đã học về tính chất của kim loại, rèn luyện kỷ năng viết
phương trinhg hóa học. Bài tập này phù hợp với học sinh khá, giỏi.
Bài 5. Điện phân nóng chảy a gam muối A tạo bởi kim loại M và halogen X thu được
0,96 gam M ở catot và 0,896 lít khí ở anot. Mặt khác hoà tan a gam muối A vào nước
rồi cho dung dịch trên tác dụng với AgNO3 dư được 11,48 gam kết tủa .
a. X là halogen nào?
Trang 11


b. Trộn 0,96 gam kim loại M với 2,242 g kim loại M ’ cùng hoá trị duy nhất rồi đốt hết
hỗn hợp này bằng oxi thì thu được 4,162 gam hỗn hợp hai oxit . Để hoà tan hoàn toàn
hỗn hợp này cần 500 ml dung dịch H2SO4 nồng độ c mol/l
- Tính % về số mol mỗi oxit trong hỗn hợp của chúng
- Tính tỉ lệ khối lượng nguyên tử giữa M và M’
- Tính c
Hướng dẫn:
a) Gọi công thức của muối A là MXn ta có phản ứng
2MXn

M+

nX2

b

b

0,5nb

MXn +nAgNO3 M(NO3)2 + nAgX
b

nb

Suy ra :
X=35,5. Vậy halogen là Clo
b) Ta có phản ứng đốt b mol kim loại M và d mol kim loại M1
4M + O2 2M2On
b

0,25nb

0,5b

4M’ + O2 2M’2On
c

0,25nc

0,5c

Suy ra :
=> nb=0,08 và nc=0,04
Như vậy b =2c M chiếm 66,7 % và M’ chiếm 33,3 %
Lấy pt (3) :pt (1)
Do b = 2c nên

M2On + nH2SO4

0,5b

M2(SO4)n + H2O

0,5nb

M’2On + nH2SO4 M’2(SO4)n + H2O
0,5c

0,5nc

Số mol H2SO4 =
[H2SO4] = 0,06:0,5=0,12 M

Trang 12


Nhận xét: Đây là dạng bài tập tương đối khó, đòi hỏi học sinh phải có kiến thức sâu
việc giải bài tập này có tác dụng phát triển tư duy cho học sinh. Giáo viên lựa chọn bài
tập này cho bồi dưỡng học sinh giỏi.
4.1.2. Điện phân nóng chảy hiđroxit kim loại mạnh (Dùng để điều chế các kim loại
kiềm:Na, K...)
MOH M+ + OHCatot (-)

Anot (+)

M+ + 1e � M

4OH- � O2 + 2H2O + 4e

Phương trình điện phân:4MOH 4M + O2 + 2H2O
Ví dụ: Phương trình điện phân nóng chảy NaOH:
4NaOH 4Na + O2 + 2H2O
Bài 1. Điện phân nóng chảy 6,72 gam hidroxit kim loại kiềm thu được 0,672 lít khí
(đktc) ở anot. Xác định công thức hidroxit?
A. LiOH

B. NaOH

C. KOH

D. CsOH

Hướng dẫn:
Phương trình điện phân nóng chảy :
4MOH 4M + O2 + 2H2O
0,12 0,03
=> MM = 39 => KOH
=> Đáp án C
Nhận xét: Đối với bài tập điện phân nóng chảy hidroxit kim loại mạnh, đây là bài tập
tương đối dễ. Học sinh viết được phương trình điện phân là tính ra được kết quả. Bài
tập này phù hợp cho ôn thi THPTQG
Bài 2. Điện phân nóng chảy NaOH. Tại anot xảy ra quá trình:
A. oxi hoá: 4OH- � O2 + 2H2O + 4e.
C. oxi hoá: Na+ + 1e → Na.

B. khử: 4OH- � O2 + 2H2O + 4e.
D. khử: Na+ + 1e → Na.

Hướng dẫn

NaOH Na+ + OHAnot (+) : ion OH4OH- � O2 + 2H2O + 4e
=> bị oxi hóa, sự oxi hóa, quá trình oxi hóa
Trang 13


→ chọn A
Nhận xét: Đối với các bài tập định tính ta cần nắm rõ các quá trình xảy ra tại các điện
cực trong quá trình điện phân. Bài tập giúp cũng cố kiến thức lý thuyết bản chất phần
điện phân và phản ứng oxi hóa khử.
4.1.3. Điện phân nóng chảy nhôm oxit
Al2O3 2Al3+ + 3O2Catot (-):

Anot (+)

Al3+ + 3e Al

2O2- O2 + 4e

Phương trình điện phân : 2Al2O3 4Al + 3O2
Lưu ý:
- Tác dụng của Na3AlF6 (criolit):
+ Hạ nhiệt cho phản ứng
+ Tăng khả năng dẫn điện cho Al
+ Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi không khí với Al
- Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mòn.
2C + O2 2CO
C + O2 CO2
- Khí ở anot sinh ra thường là hỗn hợp khí CO, CO2 và O2.
- Các muối có gốc axit chứa oxi không bị điện phân nóng chảy (SO42-, NO3-, ... )
Bài tập 1. Giải thích tại sao để điều chế Al người ta điện phân Al 2O3 nóng chảy mà

không ñiện phân AlCl3 nóng chảy là:
A. AlCl3 nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn Al2O3.
B. AlCl3 là hợp chất không nóng chảy mà thăng hoa
C. điện phân AlCl3 tạo ra Cl2 rất ñộc.
D. điện phân Al2O3 cho ra Al tinh khiết hơn.
Hướng dẫn:
AlCl3 là hợp chất liên kết cộng hóa trị nên ở nhiệt độ cao sẽ không nóng chảy mà
thăng hoa (chưa kịp nóng chảy đã bay hết rồi). Vì vậy phản ứng này không xảy ra.
=> Đáp án B
Nhận xét: Thông qua bài tập cung cấp cho học sinh kiến thức lý thuyết về sản xuất Al
trong công nghiệp, hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của liên kết trong phân tử đến khả năng
nóng chảy của các chất.
Trang 14


Bài 2. Sản xuất Al bằng phương pháp điện phân nóng chảy Al 2O3. Hãy cho biết lượng
C (anot) cần dùng để có thể sản xuất được 0.54 tấn Al. Cho rằng toàn bộ lượng O 2 sinh
ra đã đốt cháy cực dương thành khí CO2.
A. 0,12 tấn

B. 0,24 tấn

C. 0,16 tấn

D. 0,18 tấn

Hướng dẫn:
Phương trình điện phân : 2Al2O3 4Al + 3O2
0,02 0,015
C + O2 CO2

0,0150,015
=> mC = 0,015.12 = 0,18 tấn
Đáp án D
Nhận xét: Bài tập này phù hợp cho học sinh TB, Khá dùng để ôn thi THPTQG
Bài 3. (Trích đề ĐHKB 2013) Điện phân nóng chảy Al2O3 với các điện cực bằng than
chì thu được m kg Al ở catot và 89,6 m 3 (ở đktc) hỗn hợp khí X ở anot. Tỉ khối của X
so với hiđro bằng 16,7. Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH) 2 (dư) thu
được 1,5 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 115,2

B. 82,8

C. 114,0

D. 104,4

Hướng dấn
X

= 16,7.2 = 33,4 → mX = 33,4 .4 = 133,6 kg

nX = 4 kmol
Cho X + Ca(OH)2 dư → kết tủa
→ X có khí CO2, CO2 + Ca(OH)2→ CaCO3 + H2O
89,6 m3 = 89600 dm3 = 89600 lít
nCO2/1,12lit = nCaCO3 = 0,015 mol→ nCO2/89,6m3 = = 1200 mol = 1,2 kmol
2Al2O3 → 4Al
x kmol→

+ 3O2

2x

vì các điện cực làm bằng than chì nên:
C

+ O2
a

C

+ CO2

→ CO2
←a kmol
→ 2CO

(a – 1,2) → (2a – 2,4)
→ hỗn hợp khí X có thể là CO2 : 1,2 kmol
Trang 15


CO : 2a – 2,4
O2 dư: – a
(ban đầu tạo a kmol CO2, CO2 còn lại là 1,2 kmol, nên CO2 tạo khí CO là a – 1,2)
→ nX = 1,2 + 2a-2,4 + – a = 4
→ a + 3 x /2 = 5,2→ 2a + 3x = 10,4 (1)
mX = mCO2 + mCO + mO2 = 133,6
→ 44. 1,2 + 28. (2a – 2,4) + 32. ( – a) = 133,6
→ 24a + 48x = 148 → 6a + 12x = 37(2)

Giải (1) và (2) → x = 1,933 kmol→ nAl = 2x = 3,866 kmol→ mAl = 104,4 kg
→ chọn D
Nhận xét: Bài tập này đề cập đến phần điện phân nóng chảy tương đối bản chất và có
tính chiều sâu, trong quá trình giải dựa vào bài ra cần phân tích thành phần của khí tạo
ra ở anot, từ đó dùng bảo toàn nguyên tố tính lượng oxi tạo ra trong phản ứng điện
phân. Giáo viên có thể dùng cho việc ôn thi THPT quốc gia và HSG tỉnh.
Đối với điện phân nóng chảy hỗn hợp: Cần xét thứ tự phản ứng tại các điện cực
Ví dụ: Điện phân hỗn hợp muối natri clorua và magie clorua nóng chảy.
Hỗn hợp NaCl – MgCl2 nóng chảy (Na+, Mg2+, Cl-)
Catot (-)

Anot (+)

(Tính khử: Na >Mg nên tính oxi hóa: Na+ < Mg2+)
Mg2+ +

2e Mg

2Cl- Cl2 + 2e

Na+ + 1e Na
Như vậy coi như MgCl2 tham gia điện phân trước; Sau khi hết MgCl2, NaCl
mới tham gia điện phân
Như vậy khi điện phân hỗn hợp muối NaCl – MgCl 2 thì thu được Mg, Na ở catot,
khí clo ở anot.
4.2. Điện phân dung dịch:
Khi điện phân dung dịch chất điện ly thì tùy trường hợp, dung môi nước của
dung dịch có thể tham gia điện phân ở catot hay ở anot.
- Vai trò của nước: Trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể
tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân

+ Tại catot H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH+ Tại anot H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Trang 16


- Cách xác định sản phẩm điện phân dung dịch:
Catot:
- Thực nghiệm cho thấy khi điện phân dung dịch chứa các ion kim loại đứng sau
nhôm (Al) trong dãy thế điện hóa hoặc H + của axit thì các ion kim loại này bị khử tạo
thành kim loại bám vào điện cực catot. Ion nào càng đứng sau thì có tính oxi hóa
càng mạnh nên càng bị khử trước ở catot: Kim loại đứng sau nhôm có tính khử yếu,
do đó ion các kim loại này (ion dương) có tính oxi hóa mạnh. Chúng có tính oxi hóa
mạnh hơn nước nên các ion dương này bị khử trước nước.
Mn+ + ne → M
2H+(axit) + 2e → H2
- Khi điện phân dung dịch chứa ion Al 3+ trở về trước (ion Mg2+, ion kim loại kiềm thổ,
ion kim loại kiềm) thì các ion kim loại này không bị khử ở catot mà là H 2O của dung
dịch bị khử tạo H2 bay ra và phóng thích ion OH - trong dung dịch (ion OH- kết hợp
ion kim loại tạo hiđroxit kim loại tương ứng). Có thể hiểu là các kim loại từ Al trở về
trước có tính khử mạnh rất mạnh, nên các ion kim loại này có tính oxi hóa rất yếu,
yếu hơn H2O. Do đó H2O bị khử trước ở catot. Và một khi nước bị khử ở catot thì đây
cũng là giai đoạn chót ở catot, vì khi hết nước thì cũng không còn dung dịch nữa, nên
sự điện phân sẽ ngừng. Các ion kim loại từ Al trở về trước chỉ bị khử tạo kim loại
tương ứng khi điện phân nóng chảy chất điện có chứa các ion này.
2H2O + 2e → H2 + 2OHLưu ý: Dạng oxi hóa của những cặp có thế càng lớn càng dễ bị khử. Theo dãy thế oxi
hóa khử thì khả năng bị khử của các ion kim loại như sau:
- Các cation từ Zn2+ đến cuối dãy Hg2+, Cu2+, Fe3+, Ag+…dễ bị khử nhất và thứ tự tăng
dần
- Từ Al3+ đến các ion đầu dãy Na+, Ca2+, K+…không bị khử trong dung dịch
- Các ion H+ của axit dễ bị khử hơn các ion H+ của nước
Anot : Quá trình oxi hóa ở anot phụ thuộc vào bản chất của chất làm điện cực anot và

bản chất của anion đi về phía anot.
- Nếu anot tan (không trơ, không bền): Anot được làm bằng các kim loại thông thường
(trừ Pt) (như Ag, Cu, Fe, Ni, Zn, Al...) thì kim loại dùng làm anot oxi hóa (bị hòa tan)
còn các anion đi về anot không bị oxi hóa. Có thể hiểu một cách gần đúng là kim loại
được dùng làm kim loại có tính khử mạnh hơn các chất khử khác đi về anot trong dung
Trang 17


dịch, nên kim loại được dùng làm điện cực anot bị oxi hóa trước. Và một khi điện cực
anot bị oxi hóa (bị ăn mòn) thì đây cũng là giai đoạn cuối ở anot. Bởi vì khi hết điện
cực anot, thì sẽ có sự cách điện và sự điện phân sẽ dừng.
- Nếu anot không tan (trơ, bền): anot được làm bằng bạch kim (Pt) hay than chì
(Cacbon graphit).
+ Nếu anion đi về anot là các anion không chứa O như Cl -, Br-, I-, S2-... thì các
anion này bị oxi hóa ở anot.
+ Nếu anion đi về anot là anion có chứa oxi như NO 3-, SO42-, PO43-, CO32-... thì
các anion này không bị oxi hóa ở anot mà là H 2O của dung dịch bị oxi hóa tạo O 2
thoát ra, đồng thời phóng thích ion H+ ra dung dịch (ion H+ kết hợp với anion tạo thành
axit tương ứng). Và một khi nước đã bị oxi hóa ở anot thì đây cũng là giai đoạn chót ở
anot. Vì khi hết nước mới đến các chất khử khác bị oxi hóa, lúc này không còn là dung
dịch nữa, nên sự điện phân dừng.
- Khi đầu bài cho điện phân mà không cho biết dùng điện cực gì thì hiểu là điện cực
không tan (trơ, bền).
- Các ion OH- , RCOO- tuy là các anion có chứa oxi, nhưng chúng vẫn bị oxi hóa ở
anot khi điện phân dung dịch chứa các anion này với điện cực trơ.
2OH- + 2e H2 + O2RCOO- + 2e R-R+ 2CO2
- Nếu bình điện phân không có vách ngăn xốp giữa catot với anot thì có thể xảy ra
phản ứng phụ giữa các chất vừa tạo ra ở hai bên điện cực catot, anot.
Ví dụ: Điện phân dung dịch NaCl bằng điện cực trơ mà không có vách ngăn, thì Cl 2
tạo ở anot sẽ tác dụng với dung dịch NaOH ở catot để tạo nước Javel.

- Các bước xác định sản phẩm tạo thành:
+ Bước 1: Viết phương trình điện li các chất.
+ Bước 2: Xác định các chất, ion có tại các điện cực
+ Bước 3: Viết quá trình nhường electron ở anot, nhận electron catot. Xác định
các sản phẩm tạo thành (chất hoặc ion) ở 2 điện cực
+ Bước 4: Viết phương trình điện phân.
4.2.1. Điện phân dung dịch axit
- Đối vơi axit không có oxi:
Ví dụ: Điện phân dung dich HCl:
Trang 18


HCl

→

H+ + Cl-

Catot(-) H+; H2O

Anot (+) Cl -; H2O

2H+ + 2e → H2
Phương trình điện phân:

2Cl- → Cl2 + 2e
HCl

→ H2 + Cl2

- Đối với axit có oxi:
Ví dụ: Điện phân dung dịch H2SO4
H2SO4 → 2H+ + SO42Catot(-) H+; H2O

Anot (+) SO42-; H2O

2H+ + 2e → H2

SO42- Không điện phân
2H 2O → 4H+ + O2 + 4e

→ Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + O2
Như vậy điện phân dung dịch axit vô cơ có oxi thực chất là điện phân nước.
Bài 1. Điện phân 25 gam dung dịch H2SO4 12% khi thể tích khí thu được ở catot là
6,72 lít (đktc). Xác định nồng độ % của dung dịch sau điện phân?
A. 13,5%

B. 14,2%

C. 15,3%

D. 12,4%

Hướng dẫn:
Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + O2
0,3

0,3

m dd sau điện phân = 25 – 0,3.18 = 19,6 gam

gam
=> Đáp án C
Nhận xét: Thông qua dạng bài tập này củng cố kiến thức lý thuyết về điện phân dung
dịch axit vô cơ có oxi và vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để giải. Bài này phù
hợp cho giáo viên dùng để ôn thi THPTQG
Bài 2: (Trích đề thi HSGQG năm 2003 - 2004): Điện phân 50 ml dung dịch HNO3 có
pH = 5 với điện cực than chì trong 30 giờ, dòng điện không đổi là 1A.
a. Viết nửa phản ứng tại các điện cực và phương trình phản ứng chung
b. Tính pH của dung dịch sau khi điện phân
c. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,0001mol/l cần để trung hòa dung dịch sau khi điện
phân
Trang 19


d. Hãy cho biết nên dùng chất chỉ thị nào để xác định điểm dừng của phản ứng trung
hòa. Coi khối lượng riêng của HNO3 loãng là 1 g/ml.
Hướng dẫn:
Catot (-)

Anot (+)

2H+ + 2e H2

2H2O 4H+ + O2 + 4e

Phương trình phản ứng chung: 2H2O 2H2 + O2
b.

nH 2 

It 1.30.60.60

 0,5596
nF
2.96500

nH 2  nH 2O  0, 5596 � m H O  0,5596.18  10, 0728
2

Khối lượng dung dịch trước khi điện phân: 50
Khối lượng dung dịch sau khi điện phân: 50  10, 0728  39,9272 �40gam
40
 40ml
Thể tích dung dịch 1

5.107

5
�
nHNO3  0, 05.105  5.107 mol � CM (HNO3 )  �
H

� � 0, 04  1, 25.10 M

� pH   lg �
H�
�
� 4,9

c. Tính theo phương trình có VNaOH= 5ml

d. Phản ứng xảy ra giữa axit mạnh và bazơ mạnh nên có thể dùng chất chỉ thị là
phenolphtalein có khoảng chuyển màu 8- 10.
Nhận xét. Bài này đòi hỏi học sinh phải có khả năng tư duy, phân tích và tính toán.
Đây là một dạng bài tập có vai trò quan trọng trong việc khắc sâu kiến thức cho học
sinh, ôn tập lại kiến thức phần điện ly thuộc chương trình hóa học 11. Bài này phù hợp
cho ôn thi học sinh giỏi tỉnh.
4.2.2. Điện phân dung dịch bazơ
M(OH)n

→

Mn+ + OH-

Catot(-) Mn+; H2O

Anot (+) OH-; H2O

Mn+ không bị điện phân
2H2O + 2e → H2 + 2OH–

4OH- → 2H2O + O2 + 4e

→ Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + O2
Như vậy điện phân dung dịch bazơ xem như là điện phân nước
2H2O → 2H2 + O2
Trang 20


Bài 1. Điện phân dung dịch Ba(OH)2 với cường độ dòng điện 5,79 A trong thời gian 1
giờ 20 phút. Tính thể tích khí thu được ở (đktc)?

A. 3,2256 lít

B. 4,8384 lít

C. 1, 792 lít

D. 1,8128 lít

Hướng dẫn:
Phương trình điện phân:
2H2O 2H2 + O2
Áp dụng định luật Farađay ta có:

VKhí = (0,072+0,144).22,4 = 4,8384 lít
=> Đáp án B
Bài 2: Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện là 10A trong thời gian 268
giờ. Sau khi điện phân còn lại 100 gam dung dịch NaOH có nồng độ 24%. Nồng độ %
của dung dịch NaOH trước khi điện phân là:
A. 4,2%

B. 2,4%

C. 1,4%

D. 4,8%

Hướng dẫn:
Khi điện phân, NạOH không bị điện phân mà nước bị điện phân.
2H2O 2H2 + O2
Áp dụng định luật Farađay ta có:

(mol).
2H+ + 2e
100

H2
50

= 50 mol
khối lượng nước bị điện phân = 900 g
khối lượng dung dịch ban đầu = 1000 g.
Khối lượng NaOH trong dung dịch = 100.24% = 24 (g)
C%(dung dịch ban đầu) =
→ Đáp án B
Nhận xét. Thông qua bài tập 1 và 2 này giúp học sinh củng cố kiến thức lý thuyết và
vận dụng định luật Faraday để giải. Bài này phù hợp cho ôn thi THPTQG
4.2.3. Điện phân dung dịch muối Halogenua của kim loại mạnh (Kim loại nhóm A)

Trang 21


- Tại catot cation kim loại không nhận e mà nước nhận e, còn tại anot anion X - nhường
e. Vì vậy điện phân dung dịch muối Halogenua của kim loại mạnh thu được khí H 2 ở
catot và X2 ở anot.
Phương trình điện phân: 2MXn + 2nH2O 2M(OH)n + nX2 + nH2
- Nếu không có màng ngăn thì X2 tiếp tục phản ứng với dung kiềm
X2 + 2OH- X- + XO- + H2O
Ví dụ : điện phân dung dịch NaCl
NaCl Na+ + Cl(-) H2O, Na+

(+) H2O, Cl-

Na+ không nhận e

2Cl- Cl2 + 2e

2H2O + 2e → H2 + 2OHPhương trình điện phân: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2
Bài 1. Đem điện phân 200ml dd NaCl 2M (d=1,1g/ml) với điện cực bằng than có
màng ngăn xốp và dung dịch luôn luôn được khuấy đều đến khi ở catot thoát ra 22,4 lít
khí đo ( 200C, 1atm ) thì ngừng điện phân. Cho biết nồng độ phần trăm của dung dịch
NaOH sau điện phân:
A.8%

B.54,42%

C. 16,64%

D. 8,32%

Hướng dẫn:
m dd NaCl = 1,1.200 = 200g
n NaCl = 0,4 mol
Khí thoát ra ở catot là H2 => nH2 = 0,933 mol
Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 (1)
0,4

0,2

0,2

nH2 (1) < 0,93 nên H2O điện phân ở cả 2 điện cực

2H2O 2H2 + O2
0,733 0,3665
mdd sau pư = 220- (0,933.2 + 0,3665.32 + 0,2.71) = 192,206
C%NaOH =
Đáp án D
Nhận xét. Điểm học sinh thường thường sai lầm khi giải là tính sai khối lượng dung
dịch sau điện phân. Đối với bài này chúng ta áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để
tính khối lượng dung dịch: mdd sau pư = mdd trước điện phân – mkhí. Thông qua dạng bài tập này
Trang 22


củng cố kiến thức lý thuyết về điện phân dung dịch, rèn luyện kỷ năng tính toán, phân
tích lượng hết, lượng dư. Bài này phù hợp cho ôn thi THPTQG.
Bài 2. (Trích đề thi HSG tỉnh Tây Ninh 12 năm 2014-2015) Mức tối thiểu cho phép
của H2S trong không khí là 0,01mg/l. Để đánh giá sự nhiễm bẩn trong không khí một
nhà máy người ta làm như sau: Điện phân dung dịch KI trong 2 phút bằng dòng điện
2mA. Sau đó cho 2 lít không khí đi từ từ qua dung dịch điện phân trên cho đến khi iot
mất màu hoàn toàn. Thêm hồ tinh bột bắt đầu xuất hiện màu xanh. Giải thích hiện
tượng và cho biết sự nhiễm bẩn của nhà máy đó là trên hay dưới mức cho phép?
Hướng dẫn:
Các phương trình phản ứng: 2 KI + 2H2O 2KOH + I2+ H2
H2S + I2 S + 2HI
H2S H2 + S
Khi H2S bị điện phân hết, I- bị điện phân tạo I2 làm xanh hồ tinh bột
Số mol I2 được giải phóng khi điện phân dung dịch KI (với I=0,002A, t=120s)
m = → n= 0,124.10-5 (mol)
Điện phân dung dịch H2S trong 35 giây:
Vậy trong 2 lít không khí có chứa: 0,124.10-5 + 0,36.10-6 = 1,6. 10-6 = 54,4. 10-6 gam
Hàm lượng H2S trong không khí của nhà máy: 27,2. 10-3 mg/l.
Mức độ ô nhiễm của nhà máy đã vượt mức cho phép ( �0,01 mg/l)

Vậy không khí ở nhà máy đó đã bị ô nhiễm.
Nhận xét: Đây là bài tập liên quan đến thực tiễn, ngoài cũng cố kiến thức về phần điện
phân còn giáo dục học sinh ý thức bảo vệ môi trường.
Bài 3. (Trích đề thi HSG lớp 10 Vĩnh phúc 2014): Điện phân dung dịch NaCl một
thời gian được dung dịch A và khí thoát ra chỉ có V lít H 2 (ở đktc). Cho dung dịch A
vào dung dịch H2S, lắc kỹ để dung dịch A phản ứng vừa đủ với H 2S được 0,16 gam
chất rắn màu vàng và dung dịch B (không có khí thoát ra). Cho từ từ dung dịch Br 2
0,1M vào dung dịch B đến khi thôi mất màu brom thấy hết 50 ml dung dịch và được
dung dịch C. Cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch C được 2,33 gam kết tủa.
a. Viết các phương trình phản ứng, xác định thành phần của A, B, C.
b. Tính V?
Hướng dẫn:
Trang 23


a. Các phương trình phản ứng:
dpdd
� 2 NaOH + Cl2 �+ H2 �
2NaCl + 2H2O ���

2NaOH + Cl2 � NaCl + NaClO + H2O

(1)

(2)

NaClO + H2S

NaCl + H2O + S

(3)

3NaClO + H2S

3NaCl + H2SO3

(4)

4NaClO + H2S

4NaCl + H2SO4

(5)

Br2 + H2SO3 + H2O

2HBr + H2SO4

(6)

H2SO4 + BaCl2

BaSO4 + 2HCl

(7)

Thành phần của:
A: NaCl, NaClO.
B: H2SO4, H2SO3, NaCl.
C: NaCl, HBr, H2SO4

0,16
0,005(mol)
b. Số mol của S là: nS= 32
; nBaSO4=0,01
Số mol của brom là: nbrom= 0,1.0,050,005mol


n S2

=0,015 (mol)

 Khi bị oxi hóa bởi NaClO
nS=0,005 (mol);

n SO2

=0,005 (mol);

n S6

= 0,005 (mol)

 nClO-= (mol)
Theo (1) ta có:
=> V = 0,04. 22,4 = 0,896 lít
Nhận xét. Ngoài củng cố kiến thức lý thuyết về điện phân dung dịch, bài tập này còn
ôn lại tính chất thuộc kiến thức hóa học 10, thông qua bài tập rèn luyện kỷ năng viết
phương trình hóa học, tính toán. Bài này phù hợp cho ôn thi HSG
4.2.4. Điện phân dung dịch muối gốc axit có oxi với kim loại mạnh (Kim loại nhóm A)
Ví dụ : điện phân dung dịch KNO3.

KNO3 → K+ + NO3(-) H2O, K+
K+ không nhận e
2H2O + 2e → H2 + 2OH-

(+) H2O, NO3NO3- không nhường e
2H2O → O2 + 4H+ + 4e

Phương trình điện phân là: 2H2O 2H2 + O2
Trang 24


Bài 1. Khi điện phân dung dịch Na2SO4 trong bình chữ U với điện cực trơ có pha vài
giọt Phenolphtalein thì hiện tượng quan sát được trong quá trình điện phân là
A. Có khí H2 thoát ra ở catot.

B. Có khí O2 thoát ra ở catot.

C. Dung dịch có màu hồng ở catot.

D. Dung dịch có màu xanh ở anot

Hướng dẫn:
Điện phân dung dịch Na2SO4 thực chất là điện phân nước
Khí H2 sẽ thoát ra tại Catot theo quá trình 2H2O+2e→H2+2OHKhí O2 sẽ thoát ra tại anot theo quá trình: 2H2O→O2+4H+ + 4e
Tại cực âm có môi trường bazơ do xảy ra quá trình:
2H2O + 2e → H2+2OHVì vậy làm phenolphtalein có màu hồng ở catot
Chọn C
Nhận xét: Do sau khi tan vào nước muối này phân ly hoàn toàn thành cation kim loại
và anion gốc axit. Các ion này không có khả năng nhường hay nhận e tại các điện cực
vì vậy điện phân các muối của kim loại nhóm A với gốc axit có oxi thực chất là điện

phân nước:
2H2O 2H2 + O2
Bài 2. Một dung dịch chứa 160 gam nước và 100 gam Ca(NO3)2 với điện cực than chì
được điện phân trong 10 giờ với cường độ dòng điện 5A. Kết thúc điện phân khối
lượng dung dịch giảm 40,43 gam. Tính khối lượng Ca(NO 3)2.4H2O tối đa có thể hòa
tan được trong 100 gam nước ở nhiệt độ này ?
Hướng dẫn:
Phương trình điện phân :
2H2O 2H2 + O2
Khối lượng giảm 41,9 gam do sự điện phân và do sự kết tinh của Ca(NO 3)2.4H2O quá
bão hòa.
Sau điện phân ta có dung dịch bão hòa :
Khối lượng H2 = = 1,87 gam
Khối lượng O2 = = 14,96 gam
Khối lượng nước giảm do điện phân : 1,87 + 14,96 = 16,83 gam
Khối lượng giảm do Ca(NO3)2.4H2O kết tinh : 40,43 – 16,83 = 23,6 gam
= 0,1 mol
Trang 25