chuyen de dien phan

Trường THPT Trần Phú
Ôn tập Hóa 12 – Nâng cao
ĐIỆN PHÂN
I – ĐỊNH NGHĨA
Điện phân là dùng năng lượng điện để thực hiện phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trên catot và anot.
+ Tại Catot (cực âm): Xảy ra quá trình khử (nhận electron).
+ Tại Anot (cực dương): Xảy ra quá trình oxi hoá (cho electron).
II – CÁC TRƯỜNG HỢP ĐIỆN PHÂN
1. Điện phân nóng chảy
a) Điện phân nóng chảy oxit: M
2
O
n
Catot (-):
n+
M + ne M
→
Anot (+):
2-
2
2O - 4e O
→ ↑
Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra tại Anot ăn mòn.
2 2 2
2C + O 2CO 2CO + O 2CO
→ ↑ → ↑
Phương trình phản ứng điện phân cho cả hai điện cực là:
dpnc
2 n 2
2M O 4M + nO
→ ↑

dpnc dpnc
2 n 2 n 2
M O + nC 2M + nCO 2M O + nC 4M + nCO
→ ↑ → ↑
Khí sinh ra ở Anot thường là hỗn hợp: CO, CO
2
và O
2
. Để đơn giản ta chỉ xét phương trình sau:
dpnc
2 n 2
2M O 4M + nO
→ ↑
b) Điện phân nóng chảy Hidroxit : M(OH)
n

Catot (-): M
n+
+ ne
→
M Anot (+): 2OH
-
- 2e
2 2
1
O + H O
2
→ ↑ ↑
Tổng quát:

dpnc
n 2 2
n
2M(OH) 2M + O + nH O
2
→ ↑ ↑
c) Điện phân nóng chảy muối Halogenua (MX
n
)
Catot (-): M
n+
+ ne
→
M Anot (+):
-
2
2X - 2e X
→ ↑
Tổng quát:
dpnc
n 2
2MX 2M + nX
→
2. Điện phân dung dịch
- Trong quá trình điện phân dung dịch, dung môi nước đóng vai trò quan trọng.
+ Là môi trường để các ion (anion và cation) chuyển động về các điện cực.
+ Đôi khi nước cũng tham gia vào quá trình điện phân.
Ở Catot:
-
2 2

2H O + 2e H + 2OH
→
Ở Anot:
2 2
1
H O 2e O + 2H
2
+
− → ↑
Để viết được các phương trình điện phân một cách đầy đủ và chính xác, chúng ta cần ghi nhớ một số qui
tắc kinh nghiệm sau :
Qui tắc 1: Quá trình khử xảy ra ở Catot
+ Các ion kim loại từ Al
3+
trở về đầu dãy điện hóa không bị khử thành kim loại khi điện phân dung dịch.
+ Các ion kim loại sau Al
3+
, bị khử thành kim loại theo thứ tự từ phải sang trái.
Lưu ý : « Ion H
+
luôn bị khử cuối cùng »
Qui tắc 2: Quá trình oxihóa ở Anot
+ Thứ tự điện phân:
2- - - - -
2
S > I > Br > Cl > OH (H O)
“Các anion (gốc axít) chứa oxi:
- 2- 2- 2- 3- -
3 4 3 3 4 4
NO ; SO ; CO ; SO ; PO ; ClO

… coi như không bị điện phân”
Lưu ý: Hiện tượng dương cực tan
“Nếu Anot làm bằng kim loại, thì kim loại sẽ bị oxihóa thành ion M
n+
do đó anot sẽ bị tan dần trong quá
trình điện phân”
III – ĐỊNH LUẬT ĐIỆN PHÂN
Công thức Faraday:
A . I . t
m =
n . F
Trong đó:
+ m: khối lượng sản phẩm sinh ra tại điện cực (gam)
+ n : số electron trao đổi + I : Cường độ dòng điện (ampe)
+ t : Thời gian điện phân (giây) + F: Hằng số Faraday (F = 96500)
Giáo viên: Nguyễn Xuân Khởi Page 1
Trường THPT Trần Phú
Ôn tập Hóa 12 – Nâng cao
IV – VẬN DỤNG:
Ví dụ 1: Điện phân dung dịch CuSO
4
với điện cực trơ
Anot (+)
¬ 
dung dịch CuSO
4

→
Catot (--)
SO

4
2-
, H
2
O Cu
2+
, H
2
O
2 2
1
H O 2e O + 2H
2
+
− → ↑
Cu
2+
+ 2e
→
Cu
Phương trình điện phân:
CuSO
4

→
Cu
2+
+ SO
4
2-

+ Cu
2+
+ 2e
→
Cu
2 2
1
H O 2e O + 2H
2
+
− → ↑
dpdd
4 2 2 4 2
1
CuSO + H O Cu + H SO + O
2
→ ↑
Ví dụ 2: Điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ
Anot (+)
¬ 
dung dịch NaCl
→
Catot (--)
Cl
-
, H
2
O Na
+

, H
2
O
2Cl
-
- 2e
→
Cl
2
↑
-
2 2
2H O + 2e H + 2OH
→
Phương trình điện phân:
2(NaCl
→
Na
+
+ Cl
-
)
+ 2Cl
-
- 2e
→
Cl
2
↑
-

2 2
2H O + 2e H + 2OH
→
dpdd
2 2 2
2NaCl + 2H O 2NaOH + H + Cl
→ ↑ ↑
Ví dụ 3: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO
4
và b mol KBr .
Anot (+)
¬ 
dung dịch CuSO
4
và KBr
→
Catot (--)
SO
4
2-
, Br
--
, H
2
O Cu
2+
, K
+
, H
2

O
+ Catot (-): Cu
2+
, K
+
, H
2
O thứ tự điện phân là Cu
2+
> H
2
O, còn K
+
không bị điện phân.
Cu
2+
+ 2e
→
Cu hết Cu
2+
thì
-
2 2
2H O + 2e H + 2OH
→
+ Anot (+): SO
4
2-
, Br
--

, H
2
O thứ tự điện phân là Br
-
> H
2
O, còn SO
4
2-
không bị điện phân.
2Br
-
- 2e
→
Br
2
hết Br
-
thì
2 2
1
H O 2e O + 2H
2
+
− → ↑
Phương trình điện phân:
dpdd
4 2 2 4
CuSO + 2KBr Cu + Br + K SO
→ ↑

+ Nếu: b > 2a thì KBr dư:
dpdd
2 2 2
m.n.x
2KBr + 2H O H + Br + 2KOH→ ↑ ↑
+ Nếu: b < 2a thì CuSO
4
dư:
dpdd
4 2 2 4 2
1
CuSO + H O Cu + H SO + O
2
→ ↑
+ Nếu: b = 2a
dpdd
2 2 2
1
H O H + O
2
→ ↑ ↑
Ví dụ 4: Điện phân dung dịch CuCl
2
, điện cực trơ bằng dòng điện 5A trong 45 phút 20 giây. Tính khối lượng kim
loại sinh ra ở Catot và V lít (đktc) khí sinh ra ở Anot.
Bài giải
Phương trình điện phân:
dpdd
2 2
CuCl Cu + Cl

→ ↑
Áp dụng công thức Faraday:
Cu
64 . 5 . 2720
m = = 4,512 g
2 . 96500
2
Cl Cu
4,512
n = n = = 0,0705 mol
64
⇒
2
Cl
V = 0,0705 . 22,4 = 1,5792 lit
⇒
Giáo viên: Nguyễn Xuân Khởi Page 2
Trường THPT Trần Phú
Ôn tập Hóa 12 – Nâng cao
V – BÀI TẬP VẬN DỤNG
Giáo viên: Nguyễn Xuân Khởi Page 3