Chuong IV bai16,17,18,21

Bài 16 ( 2 tiết) Dãy điện hoá của kim loại
Sự điện phân
I. Mục tiêu bài học
1. Kiến thức
- Biết các khái niệm: Cặp oxi hoá khử, suất điện động của pin điện hoá.
- Biết sự điện phân là gì và những ứng dụng của sự điện phân.
- Hiểu đợc những phản ứng hoá học xảy ra ở các điện cực trong quá trình điện phân.
2. Kĩ năng
- Dự đoán chiều của phản ứng oxi hoá khử dựa vào dãy điện hoá.
- Xác định các điện cực âm và dơng của pin điện hoá.
- Viết các phản ứng hoá học xảy ra ở các điện cực cuả pin và ở các điện cực trong quá trình điện
phân.
- Tính suất điện động của pin điện hoá.
II. Chuẩn bị
1. Đồ dùng dạy học
GV: Chuẩn bị các phiếu học tập
Trang vẽ phóng to:
- Sơ đồ pin điện hoá Zn-Cu
- Sơ đồ chuyển dời của các phần tử mang điện trong pin điện hoá Zn-Cu.
- Mô hình của điện cực hiđro chuẩn.
- Sơ đồ pin điện hoá Zn-H
2
.
Nếu có điều kiện giáo viên có thể sử dụng phần mềm mô phỏng sơ đồ pin điện hoá Zn- Cu, điện
cựu hiđro chuẩn, pin điện hoá Zn-hiđro, dạy trên máy tính.
2. Phơng pháp dạy học
Phơng pháp đàm thoại gợi mở.
III. Kiểm tra bài cũ
IV. Tiến trình của bài giảng
Đặt vấn đề:
- GV có thể giới thiệu mục tiêu của bài học nh SGK đã nêu

- Hoặc: GV có thể dùng ăc qui nối với bóng đèn nhỏ hoặc đèn pin đã bật đèn sáng nêu vấn đề: Tại
sao đèn pin bật sáng đợc. Các phản ứng hoá học xảy ra trong các điện cực pin hoặc trong ăc qui
nh thế nào để biến đổi năng lợng hoá học thành điện năng và ngợc lại dùng dòng điện một chiều
để điện phân lại xảy ra các phản ứng hoá học trên các điện cực nghĩa là ta biến đổi điện năng
thành năng lợng hoá học? Để trả lời các câu hỏi đó chúng ta nghiên cứu bài hôm nay:
Dãy điện của của kim loại. Sự điện phân.
Bài dạy tiến hành trong 2 tiết, GV kết thúc tiết 1 ở mục III. Thế điện cực chuẩn của kim loại.
Copyright
â
by DoanhPham
Tiết 1
A. Dãy điện hoá của kim loại
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
I. Khái niệm về cặp oxi hoá
khử
Hoạt động 1
Câu hỏi 1: Hoàn thành phơng trình
hoá học và viết sơ đồ quá trình oxi
hoá- khử của phản ứng:
a) Cu + AgNO
3

b) Fe + CuSO
4

* GV nêu vấn đề. Có thể biểu diễn
các quá trình oxi hoá khử theo cách
khác đợc không
Câu hỏi 2: Xác định chất oxi hoá- khử
tử đó rút ra nhận xét.

* GV đa ra sơ đồ tổng quát và giới
thiệu cặp oxi hoá-khử.
II. Pin điện hoá
Hoạt động 2
(1) Thí nghiệm
GV tiến hành thí nghiệm nh SGK
hoặc mô tả thí nghiệm (sử dụng sơ đồ
pin điện hoá Zn-Cu) hình 4.4. Nếu có
Hoàn thành phơng trình hoá học
a) Cu + 2AgNO
3
Cu(NO
3
)
2
+ 2Ag
Cu - 2e Cu
2+
Ag
+
+ 1e Ag
b) Fe + CuSO
4
FeSO
4
+ Cu
Fe - 2e Fe
2+
Cu
2+

+ 2e Cu
Có thể biểu diễn theo cách sau:
Cu Cu
2+
+ 2e
hoặc viết gộp
Cu + 2e Cu
Tương tự như vậy với Fe và Ag
Fe + 2e Fe
Ag + 2e Ag
2+
2+
+
Chất oxh Chất khử
Nhận xét:
Cation KL nhận e KL
Nguyên tử KL ngờng e Cation KL
Chất oxi hoá + ne Chất khử
Chất oxi hoá và chất khử của cùng 1 nguyên
tố tạo nên cặp oxi hoá- khử. Cặp oxi hoá
khử của các kim loại trên đợc viết nh sau:
Fe Cu Ag
Fe Cu Ag
2+
2+
+
1. HS nhận xét hiện tợng thí nghiệm
+ Kim vôn kế lệch
+ Suất điện động của pin hóa học
U = 1,10 V

Copyright
â
by DoanhPham
điều kiện dùng phần mềm mô phỏng
pin điện hoá cho HS xem.
(2) Yêu cầu HS:
- Mô tả cấu tạo của pin, hoạt động của
pin, nhận xét và giải thích.
* GV đung sơ đồ hình 4.5 hoặc dùng
phần mềm mô phỏng cho HS xem và
yêu cầu HS nhận xét, giải thích sự
chuyển dịch e ở điện cực Zn, điện cực
Cu, cầu muối trái, cầu muối phải.
- Viết phơng trình ion rút gọn.
* GV yêu cầu HS viết các cặp oxi
hoá-khử
* GV giới thiệu quy tắc
(3) Nhận xét
- GV yêu cầu HS nhận xét nồng độ
của các ion trong dung dịch muối
CuSO
4
và ZnSO
4
sẽ tăng giảm nh thế
nào trong quá trình điện phân ? Suất
điện động (U) của pin điện hoá phụ
thuộc vào yếu tố nào?
2. Giải thích
* Điện cực Zn (cực âm) là nguồn cung cấp

e, Zn bị oxi hoá thành Zn
2+
tan vào dung
dịch:
Zn Zn
2+
+ 2e
* Điện cực Cu (cực dơng) các e đến cực Cu,
ở đây các ion Cu
2+
bị khử thành kim loại Cu
bám trên bề mặt lá đồng.
Cu
2+
+ 2e Cu
* Cầu muối trái:
Cation NH
4
+
và Zn
2+
di chuyển sang cốc
đựng dung dịch CuSO
4
* Cầu muối phải:
các cation NO
3
-
, SO
4

2+
di chuyển sang cốc
đựng dung dịch ZnSO
4
. Sự di chuyển của
các ion này làm cho các dung dịch muối
luôn trung hoà điện.
* Phơng trình ion rút gọn biểu diễn quá
trình oxi hoá-khử xảy ra trên bề mặt các
điện cực của pin điện hoá:
Cu
2+
+ Zn Cu + Zn
2+
Oxh Kh Kh. yếu Oxh yếu
Zn Cu
Zn Cu
2+
2+
Zn Cu
Zn Cu
2+2+
U = 1,10V
Chất oxi hoá yếu Chất oxi hoá mạnh



Chất khử mạnh Chất khử yếu
tạo thành
3. Nhận xét

*
C
Cu
2+
giảm
C
Zn
2+
tăng
* Suất điện động U của pin điện hoá phụ
thuộc vào:
- Bản chất cặp oxi hoá-khử của kim loại.
- Nồng độ của dd muối.
- Nhiệt độ
HS vận dụng giải thích quá trình oxi hoá-
khử giữa các cặp pin đó.
Copyright
â
by DoanhPham
- GV yêu cầu HS căn cứ vào các cặp
pin đã cho trong SGK cho biết quá
trình oxi hoá khử diễn ra trong pin
Cu-Ag; Pb-Cu; Zn-Pb nh thế nào ?
III. Thế điện cực chuẩn của
kim loại
Hoạt động 3
* GV giới thiệu: Suất điện động của
cặp pin điện hoá Zn-Cu ở thí nghiệm
trên là 1,10 V. Vậy suất điện động là
gì ?

Cần phải xác định thế điện cực cho
mỗi loại cặp oxi hoá- khử vì vậy dùng
điện cực chuẩn để so sánh đó là điện
cực hiđro chuẩn.
* GV phát phiếu học tập số 2 cho HS.
Các nhóm HS thảo luận và cử đại diện
trình bày.
Suất điện động là hiệu điện thế lớn nhất
giữa 2 cặp oxi hoá-khử .
HS thảo luận theo nhóm cử đại diện trình
bày.
1. Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn.
- Điện cực platin.
- Điện cực nhúng vào dd axit H
+
1 M.
2. Cách xác định thế điện cực chuẩn
hiđro chuẩn.
- Cho dòng khí H
2
có p =1 atm liên tục đi
qua dd axit để bột Pt hấp thụ khí H
2
.
- Qui ớc thế điện cực hiđro chuẩn cặp oxi
hoá khử H
+
/H
2
là 0,00 V ; E

0
(H
+
/H
2
)= 0,00
V
3. Cách xác định thế điện cực chuẩn của
kim loại
- Thiết lập pin điện hoá gồm: điện cực
chuẩn của kim loại ở bên phải, điện cực
chuẩn của hiđro ở bên trái vôn kế hiệu số
điện thế lớn nhất giữa hai điện cực chuẩn.
Nếu điện cực kim loại là cực âm E
0
<0,
nếu điện cực kim loại là cực dơng E
0
>0.
* HS trả lời:
- Hiđro là điện cực dơng (+).
- Kẽm là điện cực âm (-).
Zn + 2H Zn + H
2
2++
2e
* Vôn kế chỉ số -0,76 V.
Cho biết hiệu số điện thế lớn nhất giữa 2
Copyright
â

by DoanhPham
điện cực chuẩn của cặp Zn
2+
/Zn và H
+
/H
2
.
Ký hiệu: E
0
(Zn
2+
/Zn)= -0,76 V.
phiếu học tập số 1
Câu 1: Hoàn thành phơng trình hoá học và viết sơ đồ quá trình oxi hoá- khử của phản ứng:
a) Cu + AgNO
3

b) Fe + CuSO
4

Câu 2: Xác định chất oxi hoá- khử tử đó rút ra nhận xét.
phiếu học tập số 2
HS xem hình (4.6), (4.7) hoặc phần mềm mô phỏng mô hình điện cực của hiđro chuẩn và sơ
đồ pin điện hoá của kẽm- hiđro, trả lời các câu hỏi sau:
1. Cấu tạo điện cực hiđro chuẩn.
2. Cách xác định thế điện cực hiđro chuẩn.
3. Các xác định thế điện cực chuẩn của kim loại.
Tiết 2 (tiếp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS

IV. Dãy điện hoá chuẩn
của kim loại và ý nghĩa
Hoạt động 1
1. Dãy điện hoá chuẩn của kim loại
HS chữa bài tậo số 2 (SGK)
-GV thông báo: Bằng thực nghiệm
ngời ta đa ra dãy điện hoá chuẩn
của một số kim loại thông dụng nh
trong SGK.
- GV yêu cầu HS căn cứ vào thế
điện cực chuẩn đã cho trong dãy
điện hoá rút ra nhận xét giữa thế
điện cực chuẩn E
0
(M
n+
/M) với tính
oxi hoá của cation M
n+
.
Hoạt động 2
2. ý nghĩa của dãy điện hoá chuẩn
của kim loại
- GV phát phiếu học tập số 3 cho
HS
a) Thảo luận trờng hợp a.
HS chữa bài tập số 2 (SGK)
a) Zn là kim loại có tính khử mạnh.
b) Cation Pb
2+

có tính oxi hoá mạnh nhất.
c) Sắp xếp các cặp oxi hoá-khử của những kim loại
trên theo chiều tính oxi hoá của cation tăng dần.
Zn Co Pb
Zn Co Pb
2+
2+ 2+
d) Viết phơng trình phản ứng hoá học xảy ra giữa
các cặp oxi hoá-khử
Co
2+
+ Zn Co + Zn
2+
Pb
2+
+ Co Pb + Co
2+
Pb
2+
+ Zn Pb + Zn
2+
Dãy điện hoá chuẩn (nh SGK)
HS nhận xét:
* Thế điện cực chuẩn E
0
(M
n+
/ M) càng lớn thì tính
oxi hoá của cation M
n+

càng mạnh và tính khử của
kim loại M càng yếu và ngợc lại.
* HS thảo luận trờng hợp a:
Copyright
â
by DoanhPham
GV bổ sung đa ra ý nghĩa thứ nhất
của dãy điện hoá chuẩn của kim loại
: dự đoán chiều của phản ứng giữa
hai cặp oxi hoá-khử (nh SGK)
b) Thảo luận trờng hợp b trong
phiếu học tập số 3
Các thông tin:
Hoạt động của bình điện phân: Khi
có dòng điện một chiều chạy qua
anot (điện cực dơng) xảy ra phản
ứng oxi hoá, catot (điện cực âm)
xảy ra sự khử.
GV bổ sung đa ra ý nghĩa thứ 2 của
dãy điện hoá chuẩn của kim loại
(nh SGK)
c) Xác định suất điện động chuẩn
của pin điện hoá.
ở thí nghiệm 1 (tiết 1) trong pin điện
hoá Zn-Cu là U = 1,10 V. Cách xác
định U nh thế nào?
- Phản ứng hoá học xảy ra:
Cu + 2AgNO
3
Cu(NO

3
)
2
+ 2Ag
Sơ đồ phản ứng giữa các cặp oxi hoá-khử:
Cu Ag
Cu Ag
+
2+
E
0
=+0,34 V E
0
= +0,80 V
- Giải thích: Cation Ag
+
oxi hoá Cu thành cation
Cu
2+
và cation Ag
+
bị khử thành Ag.
Phơng trình ion rút gọn:
Cu + 2Ag
+
Cu
2+
+ 2Ag
- Nhận xét 1: kim loại cặp oxi hoá-khử
Cu

Cu
2+
có thế điện cực nhỏ hơn khử được cation kim loại
của cặp oxi hoá-khử
Ag
Ag
+
có thế điện cực chuẩn lớn hơn ra khỏi dd muối.
HS thảo luận trờng hợp b:
- Phản ứng hoá học xảy ra:
Mg + 2HCl MgCl
2
+ H
2

- Sơ đồ phản ứng giữa các cặp oxi hoá-khử:
Mg H
Mg H
+
2+
2
E
0
= -2,37 V E
0
= 0,00 V
- Giải thích: Cation H
+
trong dd axit oxi hoá Mg
thành cation Mg

2+
và cation H
+
bị khử thành H
2
.
- Phơng trình ion rút gọn:
Mg + 2H
+
Mg
2+
+ H
2
- Nhận xét 2:
Mg
Mg
2+
có thế điện cực nhỏ hơn 0,00 V đẩy được
hiđro ra khỏi dd axit.
Kim loại trong cặp oxi hoá-khử
Copyright
â
by DoanhPham
GV hớng dẫn cách tính
E = E - E
0
0 0
Cu
Cu
2+

Zn
Zn
2+
pin
= 0,34 V - (-0,76 V) = 1,10 V
Biết điện cực Cu là cực dơng
điện cực Zn là cực âm.
Yêu cầu HS rút ra nhận xét cách
tính suất điện động chuẩn:
GV bổ sung: Suất điện động của pin
điện hoá luôn là số dơng.
GV yêu cầu HS vận dụng tính chất
điện động của pin điện hoá Zn- Pb;
Cu-Ag; Pb-Cu.
- Nhận xét 3:
Suất điện động chuẩn của pin điện hoá bằng thế điện
cực chuẩn của cực dơng trừ đi thế điện cực chuẩn
của cực âm.
+ Pin Zn-Pb
E
0
pin
=-0,13 V - (-0,76 V) = 0,63 V.
+ Pin Cu-Ag
E
0
pin
= 0,80V - (-0,13 V) = 0,46 V.
+ Pin Pb-Cu
E

0
pin
= 0,34V - (-0,13 V) = 0,47 V.
B. Sự điện phân
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
I. Một số khái niệm về sự
điện phân
Hoạt động 3
Cho HS xem sơ đồ hình 4.9 yêu cầu HS
mô tả bình điện phân, hoạt động của
bình điện phân.
Chú ý phân biệt cực của pin điện hoá
và cực của bình điện phân.
GV bổ sung các thông tin.
Từ đó yêu cầu HS rút ra kết luận về sự
điện phân.
* Thiết bị điện phân gồm có:
- Bình điện phân
- 2 điện cực.
Cực âm và cực dơng; anôt đợc nối với cực (+) của
nguồn điện một chiều; catot đợc nối với cực (-)
của nguồn điện một chiều.
* Hoạt động của bình điện phân:
Khi có dòng điện một chiều chạy qua trên điện
cực dơng (anot) xảy ra sự oxi hoá, trên điện cực
âm (catot) xảy ra sự khử.
Sự điện phân là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên
bề mặt các điện cực khi cho dòng điện một chiều
đi qua chất điện phân (hợp chất nóng chảy, dd
điện li)

II. Sự điện phân các chất
điện ly
Hoạt động 4
1. Sự điện phân NaCl nóng chảy
Sử dụng phơng pháp đàm thoại:
Copyright
â
by DoanhPham