SKKN phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ôn thi THPT quốc gia

Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

BT

Bài tập

Dd

Dung dịch

Đktc

Điều kiện tiêu chuẩn

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

hh

Hỗn hợp

ND

Nội dung

PTHH

Phương trình hóa học

SGK

Sách giáo khoa

SBT

Sách bài tập

STK

Sách tham khảo

THPT

Trung học phổ thông

MỤC LỤC

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

1


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

1. Lời giới thiệu.........................................................................................................4
2. Tên sáng kiến:........................................................................................................5
3. Tác giả sáng kiến:..................................................................................................5
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến:..................................................................................5
5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:.................................................................................5
6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử:.....................................5
7. Mô tả bản chất của sáng kiến:...............................................................................5
Phần 1: Hệ thống kiến thức...................................................................................6
I. Định nghĩa:.............................................................................................................6
II. Các trường hợp điện phân.....................................................................................6
1. Điện phân nóng chảy.............................................................................................6
2. Điện phân dung dịch..............................................................................................7
III - Định luật Faraday.............................................................................................11
IV. Ứng dụng của phương pháp điện phân.............................................................11
Phần 2: Hệ thống các dạng bài tập đặc trưng và phương pháp giải....................12
Dạng 1: Chỉ có một cation kim loại bị khử.............................................................12
1. Phương pháp....................................................................................................12
2. Một số bài tập minh họa..................................................................................12
3. Bài tập tự giải..................................................................................................16
Dạng 2: Bài toán điện phân có nước bị khử hoặc oxi hóa ở điện cực.....................17
1. Phương pháp....................................................................................................17
2. Một số bài tập minh họa..................................................................................18
3. Bài tập tự giải..................................................................................................22
Dạng 3: Điện phân dung dịch chứa 2 ion kim loại..................................................23
1. Phương pháp....................................................................................................23
2. Một số bài tập minh họa..................................................................................23
3. Bài tập tự giải..................................................................................................27
Dạng 4: Mắc nối tiếp nhiều bình điện phân (ít gặp trong đề thi THPTGQ)............28
1. Phương pháp....................................................................................................28
2. Một số ví dụ minh họa.....................................................................................29

3. Bài tập tự giải..................................................................................................30
Phần 3: Bài tập tổng hợp chuyên đề điện phân...................................................30
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

2


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

8. Những thơng tin cần được bảo mật (nếu có):......................................................40
9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:.....................................................40
10. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến
theo ý kiến của tác giả và theo ý kiến của tổ chức, cá nhân đã tham gia áp dụng
sáng kiến lần đầu, kể cả áp dụng thử (nếu có) theo các nội dung sau:....................40
10.1. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng
kiến theo ý kiến của tác giả:................................................................................40
10.2. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng
kiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân:.................................................................41
11. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng
kiến lần đầu (nếu có):..............................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................42

BÁO CÁO KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

3

Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

1. Lời giới thiệu
Tại hội nghị Trung ương Đảng lần thứ 8 khóa XI, Ban chấp hành Trung ương
Đảng đã ban hành Nghị quyết số 29: “Đổi mới căn bản, toàn diên Giáo dục và
Đào tạo”, trong đó có các nhiệm vụ, giải pháp là :
“a- Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục,
đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học.
b- Đổi mới căn bản hình thức và phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá kết
quả giáo dục, đào tạo bảo đảm trung thực khách quan;
c- Hoàn thiện hệ thống giáo dục quốc dân theo hướng hệ thống giáo dục mở,
học tập suốt đời và xây dựng xã hội học tập.
d- Đổi mới căn bản công tác quản lý giáo dục, đào tạo, đảm bảo dân chủ,
thống nhất; tăng quyền tự chủ và trách nhiệm xã hội cho các cơ sở giáo dục, đào
tạo; coi trọng quản lý chất lượng.
e- Phát triển đội ngũ nhà giáo và cán bộ quản lý, đáp ứng yêu cầu đổi mới
giáo dục, đào tạo.
g- Nâng cao chất lượng, hiệu quả nghiên cứu và ứng dụng khoa học công
nghệ, đặc biệt là khoa học giáo dục và khoa học quản lý”.
Trong những năm gần đây, với hình thức thi trắc nghiệm yêu cầu học sinh
trong một khoảng thời gian ngắn các em phải giải quyết một số lượng bài tập
tương đối lớn. Hầu như với khoảng thời gian đó các em chỉ đủ để phân tích đề
phân loại bài tốn. Do vậy, giáo viên phải có những hình thức phân chia các dạng
bài để các em nhạy bén hơn trong việc nhận dạng và cách xử sự đối với mỗi dạng
bài tốn đó, đặc biệt là những bài tốn hố khá phức tạp có nhiều phản ứng xảy ra,
hoặc có nhiều giai đoạn phản ứng.
Để giải quyết tốt các bài toán trắc nghiệm trong hoá học, chúng ta phải biết
vận dụng linh hoạt các định luật bảo tồn, có các mẹo thay thế chất để có thể
chuyển đổi từ hỗn hợp phức tạp thành dạng đơn giản hơn, một trong số dạng bài
toán hoá phức tạp hay gặp trong các đề thi trung học phổ thông quốc gia hay thi

học sinh giỏi là các bài tập về điện phân.
Trong chương trình phổ thơng dạng bài tốn hóa về điện phân học sinh bắt
đầu học ở lớp 12. Với lớp 12 học sinh vẫn chủ yếu giải theo phương pháp tự luận
và học sinh dần tiếp cận đến các định luật, đặc biệt áp dụng các phương pháp giải
nhanh.
Tuy nhiên đối tượng học sinh có thể vận dụng tốt phương pháp giải nhanh là
các học sinh khá, giỏi. Các em được làm quen dần với cách làm bài trắc nghiệm,
các em được trang bị rất nhiều phương pháp giải nhanh, tuy nhiên các em lại
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

4


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

khơng thành thạo trong việc phân loại phương pháp để áp dụng trong các trường
hợp cụ thể. Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài tập về điện phân một cách
nhanh chóng tơi thường phân loại với từng dạng cụ thể. Đó là nội dung mà chun
đề này tơi muốn đề cập đến: “Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân
hóa học 12 dùng trong ơn thi Trung học phổ thơng Quốc gia”
Chuyển từ hình thức thi tự luận sang trắc nghiệm, học sinh bối rối trước việc
giải các loại bài tập này vì theo phương pháp truyền thống mất rất nhiều thời gian
viết phương trình phản ứng, lập và giải hệ phương trình. Học sinh thường có thói
quen viết và tính theo phương trình phản ứng nên ít nhanh nhạy với bài tốn dạng
trắc nghiệm. Tơi hi vọng chuyên đề này là một tài liệu tham khảo bổ ích cho các
em học sinh và đồng nghiệp.
2. Tên sáng kiến:
“PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN PHÂN HĨA
HỌC 12 DÙNG TRONG ƠN THI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA”
3. Tác giả sáng kiến:

- Họ tên: Nguyễn Thị Thu Nga
- Địa chỉ tác giả: giáo viên dạy hóa Trường THPT Bình Xun, huyện Bình
Xun, tỉnh Vĩnh Phúc.
- Số điện thoại: 0987467693. Email:
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến:
Nguyễn Thị Thu Nga
5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:
Các trường trung học phổ thông
6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử:
Ngày 12/10/2019 được áp dụng lớp 12A1, 12A3,12A6.
7. Mô tả bản chất của sáng kiến:
Về nội dung của sáng kiến: “Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân
hóa học 12 dùng trong ôn thi Trung học phổ thông Quốc gia”

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

5


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Phần 1: HỆ THỐNG KIẾN THỨC
I. Định nghĩa:
“Sự điện phân là q trình oxi hóa - khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có
dịng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li”.
- Điện cực: là thanh kim loại hoặc các vật dẫn điện khác như cacbon
(graphit), nhờ nó các electron chuyển từ dung dịch trong bình điện phân vào mạch
điện hoặc ngược lại chuyển từ mạch điện vào dung dịch..
+ Điện cực nối với cực âm (-) của nguồn điện được gọi là cực catot.
+ Điện cực nối với cực dương (+) của nguồn điện được gọi là cực anot.

Như vậy: 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 hố (cho electron).
Khác với phản ứng oxi hố khử thông thường, phản ứng điện phân do tác
dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho
nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
II. Các trường hợp điện phân
1. Điện phân nóng chảy
Phương pháp điện phân nóng chảy chỉ áp dụng điều chế các kim loại hoạt
động rất mạnh như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al
a) Điện phân nóng chảy oxit: Chỉ dùng để điều chế Al
NaAlF6
2Al2O3 ���
� 4Al+3O 2

* Tác dụng của Na3AlF6 (criolit):
- Hạ nhiệt cho phản ứng
- Tăng khả năng dẫn điện cho Al
- Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi khơng khí với Al
Q trình điện phân:
3+
- Catot (-): 2Al +6e � 2Al

- Anot (+): Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot
ăn mòn.
6O -2 → 3O20 + 12e
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

6

Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Co → C +2 + 2e
Co → C +4 + 4e
Phương trình phản ứng điện phân cho cả 2 cực là:
dpnc
2Al 2O3 ���
� 4Al+3O 2 �
dpnc
Al 2O3 +3C ���
� 2Al+3CO �
dpnc
2Al 2O3 +3C ���
� 4Al+3CO 2 �

Khí ở anot sinh ra thường là hỗn hợp khí CO, CO 2 và O2. Để đơn giản người
NaAlF
ta thường chỉ xét phương trình: 2Al2 O3 ���� 4Al+3O2
6

b) Điện phân nóng chảy hiđroxit: Áp dụng để điều chế kim loại kiềm: Na, K
Catot (-): 2M+ +2e � 2M
1
O 2 �+H 2 O �
Anot (+): 2OH � 2
+ 2e
-

1

dpnc
2MOH ���
� 2M+ O 2 �+H 2 O � (M=Na, K,...)
2
Tổng quát:

c) Điện phân nóng chảy muối clorua: Áp dụng để điều chế kim loại kiềm và
kiềm thổ
dpnc
� 2M+xCl 2
Tổng quát: 2MClx ���

(x=1,2) ; (M = Na, K, Li, Ca, Ba...)

2. Điện phân dung dịch
a. Nguyên tắc
Khi điện phân dung dịch, ngoài các ion của chất điện li cịn có thể có các ion
H và ion OH- của nước và bản thân kim loại làm điện cực tham gia các q trình
oxi hóa - khử ở điện cực. Khi đó q trình oxi hóa - khử thực tế xảy ra phụ thuộc
vào tính oxi hóa - khử mạnh hay yếu của các chất trong bình điện phân.
+

- Trong điện phân dung dịch nước giữ một vai trò quan trọng.
+ Là môi trường để các cation và anion di chuyển về 2 cực.
+ Đôi khi nước tham gia vào quá trình điện phân.
+
Ở catot: 2H +2e � H 2 �hoặc có thể viết 2H2O + 2e → H2 + 2OH-

Ở anot: 2OH- → O2 ↑ + 2H+ + 4e hoặc có thể viết 2H2O → O2 ↑ + 4H+ + 4e
Về bản chất nước nguyên chất không bị điện phân. Do vậy muốn điện phân

nước cần hoà thêm các chất điện ly mạnh như muối tan, axit mạnh, bazơ mạnh...

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

7


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Để viết được các phương trình điện ly một cách đầy đủ và chính xác, chúng ta
cần lưu ý một số quy tắc kinh nghiệm sau đây:
* Quy tắc 1: Quá trình khử xảy ra ở catot
- Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ khơng bị khử (khi đó H2O bị khử)
- Các ion H+ (axit) và cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế
điện cực chuẩn (ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị khử trước): Mn+ + ne → M
- Các ion H+ (axit) dễ bị khử hơn các ion H+ (H2O)
Độ mạnh tính oxi hóa tăng dần
K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+| Mn2+ Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+| H+ (axit) Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+
H+ (H2O) nhận e
Mn+ nhận e
Mn+ nhận e
Ví dụ khi điện phân dung dịch hỗn hợp chứa FeCl 3 , CuCl 2 và HCl thì
thứ tự các ion bị khử là:
Fe3+ + 1e → Fe2+
Cu2+ + 2e → Cu
2H+ + 2e → H2
Fe2+ + 2e → Fe
* Quy tắc 2: Quá trình oxi hố ở anot
- Tại anot (cực dương) xảy ra q trình oxi hóa anion gốc axit, OH – (bazơ
kiềm), H2O theo quy tắc:

+ Các anion gốc axit có oxi như NO 3-, SO42–, PO43–, CO32–, ClO4–… không
bị oxi hóa
+ Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự: S2– > I– > Br– > Cl– >
RCOO– > OH– > H2O.
b. Điện phân dung dịch với điện cực trơ (platin...)
* Điện phân dung dịch muối của axit không có oxi (HCl, HBr...) với các kim loại
từ sau Al trong dãy điện hóa
Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl2
CuCl2 → Cu2+ + 2ClH2O  H+ + OHTại catot (-) : Cu2+ + 2e → Cu
Tại anot (+) : 2Cl- → Cl2 + 2e
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

8


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia
dpdd
� Cu↓ + Cl2 ↑
→ Phương trình ion: Cu2+ + 2Cl- ���
dpdd
� Cu↓ + Cl2 ↑
→ Phương trình phân tử: CuCl2 ���

* Điện phân dung dịch muối của axit có oxi (H 2SO4, HNO3...) với các kim loại
từ sau Al trong dãy điện hóa
Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4
CuSO4 → Cu2+ + SO42H2O  H+ + OHTại catot (-) : Cu2+ + 2e → Cu
Tại anot (+) : 2H2O → O2 ↑ + 4H+ + 4e
dpdd
� 2Cu↓ + O2 ↑ + 4H+

→ Phương trình ion: 2Cu2+ + 2H2O ���

dpdd
� 2Cu↓ + O2 ↑ + 2H2SO4
→ Phương trình phân tử: 2CuSO4+ 2H2O ���

* Điện phân dung dịch muối của axit không có oxi (HCl, HBr...) với các kim loại
đứng trước Al trong dãy điện hóa (Al3+ ; Mg2+ ; Na+ ; K+ ; Ca2+ )
Ví dụ: Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn
NaCl → Na+ + ClH2O  H+ + OHTại catot (-) : 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OHTại anot (+) : 2Cl- → Cl2 + 2e
dpdd
� H2 ↑ + 2OH- + Cl2 ↑
→ Phương trình ion: 2H2O + 2Cl- ���

→ Phương trình phân tử: 2NaCl + 2H2O

H2 ↑ + 2NaOH + Cl2 ↑

Nếu khơng có màng ngăn thì Cl 2 sinh ra sẽ tác dụng với dung dịch NaOH
tạo nước Gia-ven theo phản ứng sau:
2NaOH + Cl 2 → NaCl + NaClO + H 2O
* Điện phân nước
- Điện phân dung dịch kiềm (NaOH; KOH...)
Ví dụ: Điện phân dung dịch NaOH
NaOH → Na+ + OHH2O  H+ + OHTại catot (-) : 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OHGV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

9


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Tại anot (+) : 4OH- → O2 ↑ + 2H2O + 4e
dpdd
� 2H2 ↑ + O2 ↑
→ Phương trình điện phân: 2H2O ���

- Điện phân dung dịch các axit có oxi (H2SO4 ; HClO4 ; HNO3...)
Ví dụ: Điện phân dung dịch H2SO4 loãng
H2SO4 → 2H+ + SO42H2O  H+ + OHTại catot (-) : 2H+ + 2e → H2 ↑
Tại anot (+) : 2H2O → O2 ↑ + 4H+ + 4e
dpdd
� 2H2 ↑ + O2 ↑
→ Phương trình điện phân: 2H2O ���

- Điện phân dung dịch muối của các axit có oxi (H2SO4 ; HClO4 ; HNO3...) với
các kim loại từ Al kể về trước (K+ ; Na+ ; Ca2+...)
Ví dụ: Điện phân dung dịch Na2SO4
Na2SO4 → 2Na+ + SO42H2O  H+ + OH
Tại catot (-) : 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OHTại anot (+) : 2H2O → O2 ↑ + 4H+ + 4e
dpdd
� 2H2 ↑ + O2 ↑
→ Phương trình điện phân: 2H2O ���

* Chú ý: Mơi trường dung dịch sau điện phân
- Dung dịch sau điện phân có mơi trường axit nếu điện phân muối tạo bởi kim
loại sau Al (trong dãy điện hóa) và gốc axit có oxi như: CuSO 4, FeSO4,
Cu(NO3)2.....
- Dung dịch sau điện phân có mơi trường bazơ nếu điện phân muối tạo bởi
kim loại đứng trước Al (Al, kim loại kiềm, kiềm thổ) và gốc axit khơng có oxi như:
NaCl, AlCl3, KBr.... + Dung dịch sau điện phân có mơi trường trung tính: điện

phân các dung dịch điện li cịn lại như : KNO3, H2SO4, Na2SO4....
c. Điện phân dung dịch với anot (dương cực) tan
Nếu khi điện phân ta dùng anot bằng kim loại hoặc hợp kim thì lúc đó anot bị
tan dần do kim loại bị oxi hóa thành ion kim loại.
Ví dụ: Khi điện phân dung dịch CuSO4 nếu thay cực dương (anot) trơ (Pt hay
than chì) bằng bản đồng thì sản phẩm của sự điện phân sẽ khác.
CuSO4 → Cu2+ + SO42GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

10


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

H2O  H+ + OHTại catot (-) : Cu2+ + 2e → Cu
Tại anot (+) : Cu → Cu2+ + 2e
→ Phương trình điện phân: Cu2+ (d2) + Cu (r) → Cu2+ (d2) + Cu (r)
(anot - tan)
(catot - bám)
* Kết quả: Cu kim loại kết tủa ở cực âm (catot) khối lượng catot tăng, cực
dương (anot) tan ra khối lượng anot giảm, nồng độ ion Cu2+ và SO42- trong dung dịch
không biến đổi. Kết quả như sự vận chuyển Cu từ anot sang catot
III - Định luật Faraday
m=

A Q A It
× = .
n F n 96500

Trong đó:
+ m: Khối lượng chất thu được ở điện cực, tính bằng gam

+ A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực
+ n: số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
+ Q = I.t: điện lượng đi qua dung dịch với cường độ dòng điện là I, thời
gian t và có đơn vị là culong ; I (A); t(giây)
+ F: hằng số Faraday; 1F = 96487 C �96500C

A
+ n : gọi là đương lượng điện hoá, gọi tắt là đương lượng, kí hiệu là Đ.
IV. Ứng dụng của phương pháp điện phân
1. Điều chế một số kim loại;
2. Điều chế một số phi kim: H2; O2; F2; Cl2;
3. Điều chế một số hợp chất: KMnO4; NaOH; H2O2, nước Giaven…
4. Tinh chế một số kim loại: Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au…
5. Mạ điện.
Điện phân với anot tan được dùng trong kĩ thuật mạ điện, nhằm bảo vệ kim
loạ 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.

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

11


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Phần 2: HỆ THỐNG CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐẶC TRƯNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP GIẢI

Dạng 1: Chỉ có một cation kim loại bị khử

1. Phương pháp
- Viết các quá trình xảy ra ở các điện cực bằng cách vận dụng các quy tắc 1
(quá trình khử xảy ra ở catot) và quy tắc 2 (q trình oxi hố ở anot).
- Sau đó cộng 2 nửa phản ứng ở 2 điện cực khi đó ta được phương trình điện
phân tổng quát.
- Sử dụng phương trình điện phân tổng qt như phản ứng hóa học thơng
thường để tính số mol các chất khác từ chất đã biết.
- Từ công thức Faraday → số mol chất thu được ở điện cực được tính như
sau:
Số mol = \f(I.t,n.F
- 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 = \f(I.t,F (*)
(với F = 96.500 khi t = giây và F = 26,8 khi t = giờ).
- 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.
2. Một số bài tập minh họa
Bài tập 1: Bài tập 7: Hòa tan 13,68 gam muối MSO4 vào nước được dung
dịch X. Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dịng 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. Cịn
nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là
0,1245 mol. Xác định M và tính y là:
A. Cu, 4,480.
Hướng dẫn:
Theo đề:

B. Ca, 3,920

C. Zn, 1,680.

D.Mg, 4,788.

t(s) � n O2 = 0,035mol

2t � n � 0,1245mol

t s : 2H 2 O ��
� O 2 + 4H + + 4e � n e = 4.n O2 = 0,14 mol
2t s �n�
e = 0, 28; 2H 2 O

O 2 + 4H + + 4e

� n e = 4.n O2  0, 28 � n O2 = 0,07 mol
� n H2 = 0,1245  0,07  0,0545mol
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

12


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia
+2e
�
M 2+ ���
�M
�
bte
a � 2a
��� 2a + 0,0545.2  0, 28
�
�

+2e
2H 2 O ���
� H 2 + 2OH �

� a = 0,0855 � M = 64 � M :Cu
0,14
�y=
.64 = 4, 48g
2
Bài tập 2: Điện phân (điện cực trơ, giữa 2 điện cực có màng ngăn, hiệu suất
điện phân 100%) 500 ml dung dịch (CuCl 2 0,1M và NaCl 0,5M) với dịng điện có
I = 5A, thời gian 3860 giây. Dung dịch thu được có khả năng hịa tan tối đa số gam
Al là:
A. 2,7

B. 5,4

C. 4,05

D. 1,35

Hướng dẫn: nCuCl2 = 0,05(mol); nNaCl = 0,25(mol) → nCu2+ = 0,05(mol);
nCl- = 0,35(mol)
ne = 5.3860/96500 = 0,2(mol)
Catôt: Cu2+ + 2e → Cu (1)
0,05

Anôt: 2Cl- → Cl2 + 2e
0,1  0,2 (mol)

0,1(mol)

2H2O + 2e → 2OH- + H2 (2)

ở anơt có Cl- dư

0,1→ 0,1(mol)
ne (1) = 0,1 → ne (2) = 0,2 – 0,1 = 0,1(mol) → Dung dịch sau điện phân chứa
0,1 mol OHAl + OH- + H2O → AlO2- + 3/2 H2
0,1  0,1
→ mAl = 0,1. 27 = 2,7(gam). → Chọn A
Bài tập 3: Tiến hành điện phân (với điện cực Pt) 200 gam dung dịch NaOH
10% đến khi dung dịch NaOH trong bình có nồng độ 25% thì ngừng điện phân.
Thể tích khí (ở đktc) thốt ra ở anot và catot lần lượt là:
A. 149,3 lít và 74,7 lít

B. 156,8 lít và 78,4 lít

C. 78,4 lít và 156,8 lít

D. 74,7 lít và 149,3 lít

Hướng dẫn: mNaOH (trước điện phân) = 20 gam. Điện phân dung dịch
NaOH thực chất là điện phân nước:
dpdd
� \f(1,2 O2 ↑(anot) + H2 ↑ (catot)  NaOH không đổi
H2O ���

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

13


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

 m (dung dịch sau điện phân) = 80 gam  m (H2O bị điện phân)
= 200 – 80 = 120 gam  nH2O = \f(20,3 mol → V(O2)
= 74,7 lít và V(H2) = 149,3 lít → đáp án D
Bài tập 4: Sau một thời gian điện phân 200 ml dung dịch CuSO 4 ( d = 1,25
g/ml) với điện cực graphit (than chì) thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam. Để
làm kết tủa hết ion Cu2+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 100 ml
dung dịch H2S 0,5 M. Nồng độ phần trăm của dung dịch CuSO4 ban đầu là:
A. 12,8 %

B. 9,6 %

C. 10,6 %

D. 11,8 %

Hướng dẫn: nH2S = 0,05 mol
- Gọi x là số mol CuSO4 tham gia quá trình điện phân:
dpdd
� Cu ↓+ \f(1,2O2 ↑+ H2SO4 (1)
CuSO4 + H2O ���

→ m (dd giảm) = m Cu(catot) + m O2(anot) = 64x + 16x = 8 → x = 0,1 mol
CuSO4 + H2S → CuS ↓ + H2SO4 (2)
→ nH2S = nCuSO4 = 0,05 mol
Từ (1) và (2) → nCuSO4 (ban đầu) = 0,1 + 0,05 = 0,15 (mol)

→ C% = 9,6%. → đáp án B
Bài tập 5: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2 M với cường độ dịng điện
9,65A. Tính khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện phân t 1 = 200 s và t2 =
500 s. Biết hiệu suất điện phân là 100 %
A. 0,32 gam và 0,64 gam

B. 0,64 gam và 1,28 gam

C. 0,64 gam và 1,60 gam

D. 0,64 gam và 1,32 gam

Hướng dẫn: nCuSO4 = 0,02 = nCu2+
Thời gian cần thiết để điện phân hết Cu2+ là t = 400 (s) → t1 < t < t2
→ Tại t1 có \f(1,2 số mol Cu2+ bị điện phân → m1 = 0,01.64 = 0,64 gam
Và tại t2 Cu2+ đã bị điện phân hết → m2 = 1,28 gam → đáp án B
Bài tập 6: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ và cường độ
dòng điện 1A. Khi thấy ở catot bắt đầu có bọt khí thốt ra thì dừng điện phân. Để
trung hòa dung dịch thu được sau khi điện phân cần dùng 100 ml dung dịch NaOH
0,1M. Thời gian điện phân và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là:
A. 965 s và 0,025 M

B. 1930 s và 0,05 M

C. 965 s và 0,05 M

D. 1930 s và 0,025 M

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

14


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Hướng dẫn: nNaOH = 0,01 mol
- Khi ở catot bắt đầu có bọt khí (H2) thốt ra chứng tỏ CuSO4 đã bị điện phân
hết theo phương trình:
dpdd
� Cu ↓+ \f(1,2 O2 ↑ + H2SO4
CuSO4 + H2O ���

nNaOH = nOH– = 0,01 mol → nH2SO4 = 0,5.nH+ = 0,5.nOH– = 0,005 (mol)
→ nCu = nCuSO4 = 0,005 (mol) → \f(1.t,2.96500 = 0,005 → t = 965 (s)
và CM (CuSO4) = 0,025 (M)
(có thể dựa vào các phản ứng thu hoặc nhường electron ở điện cực để tính)
→ đáp án A
Bài tập 7: Hòa tan 40 gam Fe2(SO4)3, 9,4 gam Cu(NO3)2 vào 200 gam dung
dịch HCl 1,095% thu được dung dịch A. Đem điện phân A (điện cực trơ, hiệu suất
điện phân 100%) với dịng điện có I=1,34A trong 10 giờ thu được m gam kim loại
ở catot và V lit khí (đktc) ở anot. Giá trị của m và V là:
A. 3,2 và 1,344

B. 14,4 và 6,272

C. 7,12 và 1,344

D. 7,12và 6,272

Hướng dẫn: nFe3+ = 0,2(mol); nCu2+ = 0,05(mol);nH+ = nCl- = 0,06(mol)

ne = 1,34. 10/26,8 = 0,5(mol)
Catôt: Fe3+ +

1e

→ Fe2+(1)

Anôt: 2Cl-

0,2 → 0,2(mol)
Cu2+ +

2e

0,05 → 0,1
2H+ +

→ Cl2 + 2e

0,06

0,06 (mol)

2H2O → 4H+ + O2 + 4e

→ Cu (2)
0,05 (mol)
2e →

0,03

(1)

0,22  0,44(mol) (2)

H2 (3)

0,06 → 0,06(mol)
Fe2+ +

2e → Fe (4)
0,14 → 0,07 (mol)

mCatôt (tăng) = mCu + mFe = 0,05. 64 + 0,07. 56 = 7,12 gam
Ở Anơt có 0,03 mol Cl2 và 0,22 mol O2 thoát ra → V = (0,06 + 0,22) . 22,4 =
6,272 lít. → Chọn D

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

15


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

3. Bài tập tự giải
Bài 1: Điện phân đến hết 0,1 mol Cu(NO 3)2 trong dung dịch với điện tực trơ,
thì sau điện phân khối lượng dung dịch đã giảm bao nhiêu gam
A. 1,6 g

B. 6,4 g

C. 8,0 g

D. 18,8 g

Bài 2: Tính thể tích khí (đktc) thu được khi điện phân hết 0,1 mol NaCl trong
dung dịch với điện cực trơ, màng ngăn xốp.
A. 0,024 lit

B. 1,120 lit

C. 82,240 lit

D. 4,489 lit

Bài 3: Điện phân dung dịch CuCl 2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu
được 0,32 gam Cu ở catot và một lượng khí X ở anot. Hấp thụ hồn tồn lượng khí
X trên vào 200 ml dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường. Sau phản ứng nồng độ
NaOH cịn lại là 0,05M (giả thiết thể tích của dung dịch NaOH không thay đổi).
Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là ?
A. 0,15 M

B. 0,2M

C. 0,1 M

D. 0,05M

Bài 4: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ bằng dòng điện
một chiều I = 9,65 A. Khi thể tích khí thốt ra ở cả hai đện cực đều là 1,12 lít

(đktc) thì dừng điện phân. Khối lượng kim loại sinh ra ở katốt và thời gian điện
phân là:
A. 3,2 gam và 1000 s

B. 2,2 gam và 800 s

C. 6,4 gam và 3600 s

D. 5,4 gam và 1800 s

Bài 5: Điện phân dung dịch một muối nitrat kim loại với hiệu suất dòng điện
là 100%, cường độ dịng điện khơng đổi là 7,72A trong thời gian 9 phút 22,5 giây.
Sau khi kết thúc khối lượng catot tăng lên 4,86 gam do kim loại bám vào. Kim loại
đó là
A. Cu

B. Ag

C. Hg

D. Pb

Bài 6: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện trơ, sau một thời gian thu dược
0,32gam Cu ở catot và một lượng khí X ở anot. Hấp thụ hồn tồn lượng khí X
trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường). Sau phản ứng nồng độ
NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch khơng thay đổi). Nồng độ ban
đầu của dung dịch NaOH là?
A. 0,15M

B. 0,2M

C. 0,1M

D. 0,05M

Bài 7: Điện phân 100 ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ, có màng
ngăn, cường độ dịng điện I=1,93 A.Tính thời gian điện phân để được dung dịch
pH=12 (thể tích dung dịch được xem như không đổi,hiệu suất là 100%):
A.100s

B.50s

C.150s

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

D.200s
16


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Dạng 2: Bài tốn điện phân có nước bị khử hoặc oxi hóa ở điện cực
1. Phương pháp
- Q trình điện phân thường xảy ra gồm nhiều giai đoạn
* Giai đoạn 1:
- Mn+ (đứng sau Al3+ trong dãy điện hóa) bị khử ở catot
Mn+ + ne → M
- Xm- (S2- ; I- ; Cl- ; Br- ; RCOO- ...) bị oxi hóa ở anot
2Cl- → Cl2↑ + 2e

2RCOO- → R-R + 2CO2 ↑+ 2e
S2- → S + 2e
* Giai đoạn 2:
- Hết Mn+ thì H2O tiếp tục bị khử ở catot (bắt đầu có khí H2 thốt ra)
2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OH- Hết Xm- thì H2O bị oxi hóa ở anot (khi đó có O2 thốt ra)
2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e
* Giai đoạn 3: (có thể có)
- H2O bị điện phân cho H2 ở catot và O2 ở anot
Chú ý: Khi giải bài tập cần dựa vào số mol của M n+, Xm-... để biết sau mỗi giai
đoạn hết ion nào và còn ion nào, từ đó kết luận giai đoạn kế tiếp ion nào sẽ bị điện
phân.
2. Một số bài tập minh họa
Bài tập 1: Hòa tan 2,88 gam XSO4 vào nước 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
catốt và 0,007 mol khí ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì được kim loại
và tổng số mol khí (ở cả 2 bên điện cực) là 0,024 mol. Giá trị của m là:
A. 0,784g.

B. 0,91g.

C. 0,896g

D. 0,336g.

(Chuyên Khoa học Tự nhiên Hà Nội lần 5 - 2014)
Hướng dẫn:

t(s) � n O2 = 0,007 mol

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

17


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Theo đề: 2t � n � 0,024mol
ts : 2H 2 O ��
� O 2 + 4H + + 4e � n e = 4.n O 2 = 0,028mol
2ts ��
n e= 0,056 : 2H 2 O

O 2 + 4H + + 4e

� n e = 4.n O2 = 0,056 � n O2 = 0,014 mol
� n H 2 = 0,024  0,014  0,01mol
+2e
�
M 2+ ���
�M
�
bte
a � 2a
��� 2a + 0,01.2 = 0,056
�
�
+2e
2H 2O ���
� H 2 + 2OH �
� a = 0,018 � M = 64 � M : Cu.

0,028
m=
.64  0,896g
2

Bài tập 2: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm CuSO 4 và KCl vào H2O được dung
dịch X. Điện phân X với điện cực trơ, giữa 2 điện cực có màng ngăn, hiệu suất
điện phân 100%, cường độ dịng điện 5(A) tới khi catôt bắt đầu xuất hiện bọt khí
thì hết 32 phút 10 giây. Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 5,1 gam so
với khối lượng dung dịch trước điện phân. Giá trị của m là:
A.10,98

B. 9,49

C. 6,98

D. 5,49

Hướng dẫn: Gọi nCuSO4 = a; nKCl = b → ddX: nCu2+ = a; nCl- = b
ne = 5.(32. 60 + 10)/96500 = 0,1(mol)
Ở catơt bắt đầu có bọt khí thì ngừng điện phân → Cu2+ bị khử vừa hết
Catôt: Cu 2+ + 2e → Cu

Anôt: 2Cl - → Cl2 + 2e

(1)
a →

2a

b → ½b

b

2a = 0,1 → a = 0,05
Nếu ở anơt chỉ có Cl2 thốt ra thì b = 0,1 → nCl2 = 0,05(mol)
→ m(dd giảm) = 0,05. 64 + 0,05.71 = 6,75 gam > 5,1 → khơng t/m
Vậy: ở anơt cịn xảy ra sự oxi hóa H2O: 2H2O → 4H+ + O2 + 4e (2)
Gọi nO2 = c

c → 4c (mol)

Ta có hệ PT : b + 4c = 0,1 (I)
0,05. 64 +71. ½ b + 32c = 5,1(II) → b = 0,04 ; c = 0,015
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

18


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Vậy: m = 0,05. 160 + 0,04. 74,5 = 10,98 gam. → Chọn A
Bài tập 3: Hòa tan 50 gam tinh thể CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl
0,6 M thu được dung dịch X. Đem điện phân dung dịch X (các điện cực trơ) với
cường độ dòng điện 1,34A trong 4 giờ. Khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể
tích khí thốt ra ở anot (ở đktc) lần lượt là (Biết hiệu suất điện phân là 100 %):
A. 6,4 gam và 1,792 lít

B. 10,8 gam và 1,344 lít

C. 6,4 gam và 2,016 lít

D. 9,6 gam và 1,792 lít

Hướng dẫn: nCuSO4.5H2O = nCuSO4 = 0,2 mol ; nHCl = 0,12 mol
- Ta có ne = \f(I.t,F = 0,2 mol
- Thứ tự điện phân tại catot và anot là:
Tại catot: Cu2+ + 2e → Cu
0,1

0,2

0,1mol

→ Cu2+ chưa bị điện phân hết → m (kim loại ở catot) = 0,1.64 = 6,4 gam
Tại anot: 2Cl– → Cl2 ↑ + 2e
0,12

0,06

0,12mol

→ ne (do Cl– nhường) = 0,12 < 0,2 mol
→ tại anot Cl– đã bị điện phân hết và đến nước bị điện phân
→ ne (do H2O nhường) = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol
2H2O → O2 ↑ + 4H+ + 4e
0,02

0,08mol

V (khí thốt ra ở anot) = (0,06 + 0,02).22,4 = 1,792 lít → đáp án A
Bài tập 4: Điện phân 100ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ, có màng
ngăn, cường độ dịng điện I =1,93A. Tính thời gian điện phân để được dung dịch
pH = 12, thể tích dung dịch được xem như không thay đổi, hiệu suất điện phân là
100%.
A. 50s

B. 100s

C. 150s

D. 200s

Hướng dẫn: Vì dung dịch có pH = 12 → Mơi trường kiềm .
pH = 12 → [H+] = 10-12 → [OH-] = 0,01 → Số mol OH- = 0,001 mol
NaCl → Na+ + ClCatot (-)

Anot (+)

Na+ không bị điện phân
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

19


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

2H2O + 2e → H2 + 2OH0,001 ←

2 Cl- → Cl2 ↑ + 2e

0,001mol

→ Số mol e trao đổi là : n = 0,001 mol
Áp dụng công thức Faraday : n = \f(I.t,F → t = \f(n.F,I = 50 (s) → đáp án A
Bài tập 5: Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm
CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ
dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hồ
tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là
A. 4,05

B. 2,70

C. 1,35

D. 5,40

Hướng dẫn:
Số mol e trao đổi khi điện phân là: n= \f(I.t,F = \f(5.3860,96500 = 0,2 mol
n (CuCl2) = 0,1.0,5 = 0,05 mol ; n NaCl = 0,5.0,5 = 0,25 mol
→ n (Cu2+) = 0,05 mol , n (Cl-) = 0,25 + 0,05.2 = 0,35 mol
→ Vậy Cl- dư , Cu2+ hết , nên tại catot nước sẽ bị khử (sao cho đủ số mol e
nhận ở catot là 0,2 mol)
Tại catot:

Tại anot:

Cu2+ + 2e → Cu

2Cl- → Cl2 + 2e

0,05→ 0,1mol

0,2

←

0,2mol

2H2O + 2e → H2 + 2OH0,1 →(0,2-0,1)→

0,1mol

Dung dịch sau khi điện phân có 0,1 mol OH- có khả năng phản ứng với Al
theo phương trình: Al + OH- + H2O → AlO2- + \f(3,2 H2 ↑
0,1← 0,1mol
mAl max = 0,1.27= 2,7 (g) → Đáp án B
Bài tập 6: Hòa tan 15,5 gam NiSO4 vào H2O sau đó điện phân dung dịch với
điện cực trơ, cường độ dịng điện 9,65(A), thời gian 25 phút thấy ở anơt thốt ra
672 ml khí. Hiệu suất điện phân và hiệu suất phản ứng điện phân là:
A.40% và 60%

B. 60% và 80%

C. 80% và 60%

D. 60% và 40%

Hướng dẫn: nNiSO4 = 0,1(mol)→ nNi2+ = 0,1(mol); nO2 = 0,03(mol); ne =
9,65. 25.60/96500 = 0,15(mol)

Catôt: Ni2+ + 2e → Ni

Anôt: 2H2O → 4H+ + O2

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

+ 4e
20


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

0,03→0,12(mol)
PTĐP: 2NiSO4 + 2H2O → 2Ni + O2 + 2H2SO4
0,06  0,03 (mol)
Vậy: H%(ĐP) = 0,12.100/0,15 = 80%; H%(P/ư ĐP) = 0,06.100/0,1 = 60%.
→ Chọn C
Bài tập 7: Điện phân 100ml dung dịch CuSO4, 0,2M với cường độ I = 9,65A.
Khối lượng Cu bám trên catot và thể tích khí(đktc) thốt ra ở anôt sau khoảng thời
gian điện phân t1 =200s và t2 = 500s lần lượt là:(giả thiết hiệu suất điện phân là
100%).
A. Ở t1: 0,32g và 0,056 lít; Ở t2: 0,64g và 0,112 lít
B. Ở t1: 0,64g và 0,112 lít; Ở t2: 1,28g và 0,28 lít
C. Ở t1: 0,64g và 0,112 lít; Ở t2: 1,6g và 0,56 lít
D. Ở t1: 0,32g và 0,056 lít; Ở t2: 1,28g và 0,28 lít
Hướng dẫn: nCu2+ = 0,1. 0,2 = 0,02(mol)
ne(1) = 9,65. 200/96500 = 0,02(mol);
Cu2+ + 2e → Cu

H2O → 4H+ + O2

+ 4e

0,005  0,02

0,02 → 0,01

Ở thời điểm t1: mCu = 0,1. 64 = 0,64gam; V = 0,005. 22,4 = 0,112 lít
ne(2) = 9,65. 500/96500 = 0,05(mol);
Cu2+ + 2e → Cu

H2O → 4H+ + O2 + 4e

0,04  0,02

0,0125 0,05
H2O + 2e → 2OH- + H2
0,01

0,005

Ở thời điểm t2: mCu = 0,02. 64 = 1,28 gam;
V = 0,0125. 22,4 = 0,28 lít. → Chọn B
3. Bài tập tự giải
Bài 1: Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO4.5H2O vào nước được dung dịch X.
Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A. Nếu thời
gian điện phân là t (s) thì thu được kim loại M ở catot và 156,8 ml khí tại anot. Nếu
thời gian điện phân là 2t (s) thì thu được 537,6 ml khí. Biết thể tích các khí đo ở
đktc. Kim loại M và thời gian t lần lượt là:
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

21


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

A. Ni và 1400 s

B. Cu và 2800 s

C. Ni và 2800 s

D. Cu và 1400 s

Bài 2: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M và CuSO 4 0,5M
bằng điện cực trơ . Khi ở catot có 3,2 gam Cu thì thể tích khí thốt ra ở anot là
A. 0,56 lít

B. 0,84 lít

C. 0,672 lít

D. 0,448 lít

Bài 3: Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) 500 ml dung dịch chứa hỗn
hợp HCl 0,02M và NaCl 0,2M. Sau khi ở anot bay ra 0,448 lít khí (ở đktc) thì
ngừng điện phân. Cần bao nhiêu ml dung dịch HNO 3 0,1M để trung hoà dung dịch
thu được sau điện phân?
A. 200 ml

B. 300 ml

C. 250 ml

D. 400 ml

Bài 4: Điện phân 100ml dung dịch A chứa đồng thời HCl 0,1M và NaCl 0,2
M với điện cực trơ có màng ngăn xốp tới khi ở anot thoát ra 0,224 lít khí (đktc) thì
ngừng điện phân. Dung dịch sau khi điện phân có pH (coi thể tích dung dịch thay
đổi không đáng kể) là ?
A. 6

B. 7

C. 12

D. 13

Bài 5: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực
trơ có màng ngăn xốp). Để dung dịch sau khi địên phân làm phenolphtalein chuyển
sang màu hồng thì điều kiện của a và b là (biết ion SO 42- không bị điện phân trong
dung dịch)
A. b > 2a

B. b = 2a

C. b < 2a

D. 2b = a

Bài 6: Tiến hành điện phân 150ml dung dịch CuSO4 1M với hai điện cực trơ,
sau một thời gian, khi ngưng điện phân thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam. Số
mol CuSO4 còn dư sau phản ứng là :
A. 0,05mol

B. 0,1 mol

C. 0,09 mol

D. 0,07 mol

Bài 7: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO 4 nồng độ x mol/l,
sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn cịn màu xanh, có khối lượng giảm 8
gam so với dung dịch ban đầu. Cho 16,8 gam bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng
xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là
A. 2,25.

B 1,50.

C. 1,25.

D.

3,25.
Dạng 3: Điện phân dung dịch chứa 2 ion kim loại
1. Phương pháp
Giả sử tính oxi hóa của An+ < Bm+
* Giai đoạn 1: Bm+ bị khử trước

Bm+ + me → B

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

22


Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

* Giai đoạn 2: Hết Bm+ thì An+ bị khử An+ + ne → A
Để biết Bm+ bị điện phân hết chưa ta có thể tính thời gian (t') cần điện phân hết
Bm+ và so sánh với thời gian điện phân (t) cho trong đề bài. Khi đó
- Nếu t' > t thì Bm+ chưa bị điện phân hết và An+ chưa bị điện phân.
- Nếu t' = t thì Bm+ vừa bị điện phân hết.
- Nếu t' < t thì Bm+ đã bị điện phân hết (xong giai đoạn 1) và đã chuyển sang
giai đoạn 2.
2. Một số bài tập minh họa
Bài tập 1: Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO 4 và 0,2 mol KCl (điện
cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) trong thời gian t giây, thu
được 2,464 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích
khí thu được ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc). Biết hiệu suất điện phân 100%,
các khí sinh ra khơng tan trong dung dịch. Giá trị của a là:
A. 0,15

B 0,18

C. 0,24

D. 0,26

(Trích Đề thi đại học khối A - 2014)

Hướng dẫn
Theo đề:

:

t(s) � n � 0,11 mol

2t � n � 0, 26

�2Cl- � Cl 2 + 2e
�
0,2 � 0,1
�
t(s) �
� x  0,01 � n e = 0, 24 mol
+
2H
O
��
�
O
+
4H
+
4e
� 2
2
�2x � x
�
�

2Cl- � Cl2 + 2e
�
0, 2 � 0,1
�
2t(s) � n e = 0, 48 �
� 4y  0, 2  0, 48 � y = 0,07
+
2H 2 O ��
� O 2 + 4H + 4e
�
�
2y � y � 4y
�
� n H2  0, 26  0,17  0,09 mol
+2e
�M 2+ ���
�M
�
bte
a � 2a
���
2a + 0,09.2  0, 48 � a = 0,15
�
�
+2e
� H 2 + 2OH �2H 2 O ���

GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

23

Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Bài tập 2: Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,15 mol KCl (điện
cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) trong thời gian t giây thu
được 2,24 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích
khí thu được ở 2 điện cực là 4,76 lít (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân
đạt 100% và các khí sinh ra khơng tan trong dung dịch. Giá trị của a là:
A. 0,20.

B. 0,15.

C. 0,25.

D. 0,30.

(Sở Giáo Dục TP.HCM - 2015)
Hướng dẫn:

t(s) � n � 0,1mol

Theo đề: 2t � n � 0, 2125

�2Cl- � Cl 2 + 2e
�
0,15 � 0, 075
�
t(s) �
� x = 0, 025 � n e = 0, 25

+
2H
O
��
�
O
+
4H
+
4e
� 2
2
�2x � x
�
�
2Cl- � Cl2 + 2e
�
0,15 � 0,075
�
2t(s) � n e = 0,5 �
2H 2 O ��
� O2 + 4H + + 4e
�
�
2y
� y � 4y
�
� 4y + 0,075.2  0,5 � y = 0,0875
� n H 2 = 0, 2125  0,1625  0,05
+2e

�M 2+ ���
�M
�
bte
a � 2a
���
2a  0,05.2  0,5 � a = 0, 2
�
�
+2e
� H 2 + 2OH �2H 2 O ���

Bài tập 3: Có 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 và AgNO3, để điện phân
hết ion kim loại trong dung dịch cần dùng cường độ dòng điện 0,402A trong 4 giờ.
Sau khi điện phân xong thấy có 3,44 gam kim loại bám ở catot. Nồng độ mol của
Cu(NO3)2 và AgNO3 trong hỗn hợp đầu lần lượt là:
A. 0,2 M và 0,1 M

B. 0,1 M và 0,2 M

C. 0,2 M và 0,2 M

D. 0,1 M và 0,1 M

Hướng dẫn:
- Ta có ne = \f(I.t,F = 0,06 mol
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

24

Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân hóa học 12 dùng trong ơn thi THPT Quốc gia

Ag+ + 1e → Ag
x
x (mol)
2+
Cu + 2e → Cu

- Tại catot:

y

y (mol)

Ta có hệ phương trình:
→
→ CM Cu(NO3)2 = CM AgNO3 = 0,1 M → đáp án D
Bài tập 4: Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,1 M và Cu(NO3)2
0,2 M với điện cực trơ và cường độ dòng điện bằng 5A. Sau 19 phút 18 giây dừng
điện phân, lấy catot sấy khô thấy tăng m gam. Giá trị của m là:
A. 5,16 gam

B. 1,72 gam

C. 3,44 gam

D. 2,58 gam

Hướng dẫn: nAg+ = 0,02 mol ; nCu2+ = 0,04 mol

- Ta có ne = \f(I.t,F = 0,06 mol
- Thứ tự các ion bị khử tại catot:
Ag+ + 1e → Ag (1) → sau (1) còn 0,06 – 0,02 = 0,04 mol electron
0,02 0,02

0,02

Cu2+ + 2e → Cu (2) → sau (2) còn dư 0,02 mol Cu2+
0,02

0,04

0,02

m (catot tăng) = m (kim loại bám vào) = 0,02.(108 + 64) = 3,44 gam
→ đáp án C
Bài tập 5: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M với
cường độ dịng điện I = 3,86A.Tính thời gian điện phân để được một khối lượng
kim loại bám bên catot là 1,72 gam ?
A. 250 s

B. 1.000 s

C. 500 s

D. 750 s

Hướng dẫn:
Số gam kim loại Ag tối đa được tạo thành : 0,01.108 = 1,08 gam
Số gam Cu tối đa tạo thành : 0,02.64 = 1,28 gam

Vì 1,08 < 1,72 < 1,08 + 1,28 → Điện phân hết AgNO3 ,
Và còn dư một phần CuSO4
→ Khối lượng Cu được tạo thành : 1,72 – 1,08 = 0,64 gam → n Cu = 0,01 mol
Áp dụng công thức Faraday :
GV: Nguyễn Thị Thu Nga – Trường THPT Bình Xuyên

25