Dien phan

CHUYEN DE DIEN PHAN

Dién phan

I— KHAI NIEM
Sự điện phân là quá trình oxi héa — khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dịng điện một

chiêu đi qua chât điện l¡ nóng chảy hoặc dung dịch chât điện li

Trong quá trình điện phân, dưới tác dụng của điện trường các cation chạy về cực âm

(catot) con các amion chạy vê điện cực dương (anot), tại đó xảy ra phản ứng trên các điện cực (sự
phóng điện)
Tại catot xảy ra quá trình khử cation (M”” + ne —› MỊ) cịn tại anot xảy ra q trình oxi hóa

anion (X" — X + ne)

II— SỰ ĐIỆN PHAN CAC CHAT DIEN LI
1. Dién phan chat dién li nong chảy

Chi ding diéu ché cac kim loai nhém IA, IIA va Al.
Nguyên liệu:

+ Đối với nhôm là Al;Oa
+ Kim loai IA, IIA ding mudi clorua

+ Kim loại IA có thê dùng hidroxxit của nó
Ví dụ : Điện phân NaOH nóng chảy có thể biêu diễn bằng sơ đồ:

NaOH->

Na”

+OH

'

Tại Catot (— ): Na”

Tại Anot (+ ) OH

4 Na” + le > Na

40H

—>› O; + 2H;O + 4e

Phương trình dién phan la: 4NaOH —“““-> 4Na + O; + 2H;O
2. Điện phân dung dich chat dién li trong nước
a) Khả năng phóng điện của các cation ở cafot: Ở catot có thê xảy ra các quá trình khử sau đây:
- Mn” + ne—> M

- 2H (axit) + 2e — H;

- Hoặc 1on hiđro của nước bị khử: 2H;O + 2e — H, + 20H

Dạng oxi hóa của những cặp có thế càng lớn cảng dễ bị khử. Theo dãy thế oxi hóa — khử thì khả năng bị khử của các
1on kim loại như sau:
- Các cation từ Zn”” đến cuối dãy Hg””, Cu”, FeÌ", Ag”... đễ bị khử nhất và thứ tự tăng dần
- Từ AI” đến các ion đầu dãy Na”, Ca””, K”... không bị khử trong dung dịch
- Các ion H của axit dễ bị khử hơn các ion H, của nước

b) Khả năng phóng điện của các anion ở anor: Ở anot xảy ra q trình oxi hóa các anion gốc axit như Cl', S”... hoặc
ion OH- của bazơ kiềm hoặc nước

- 2Cl — Cl, + 2e
- 40H —> O; + 2H;O + 4e

- Hoặc Ion OH' của nước bị oxi hóa: 2H;O — Os + 4H” + 4e

Dạng khử của những cặp có thế oxi hóa — khử càng nhỏ càng dễ bị oxi hóa. Theo dãy thế oxi hóa — khử thì khả năng
bi oxi hoa cua cac anion nhu sau:
- Cac anion gốc axit không chứa oxi dễ bị oxi hóa nhất theo thứ tự: RCOO'

< CT < Br < F < §”...

- Các anion gốc axit như NO:-, SO¿”, PO¿7, CO;”, CIO¿-... khơng bị oxi hóa


CHUYEN DE DIEN PHAN
- Nếu khi điện phân không dùng các anot trơ như graphit, platin (Pt) ma dung cac kim loại như Ni, Cụ, Ag... thì các
kim loại này dé bị oxi hóa hon cac anion vì thê oxi hóa — khử của chúng thâp hơn, và do đó chúng tan vào dung dịch
(anot tan)
Ví dụ : Điện phân dung dịch NaCl bão hịa với điện cực trơ có màng ngăn có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
NaCl

NaCl—

Na’

+

Cr

Tai Catot (— )
HO,

Tai Anot (+)

Na"

lôi

2H,O + 2e H, + 20H

HO

2Cl

Cl + 2e

Phương trình : 2NaCl + 2HạO —“““—> 2NaOH + H; + Cl;
Chú ý: khơng có màng ngăn thi:

Cl, + 2NaOH — NaCl + NaCIO + H;O nên phương trình điện phân là: NaCl + HạO NaCIO + H;
Ví dụ:

Điện phân dung dich NiSO, véi anot bang Cu có thể biểu diễn bằng sơ đồ:

NiSO¿ —> NỈ” + T

Tại Catot

(— ) (HạO)
Ni”, HO
N'+2e Ni

Phương trình điện phan la: NiSO, + Cu —““-»

Tại Anot(+ ) Cu (+)
HO, SO,”
Cu Cu + 2e

CuSO, + Ni

Chú ý : điện phân với cac binh thong nhau thay sé giang truc tiép trên lớp

II — DINH LUAT FARADAY : Khdi lượng chất giải phóng ở mỗi điện cực tỉ lệ với điện lượng đi qua dung
dịch và đương lượng của chât
m-

A

It

1

F

Trong do:

- m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (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

- l: cường độ dòng điện (A)
- t: thoi gian dién phân (s)

-F: hang số Faraday là điện tích của I mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển

dời trong mạch ở catot hoặc ở anot (F = 1,602.10””.6,022.10”)
A

96500 C.mo[)

- H1 : đương lượng gam hóa học
Biểu thức liên hệ: Q = Lt = 96500.n, TỲ n„ =

F

(n, là số mol electron trao đôi ở điện cực)


CHUYEN DE DIEN PHAN

MOT SO LUUY:

Cach tu duy:

Catot (-)

Anot (+)

Ag* > Fe* > Cu** > H` > Fe”"...> H,O

NO;;SƠ?—

không bị điện phân

M"™: M là kiềm; kiểm thổ; nhôm không bị | Nếu anot bằng Cu thì đầu tiên:
điện phân trong dung dịch:

Cu — 2e = Cụ?"

H,O+2e—>2OH" +H, ?

Sau đó thứ tự là:
l >Br >CÏ >H,O

2H,O-4e->4H" +O, ?
- Chú ý áp dụng bảo toan electron
- Khối lượng dung dịch điện phân giảm bao gồm kết tủa (Kim loại) và khí bay lên thường là O;
:C]; ;H;...

- Chú ý trong nhiều TH cần áp dụng BT khối lượng.

Một số chú ý khi giải bài tập
- Chú ý về khối lượng kết tủa và bay hơi
- Chú ý về thứ tự điện phân
- Chú ý về điện cực (trơ hay không trơ)
- Chú ý bảo toàn mol electron

It
- Cho I va t thi tinh ngay s6 mol e trao déi 2, = F
Chú ý 1: Trả lời câu hỏi sản phẩm là gì?
Chú ý 2:

Đặt an va áp dụng các định luật báo tồn(BTE — BTNT

có thê dùng tới BTKL)

BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1: Điện phân (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,15 mol Cu(NO›); và
0,12 mol HCI trong thời gian † giờ với cường độ dịng điện khơng đơi 2,68A thì ở anot thốt ra 0,672 lít khí
(đktc) và thu được dung dịch X. Dung dịch X hòa tan tối đa m gam bột sắt (sản phẩm khử của NO,

là khí

NO duy nhất). Giá trị của t và m lần lượt là
A. 0,6 va 10,08.

B. 0,6 va 8,96.

C. 0,6 va 9,24.

D. 0,5 va 8,96.

Dayo = 9,03 mol ng, = 0,03mol > n, = = = 0,06 mol > t = 0,6 s (gi)
Chú ý: 4H" +NO: + 3e—>NO+2H,O

do đó dung dịch cuối cùng sẽ có

Nee

1,

= 0,12 —0,06 = 0,06 mol

—~+>n._.,

= 0,165 mol > m = 9, 24g

— Chon C

Dio. = 0,3 —0,03 mol

Câu 2: Điện phân có màng ngan voi dién cuc tro 250 ml dung dich h6én hop CuSO, aM va NaCl 1,5M, voi

cường độ dòng điện 5A trong 96,5 phút. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu là 17,15 gam. Giả sử
nước bay hơi không đáng kể. Giá trị của a là:
D. 0,4M.
A. 0,5M.
B, 0,3M.
Œ. 0,6M.


CHUYEN DE DIEN PHAN
Ta co:

{re = 0,25a mol
n_ =0,375mol

It
n, =F = 0,3mol

t

> Dano =Nq, = 9,15 mol

cl

¬
Bên phía catot:

No, = Xmol

ny, =ymol

x=0,Imol=0,25a

—>

—”““ >64x+2y =17,15—0,15.71

y =0,05 mol

|_—## ›2x+2y=0,3

—>a=0,4mol

—> Chọn D

Câu 3: Điện phân có màng ngăn với điện cực trơ 400ml dung dịch hén hop CuSO, aM va NaCl 1M voi
cường độ dòng điện 5A trong 3860s. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu 10,4g. Giá trị của a là :
A.0,125M

B. 0,2M

„

It
F

C. 0,129M

5.3860
= (),2 mol
96500

Ta có: n=—=

n=

D. 0,1M

0,4 mol

Gia su bén catot H2O da bị điện phân :
BIE
———>

Ir

=0, 4a mol

Ny, = 0,1—0,4a

BIKL
————>l0,4=61.0,4a
+ 2(0,1—0,4a)+0,2.35,5

->a=0,125mol

—>

Chọn A

Câu 4: Điện phân dung dịch chứa x mol NaCl va y mol CuSO;¿ với điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi
nước bị điện phân ở 2 điện cực thì ngừng. Thể tích khí ở anot sinh ra gap 1,5 lần thể tích khí ở catot ở cùng

điều kiện nhiệt độ và áp suất. Quan hệ giữa x và y là:
A. x = 3y

B. x = 1,5y

C. y = 1,5x

D.
x = 6y

Vi ti lé sé mol khi co 6 2 cuc nén Cu” hét truéc Cr
Bén catot :

Cu** +2e>Cu
bo

+2e->2OH

Bên anot: 2CI -2e->CL,
1
> Dy, =3%

Fg

1

Rat

+H,

->n =x
— Chon D

2y =x —>x=6y

Câu 5: Điện phân có màng ngan voi dién cuc tro 400 ml dung dich h6én hop CuSO, aM va NaCl 1M, voi
cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch tạo thành bị giảm so với ban đầu là 10,4 gam. Giá trị
của a là:
A. 0,129 M.
B. 0,2M.
C. 0,125 M.
D. 0,25 M.

Ta có ngay :
It

n, =—=0.2mol

F
n.„ =0,4mol

_>

( = 0,125mol
b =0,05 mol

BTEBTKL

————————l0,4‡$n..„

Ng, =0,1 mol
=0, 4a mol —>
ny, =bmol

0.4a.2+2b=0,2

0.4a.64+2b=3.3

,4a.64+ 2b =3,

— Chon C

Câu 6: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO¿ với điện cực trơ băng dịng điện một chiều I = 9,65 A. Khi thé

tích khí thốt ra ở cả hai điện cực đêu là 1,12 lít (đktc) thì dừng điện phân. Khối lượng kim loại sinh ra ở
catot và thời g1an điện phân là:
A. 3,2 gam và 2000 giây.
C. 6,4 gam và 3600 giây.

B. 2,2 gam và 800 giây.
D. 5,4 gam va 800 giây.


CHUYEN DE DIEN PHAN
Ne, =amol

Taco:

\n,, =0,05mol

No, = 0,05mol—=
> n, = = = 4.0,05 = 0,2mol > t = 2000s
a +2a+0,1=0,2 >a=0,05 > m, = mg, =0,05.64 =3,2(g) > Chon A
Câu 7: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO¿ nông độ x mol/I, sau một thời g1an thu được

dung dịch Y vẫn cịn màu xanh, có khối lượng giảm 8 gam so voi dung dich ban dau. Cho 16,8 gam bot Fe
vào Y, sau khi các phán ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại. Giá trỊ của x là:

A. 2,25.

-

Ta co : 8g

B. 1,5.

nạ=amol
No, = bmol

C. 1,25.

Íó4a+32b=8

—>

2a = 4b

D. 3,25.

—>a=0,Imol

STE’ x0,2x.64+16,8=12,4+0,1.64+0,2x.56 —>x=1,25

—> Chọn C

Câu 8: Điện phân hỗn hợp 0,2 mol NaCl và a mol Cu(NO:); sau một thời gian thu được dung dịch X va

khối lượng dung dịch giảm 21,5.Cho thanh sắt vào dung dịch X đến phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng
thanh sắt giảm 2,6 gam và thốt ra khí NO duy nhât. Tính a?
A.0,2
B.0,4
Œ.0,6
D.O,5

Cl -le >Cl
2H,O- 4e -> 4H” +O,(xmol) †

0/235.5+32x+ 2+4
Nye

= 4x =0,2
> nyg

Cụ”" + 2e —> Cụ

64 = 21,5 > x=0,05
> ng, =0,2
BTNT.nio

= 0,05 ———

2,6= 56, AOS

Nano, = 9,2 mol
Nre(NO;), *

2a —0,05—0,2

2

64a 0,2) > a =0,4mol

— Chọn B

Câu 9: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 moi FeCl;, 0,2 mol CuSO, va 0,1 mol HCI (điện cực trơ).
Khi ở catot bắt đầu thốt khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là
100%. Giá trị của V là:

A. 4,48.

SCT :0,4;

B. 11,20.

C. 5,60.

Fe*+le=Fe";

2Cl -2e=Cl,

Cu”' +2e=Cu

3”n, nhận= 0,5 —›

D. 5,04.

2H,O4e =4H" +O,

nạ, =0,2 mol
—> Vị =4,48
n=

O;

0,5—0,4

=0,025

mol

V, = 0,56lit

>V,+V, =V =4,48 +0,56=5,04 lit > ChonD
Câu 10 : Điện phân 200 ml dung dịch X chứa Cu(NO;); và AgNO; với cường độ dịng điện 0,804A đến
khi bọt khí bắt đầu thốt ra ở catot thì mất 2 giờ, khi đó khối lượng catot tăng thêm 4,2 gam. Nông độ mol
của Cu(NQO2); trong dung dịch X là:
A.0,IM.
B.0,075M.
C. 0,05M.
D.0,15M


CHUYEN DE DIEN PHAN 5.4
Dee

.

T

aco:

=

n, . =bmol
š

64a

RTE

amol

———>

+

108b

=

a=

4, 2

2a +b = 2:804-2.60.60 _
96500

06

_>

0,

015 mol

b = 0,03 mol

—> ChọnB

Cau 11 : Dign phan 100 ml dung dich NaCl voi dign cyc trơ có màng ngăn với cường độ dịng điện I =
1,93A. Dung dich thu duoc sau khi điện phân có pH = 12. Biết thê tích dung dịch khơng đơi, clo khơng
hịa tan trong nước và hiệu st điện phân 100%. Thời g1an tiên hành điện phân là:
A. 50s

B. 60s

pH

=

12

C. 100s

— [OH]

=

Giải:

D. 200 s

10°

~ nOH

Tai catot (-) xay ra phản ứng: 2H;O + 2e TỲ Hạ + 20H FỲ n.=102mol
=

=

10°

n,.F
1096500
t= I =
19

M

50

mnF
hoặc

—* mH) = 10° gam

t=

Al

S

107%.2.96500
2.1,93

= 50s —

Chon A

BAI TAP REN LUYEN
Câu 1: Sau một thời gian điện phân 100 mÏ dung dịch CuSÖ¿ với điện cực tro, khối lượng dung dịch giảm

4 gam. Để làm kết tủa hết ion Cu” còn lại trong dung dịch sau khi điện phân cần dùng 50 ml dung dich
HS 0,5M. Nông độ mol/1 của dung dịch CuSO¿ trước lúc điện phân là:
A. 0,375M.

B. 0,420M.

C. 0,735M

D. 0,750M.

Cau 2: Dién phan 200 ml dung dich Fe(NO3)2. Với dòng điện một chiéu cuong d6 dong dién 1A trong 32

phút 10 giây thì vừa điện phân hết Fe””, ngừng điện phân và để yên dung dịch một thời gian thi thu được

0,28 gam kim loại. Khối lượng dung địch giảm là:
A. 0,16 gam.
Câu 3: Dién phan 2

khi HO

B.0,72 gam.
C. 0,59 gam.
D. 1,44 gam.
lit dung dich chia hén hop gém NaCl va CuSO, voi dién cuc tro,cé mang ngăn đến

bắt đầu điện phân ở cả hai cực thì dừng lại. Tại catot thu 1,28 gam kim loại đồng thời tại anot thu

0,336 lít khí(đktc). Coi thể tích dung dịch khơng đổi thì pH của dung dịch sau điện phân là:
A.12

B.2

C.13

D.3

Câu 4: Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa 0,3 mol AgNO; bằng cường độ dòng điện 2,68 ampe,
trong thời gian t (giờ) thu được dung dịch X. Cho 22,4 gam bột Fe vào dung dịch X thấy thốt ra khí NO
(sản phẩm khử duy nhất) thu được 34,28 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của t là:
A. 1,25.
B. 1,40.
C. 1,00.
D. 1,20.
Câu 5: Điện phân 400ml dung dich hén hop CuSO, 1M va NaCl 1M một thời gian đến khi ở catôt thu
được 4,48 lít khí thì dừng điện phân. Thể tích khí thu được ở anơt là (các khí cùng đo ở đktc):
A. 11,2 lit.

B. 8,96 lit.

C. 6,72 lit.

D. 5,6 lit.

Cau 6: Dién phan dung dich hén hop chtra a mol CuSO, va b mol NaCl (voi điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến
khi khí thốt ra 6 catot là 2,24 lit 6 (dktc) thì ngừng điện phân. Dung dịch tạo thành hoà tan t6i da 4 gam MgO.

Mối liên hệ giữa a và b là:
A. 2a - 0,2 =b

B. 2a =b.

Œ. 2a
D. 2a =b - 0,2.

Câu 7. Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol NaCÏ và x mol Cu(NQO); với điện cực trơ, sau một thời gian thu
được dung dịch X và khối lượng dung dịch giảm 21,5 gam. Cho thanh sắt vào dung dịch X đến khi các
phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng thanh sắt giảm 1,8 gam và thấy thốt ra khí NO duy nhất. Giá
trị của x là:
A. 0,4.

B. 0,5.

C. 0,6.

D. 0,3.


CHUYEN DE DIEN PHAN
Câu 8. Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm a mol KCI va b mol CuSO, voi điện cực trơ, màng ngăn xốp,

cho đến khi dung dịch vừa hết màu xanh thì thu được 1,12 lít khí (đktc) và 500 ml dung dịch có pH bằng l.
Giá trị của a và b lần lượt là:

A. 0,0475 va 0,054

B. 0,0725 va 0,085

€.0,075 và 0,0625

D. 0,0525 va 0,065

Câu 9. Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất là 100%) dung dịch X chứa 0,02 mol CuC];; 0,02

mol CuSO¿ và 0,005 mol H;ạSO¿ trong thời gian 32 phút 10 giây với cường độ dịng điện khơng đổi là 2,5
ampe thi thu duoc 200 ml dung dich Y. Gia tri pH cua dung dich Y là:

A. 1,78.
B. 1,00.
C. 0,70.
D. 1,08.
Câu 10. Hịa tan 0,89 gam hỗn hợp X gơm hai kim loại A và B trong dung dịch HCT dư, thu được dung
dịch Y. Điện phân hoàn toàn dung dịch Y thì chỉ có 0,65 gam kim loại thốt ra ở catot. Tổng số mol cla A
và B trong hỗn hợp X là 0,02 mol. Hai kim loại A và B là:
A. Cu va Mg
B. Cu va Ca
C. Zn va Mg
D. Zn va Ca.
Câu 11: Dé bao vé vat bang st, ngudi ta ma Ni 6 bé ngoai vat bang cach dién phan dung dịch muối Ni”
với điện cực catot là vật cần ma, anot la một điện cực làm bằng NI. Điện phân với cường độ dòng điện

1,93 ampe trong thời gian 20.000s. Tính bê dày lớp mạ nếu diện tích ngồi của vật là 2 dm”: tỉ trọng của Ni
là 8,9 g/cm3.
A. 0,066cm.

B. 0,033cm.

C. 0,066mm.

D. 0,033mm.

Cau 12: Hén hop X gém Fe(NO;)2 va KCI . Cho 80,7 gam X tan hét vao HO thu duoc dd Y. Điện phân
dung dịch Y (có màng ng&n,dién cuc tro) dén khi HO bat dau dién phan 6 hai cuc thi dirng dién phan.
Thay số mol khí thốt ra ở anot bằng 3 lần số mol khí thốt ra tir catot. Lay % dung dich Y cho tac dung
với dung dịch AgNOs dư thu được y gam kết tủa. Các phản ứng hoàn toàn. Giá trị của y là:
A. 86,1
B.53,85
C.43,05
D.29,55
Câu 13: Điện phân 200 ml dung dịch X chứa Cu(NO:); và AgNO; với cường độ dịng điện 0,804A đến khi bọt
khí bắt đầu thốt ra ở catot thì mất 2 giờ, khi đó khối lượng catot tăng thêm 4,2 gam. Nơng độ mol của Cu(NO2);
trong dung dịch X là:
A.0,IM.
B.0,075M.
C. 0,05M.
D.0,15M
Câu 14. Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,3 mol
CuSO, va 0,1 mol NaCl , kim loại thoát ra khi điện phân hoàn toàn bám vào catot.. Khi ở catot khối lượng
tăng lên 12,8g thì ở anot có V lít khí thốt ra. Giá trị của V là:
A. 2,24 lít
B. 2,8 lit

C. 4,48 lit
D. 5,6 lit
Cau 15: Dién phan dung dich g6m 18,8g Cu(NO3)> va 29,8 gam KCl(dién cuc trơ,màng ngăn).Sau một
thời gian khối lượng dung dịch giảm 17,15 gam so với ban dau,thé tich dung dichla 400ml. Néng d6
mol/lit các chất trong dung dịch sau điện phân là:
A.Cxe =0,5M;

Cyno, = 9,25M3Cxoy = 0,25M

B.Cxc) = 0,25M; Cxno, = 0,25M:Cxoy = 0,25M
C.Cxey = 0,375Mi xno, = 0,25M: Coy = 0,25M
D. Cxeị =0,25M; Co, =0,5M3 Cxoy =0,25M


CHUYÊN ĐÈ ĐIỆN PHẦN 3.4

ĐÁP ÁN CHI TIẾT
Câu 1: Chọn đáp án D
Câu 2: Chọn đáp án C
Câu 3: Chọn đáp án B
Câu 4: Chọn đáp án D
Câu 5: Chọn đáp án B
Câu 6: Chọn đáp án B
Câu 7. Chọn đáp án B
Câu 8. Chọn đáp an C
Câu 9. Chọn đáp án B
Câu 10. Chọn đáp án C
Câu 11:

Chọn đáp án A

Câu 12: Chọn đáp án B
Câu 13: Chọn đáp án B
Câu 14. Chọn đáp án B
Câu 15: Chọn đáp án D