SKKN Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải bài tập điện phân dung dịch muối với điện cực trơ

I. PHẦN MỞ ĐẦU
1.1.Lý do chọn đề tài:
Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường trung học phổ thông, đặc biệt là quá trình ôn luyện cho học sinh thi trung học phổ thông Quốc gia, chuyên đề điện phân dung dịch muối là một chuyên đề khá hay và quan trọng. Tuy nhiên, quá trình giảng dạy, học tập của cả giáo viên và học sinh với nội dung này thường gặp không ít khó khăn. Một nguyên nhân quan trọng là do kiến thức về điện phân trong sách giáo khoa, kể cả cơ bản và nâng cao chưa nhiều, chưa chi tiết.
Qua quá trình giảng dạy và việc tham khảo nhiều tài liệu, tôi đã hệ thống hóa bài tập điện phân dung dịch muối thành các dạng khác nhau, tìm ra phương pháp giải phù hợp cho từng dạng, giúp học sinh dễ hiểu, dễ vận dụng. Nên tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu qua thực nghiệm năm học 2016- 2017: “Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải bài tập điện phân dung dịch muối với điện cực trơ ”.
1.2. Mục đích nghiên cứu:
Trên cơ sở tìm hiểu lý luận và thực tiễn, đề tài xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập điện phân dung dịch muối với điện cực trơ, giúp học sinh định hướng, nắm vững cách giải các bài tập liên quan.
Chọn đề tài này sẽ phục vụ tốt hơn cho công tác giảng dạy phần điện phân dung dịch muối.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu bản chất các quá trình khử và quá trình oxi hoá xảy ra ở các điện cực trong quá trình điện phân. Từ đó tìm phương pháp giải cho phù hợp.
Đề tài được trực tiếp áp dụng ở lớp 12H,12D của trường trung học phổ thông tôi đang trực tiếp giảng dạy.
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
1.4.1. Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết:
Khi nghiên cứu đề tài này, tôi đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu phương pháp giải bài toán hóa học.
- Nghiên cứu sách giáo khoa, các loại sách tham khảo để tìm bản chất các quá trình khử và quá trình oxi hoá xảy ra ở các điện cực trong quá trình điện phân. 
- Nghiên cứu đề thi đại học, đề thi trung học phổ thông Quốc gia các năm liên quan đến bài tập điện phân.
Để rút ra một số nhận xét và phương pháp giúp học sinh giải được các bài toán liên quan tới điện phân.
1.4.2. Phương pháp  điều tra thực tế, thu thập thông tin:
Thông qua việc dạy và học môn Hóa học ở lớp 12 trung học phổ thông, tôi tổ chức thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả thi của đề tài. Đó là giúp học sinh rút ra một số nhận xét và phương pháp giải các bài toán thực tế liên quan tới điện phân.
1.4.3. Phương pháp thống kê, xử lý số liệu:
Tiến hành dạy học và kiểm tra khả năng ứng dụng của học sinh nhằm bước đầu minh chứng cho khả năng giải quyết các bài toán thực tế liên quan tới điện phân.
 Nghiên cứu định tính: Mô tả, giải thích hành vi học tập của học sinh khi 
được giảng dạy theo kế hoạch bài học được thiết kế trong đề tài.
 Nghiên cứu định lượng: Thu thập, tổng hợp kết quả bài kiểm tra để xem 
xét  hiệu quả việc sử dụng các phương án giải quyết vấn đề vào dạy học. 
II.NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lý luận:
2.1.1. Vai trò của nước trong điện phân dung dịch:
Trước hết, nước là dung môi hòa tan các chất điện li, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân. Trong sự điện phân dung dịch, ngoài các ion do chất điện li phân li ra còn có các ion H+ và OH- của nước. 
2.1.2. Một số khái niệm về sự điện phân:
Khái niệm: Điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy ra ở bề mặt các điện cực
khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li [7].
Trong bình điện phân có 2 điện cực:
 - Cực âm (-) gọi là catot (kí hiệu K): Tại đây xảy ra quá trình khử (quá trình nhận electron) [6].
 - Cực dương (+) gọi là anot (kí hiệu A): Tại đây xảy ra quá trình oxi hóa (quá trình nhường electron) [6].
 - Điện cực trơ là điện cực được làm bằng chất liệu trơ, không có khả năng phản ứng hóa học trong quá trình điện phân như than chì hay Pt,... [2]. 
2.1.3. Dãy điện hóa của kim loại:
 Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần
K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe Ag Pt Au
K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe Ag Pt Au
2.1.4. Quy tắc catot, quy tắc anot:
Quy tắc catot (K) : 
+ ion càng có tính oxi hóa mạnh càng dễ bị khử
Ví dụ 1: Tại K có các ion Ni2+ ; Cu2+ thì trước tiên Cu2+ + 2e® Cu rồi mới đến Ni2+ + 2e ® Ni
Ví dụ 2: Tại K có các ion Ag+, Cu2+, Fe3+ thì trước tiên Ag+ + e ® Ag, tiếp theo Fe3+ + e ® Fe2+ và Cu2+ + 2e ® Cu rồi cuối cùng mới đến Fe2+ + 2e ® Fe [5].
+ Các ion kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và ion nhôm không bị điện phân vì chúng có tính oxi hóa yếu hơn H2O; H2O bị điện phân theo phương trình: 
2H2O + 2e → H2 + 2OH– [5].
Tóm lại:
K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe Ag Pt Au
 H2O bị khử 
 Mn+ bị khử, ion càng đứng sau càng dễ bị khử
Quy tắc anot (A):
+ ion càng có tính khử mạnh càng dễ bị oxi hóa, 
ví dụ nếu tại A có S, Cl-, Br-, I-, RCOO– ,OH– thì chúng bị điện phân trước H2O theo thứ tự tính khử: S >I- > Br- > Cl- > RCOO– > OH– > H2O 
Phương trình điện phân tổng quát: S → S + 2e; 2X- → X2 + 2e;...
Nếu là các ion: NO3-, SO42-, CO32-, PO43-...thì chúng không bị điện phân mà H2O bị điện phân theo phương trình: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e [5].
Lưu ý: Trong quá trình điện phân, sản phẩm điện phân có thể phản ứng với nhau [1].
Ví dụ: Điện phân dung dịch NaCl không có màng ngăn với điện cực trơ
Lúc đầu ta có: 2 NaCl +2 H2O 2 NaOH + H2 + Cl2
Do không có màng ngăn nên Cl2 tiếp xúc được với NaOH nên có thêm phản ứng tạo nước gia -ven: Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O [5].
2.1.5. Biếu thức định luật Farađây:
2.1.5.1. Biếu thức định luật Farađây:
Dùng để tính khối lượng các chất thoát ra ở điện cực, giả sử tại điện cực A hay K thoát ra chất X, ta có: 
 m = (1) 
Với: A là khối lượng mol nguyên tử của X (gam/mol)
n là số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
I là cường độ dòng điện (A)
F là hằng số Farađây: F = 96500 (Culông/mol.s) nếu t tính bằng giây. 
 hoặc F =26,8 nếu t tính bằng giờ.
t là thời gian tính bằng giây (s) hoặc giờ (h) [2]. 
 2.1.5.2. Hệ quả của biếu thức định luật Farađây:
Chia cả 2 vế của (1) cho ta có: .n = 
Mà = số mol nguyên tử hoặc số mol ion; n là số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận.
 . n = số mol electron trao đổi tại mỗi điện cực.
 n= đây là hệ quả rất quan trọng sẽ sử dụng để tính toán trong các bài tập điện phân (ne là số mol electron trao đổi ở mỗi điện cực).
 2.2. Thực trạng của vấn đề trước khi nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm
2.2.1. Thực trạng đối với học sinh:
 Trường trung học phổ thông nơi tôi dạy có chất lượng mũi nhọn chưa cao, khả năng tư duy, tự học, tự sáng tạo của một số học sinh còn hạn chế. Vì vậy, khi học giải toán điện phân, các em đều cho rằng rất khó.
2.2.2. Thực trạng đối với giáo viên:
 Sách giáo khoa lớp 12 viết về điện phân còn ít, nhưng bài tập điện phân được đề cập nhiều trong các đề thi đại học, cao đẳng, thi THPT Quốc gia,...Trong đó có nhiều bài khó, đòi hỏi giáo viên phải có kiến thức sâu rộng về
điện phân để cung cấp cho học sinh.
2.3. Các giải pháp thực hiện:
2.3.1. Một số cơ sở để giải bài tập điện phân:
Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện
phân bám vào.
Độ giảm khối lượng của dung dịch = khối lượng kết tủa + khối lượng khí
mdd sau điện phân =mdd trước điện phân - mkết tủa - mkhí 
Nếu đề cho dung dịch sau điện phân hòa tan được Al, Al2O3,NaHCO3,... Quá trình điện phân tạo axit hoặc bazơ.
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 nên 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 [6].
Khi điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc song song thì 
cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện trong các bình điện phân (bình điện phân được coi là có điện trở bằng nhau). Ta suy ra về tỉ lệ cường độ dòng giữa các mạch rẽ, từ đó tính được số mol electron trao đổi ở mỗi bình và từ đó áp dụng định luật Farađây [6].
Số mol electron thu được ở catot = số mol electron nhường ở anot.
2.3.2. Các bước thường dùng khi giải bài tập điện phân dung dịch muối:
2.3.2.1. Loại bài: Đã cho sẵn hoặc xác định được thời gian điện phân (t), cường độ dòng điện (I),số mol từng ion trong dung dịch trước điện phân:
Bước 1: Tính số mol electron trao đổi tại các điện cực theo công thức n= 
và tính số mol từng ion trong dung dịch trước khi điện phân.
Bước 2: Viết phương trình điện li của tất cả các chất điện phân; xác định các ion ở mỗi điện cực,xác định trật tự điện phân tại các điện cực.
Bước 3: Trên cơ sở bước 2 viết các bán phản ứng, trình bày mối quan hệ số mol trong mỗi bán phản ứng mới viết (theo thứ tự) theo 3 dòng: Ban đầu(BĐ); phản ứng (P.ứng); sau phản ứng (Sau pư).
Bước 4: Tính kết quả theo yêu cầu đề bài.
Ví dụ: Tính khối lượng các chất thoát ra ở mỗi điện cực khi điện phân (điện cực trơ) 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp NiCl2 0,1M; CuSO4 0,05M; KCl 0,3 M với cường độ dòng điện là 3A, trong thời gian 1930 giây. Bình điện phân có màng ngăn, hiệu suất điện phân 100%.
Bài giải:
Bước 1:
nNiCl= 0,02 (mol) nCuSO =0,01 (mol) nKCl = 0,06 (mol) 
nNi = 0,02 (mol) nCu = 0,01 (mol) nK = 0,06 (mol) 
nCl = 0,1 (mol) nSO= 0,01 mol 
n= = = 0,06 (mol)
Bước 2: Trật tự điện phân
Tại catot
Thứ tự : Cu2+ Ni2+ H2O 
K+ không bị điện phân 
Tại anot
 Cl- H2O
SO42- không bị điện phân
Bước 3: Viết các bán phản ứng,...
Tại catot(cực âm)
 Cu2+ + 2e Cu
BĐ 0,01 0,06 0 mol
P.ứng 0,01 0,02 0,01 mol
Sau pư 0 0,04 0,01 mol
Tiếp theo:
 Ni2+ + 2e Ni
BĐ 0,02 0,04 0 mol
P.ứng 0,02 0,04 0,02 mol
Sau pư 0 0 0,02 mol
Tại anot(cực dương)
 2Cl- Cl2 + 2e
BĐ 0,1 0 0,06 mol
P.ứng 0,06 0,03 0,06 mol
Sau pư 0,04 0,03 0 mol
Bước 4:
Tại catot(cực âm)
Như vậy, nước không bị điện phân, ion Cu2+ và Ni2+ bị điện phân hết
mCu = 0,01.64 = 0,64 (gam)
mNi = 0,02.59 =1,18 gam
Tại anot(cực dương)
Như vậy, nước không bị điện phân, ion Cl- vẫn dư
mCl = 0,03. 71 = 2,13 (gam)
	2.3.2.2. Loại bài: Thời gian điện phân không cho cụ thể:
 	Điều này không có nghĩa thời gian điện phân không hạn chế, mà thời gian điện phân được giới hạn dưới dạng ẩn, phổ biến là:
	- Cho bản chất dung dịch sau điện phân, chẳng hạn cho dung dịch sau điện phân có thể hòa tan bao nhiêu gam Al; hay hòa tan bao nhiêu gam Al2O3, hay khi ở catot khí bắt đầu thoát ra thì dừng điện phân,...
	- Cũng có thể cho pH của dung dịch. 
	- Cho biết độ tăng giảm khối lượng dung dịch.
	- Cho biết độ tăng khối lượng catot.
	- Cho thể tích khí thoát ra ở 1 cực,...
	Cách 1:
Bước 1: - Từ nAl; nAlO; pH; ... tính số mol độ H+ hoặc OH-.
 - Hoặc từ độ tăng giảm khối lượng dung dịch; độ tăng khối lượng catot;... ta tính số mol kim loại hay số mol khí tạo ra.
Bước 2: Xác định trật tự điện phân trên mỗi điện cực; viết các bán phản ứng từ đó viết phương trình điện phân chung (trường hợp 1 muối thì viết phương trình điện phân luôn)
Bước 3: Gắn số mol các chất, ion đã tính ở bước 1 vào phương trình điện phân rồi tính toán theo yêu cầu của đề .
	Cách 2: 
Bước 1: - Từ nAl ; nAlO; pH,... tính số mol độ H+ hoặc OH-
 - Hoặc từ độ tăng giảm khối lượng dung dịch; độ tăng khối lượng 
catot;... ta tính số mol kim loại hay số mol khí tạo ra. 
Bước 2: Tính số mol e trao đổi dựa vào số mol chất, ion.
Bước 3: Xác định trật tự điện phân trên mỗi điện cực; viết các bán phản ứng.
Bước 4: Gắn số mol mol e trao đổi vào các bán phản ứng hoặc thay vào công thức n= để tính toán theo yêu cầu của đề.
Lưu ý: Bước 2 và 3 ở cách 2 có thể đổi cho nhau tùy thuộc dữ kiện đề cho.
Ví dụ: Điện phân 100 ml dung dịch NaCl với điện cực trơ có màng ngăn với cường độ dòng điện I =1,93A. Dung dịch thu được sau khi điện phân có pH = 12 Biết thể tích dung dịch không đổi, clo không hòa tan trong nước và hiệu suất điện phân 100%. Thời gian tiến hành điện phân là 
A. 50 s                        B. 60 s                        C. 100 s                           D. 200 s 
 Bài giải:( Theo cách 2)
Bước 1:
 pH = 12  [OH-] = 10-2   = 10-3 (mol) 
Bước 2,3
Tại catot
Na+ không bị điện phân
2H2O + 2e → H2 + 2OH–.
 10-3 10-3 (mol)
Tại anot
 2Cl- Cl2 + 2e
Bước 4:
n= 
Đáp án A
	2.3.3. Phân dạng bài tập và hướng dẫn giải: 
 2.3.3.1. Điện phân dung dịch chứa một muối:
Điện phân dung dịch muối của kim loại từ K đến Al trong dãy điện hóa:
Trường hợp: Điện phân dung dịch muối của kim loại từ K đến Al trong dãy điện hóa với gốc axit không có oxi:
Ví dụ 1: Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch KCl có màng ngăn xốp: 
 Hướng dẫn giải: 
 KCl → K+ + Cl- 
catot
K+ không bị điện phân
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
anot
2Cl- → Cl2 + 2e
 Phương trình điện phân 2KCl + 2H2O 2KOH + Cl2 + H2 
Cần nhớ: Quá trình sẽ xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch muối của các kim loại từ K đến Al với gốc axit không có oxi: NaCl, KI, AlBr3,...và 
môi trường sau điện phân là môi trường bazơ.
 Không thể điều chế kim loại từ: K → Al trong dãy điện hóa bằng phương pháp điện phân dung dịch. 
Ví dụ 2: Điện phân với điện cực trơ ,có màng ngăn xốp 500 ml dung dịch NaCl 4M (d=1,2 g/ml). Sau khi ở anot thoát ra 17,92 lít Cl2 (đktc) thì ngừng điện phân. Nồng độ % của NaOH trong dung dịch sau điện phân (nước bay hơi không đáng kể) là
A. 8,26%. B. 11,82%. C. 12,14%. D. 15,06%.
Hướng dẫn giải: 
Đặc điểm bài toán: Thời gian điện phân không cho cụ thể mà cho thể tích khí thoát ra ở anot
Cách 1
Tính số mol các chất
 nCl = = 0,8(mol) nNaCl = CM.V = 0,5.4 = nCl = 2(mol)
 mdd ban đầu = 500.1,2 = 600(g)
 Viết phương trình điện phân chung
 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2
Gắn số mol khí đã biết vào phương trình điện phân để tính theo yêu cầu đề bài
2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2
 1,6 0,8 0,8 mol
 mNaOH = 1,6.40 = 6,4 ( gam)
 mdd sau pư = mdd ban đầu - mCl - mH
 = 600 - 0,8.71- 0,8.2
 = 541,6 (gam)
 C% NaOH = 100% =11,82% Đáp án B
Cách 2
Tính số mol các chất
 nCl = = 0,8(mol) n NaCl = CM.V = 0,5.4 = nCl = 2(mol)
khối lượng dd ban đầu= 500.1,2 = 600(g)
Từ số mol khí, tính số mol e trao đổi
Tại catot (cực âm)
 Na+ không bị điện phân
2H2O + 2e → H2 + 2OH–.
 2a a 2a mol
Tại anot (cực dương)
 2Cl- Cl2 + 2e
 1,6 0,8 1,6 mol
Cl- không bị điện phân hết
Theo định luật bảo toàn e:
2a = 1,6 a = 0,8
Tính toán theo yêu cầu của đề
Sau điện phân: nOH = nNaOH = 2a = 1,6 ( mol)
 mNaOH = 1,6.40 = 6,4 ( gam)
 mdd thu được = mdd banđầu - mCl - mH 
 mdd thu được = 600 - 0,8.71-0,8.2
 mdd thu được = 541,6 (gam)
 C% NaOH = 100% =11,82% Đáp án B
Trường hợp: Điện phân dung dịch muối của kim loại từ K đến Al trong dãy điện hóa với gốc axit có oxi:
Ví dụ: Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch K2SO4 với điện cực trơ.
Hướng dẫn giải: 
 K2SO4 → 2K+ + SO42-
catot (có mặt K+, H2O)
K+ không bị điện phân
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
anot (có mặt SO42-, H2O)
SO42-không bị điện phân
 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
 Phương trình điện phân: 2H2O → 2H2 + O2
 Cần nhớ: Điện phân dung dịch muối của kim loại từ K đến Al trong dãy điện hóa với gốc axit có oxi: NaNO3, Na2SO4, Na2CO3, MgSO4, Al2(SO4)3,.... thực tế là điện phân nước số mol các chất tan không đổi, môi trường sau phản ứng không đổi.
Điện phân dung dịch muối của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa:
Trường hợp: Điện phân dung dịch muối của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa với gốc axit không có oxi:
Ví dụ: Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch ZnCl2 với điện cực trơ.
Hướng dẫn giải:
 ZnCl2 → Zn2+ + 2Cl- 
 Catot (-) Anot (+) 
 Zn2+ + 2e → Zn 2Cl- → Cl2 + 2e
→ Phương trình điện phân: ZnCl2 → Zn + Cl2 
Cần nhớ: Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch muối của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa với các gốc axit không oxi : Cl,I,...
Trường hợp: Điện phân dung dịch muối của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa với gốc axit có oxi :
Ví dụ 1: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ.
Hướng dẫn giải: 
 CuSO4 → Cu2+ + SO42- 
 Catot (có mặt Cu2+; H2O)
 Cu2+ + 2e → Cu
 Anot (có mặt SO42-; H2O)
 SO42- không bị điện phân
 2H2O → 4H+ + O2+ 4e 
 Phương trình điện phân : CuSO4 + H2O Cu + H2SO4 + ½ O2
Cần nhớ: Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch muối của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa với các gốc axit có oxi: NO, SO, ... và môi trường sau điện phân là môi trường axit.
Ví dụ 2: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2 M với điện cực trơ ,cường độ 
dòng điện 9,65A. Tính khối lượng Cu bám vào catot khi thời gian điện phân
t1 = 200 s và t2 = 500 s. Biết hiệu suất điện phân là 100 % .
Hướng dẫn giải:
Đặc điểm bài toán: Đã cho sẵn thời gian điện phân (t), cường độ dòng điện (I), xác định được số mol từng ion trong dung dịch trước điện phân.
nCuSO = 0,02mol = nCu nên số mol e trao đổi tối đa khi điện phân hết Cu2+ là 0,04 mol. Lúc đó thời gian cần là:
 t = == 400 (s)
→ Tại t1 có 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.
2.3.3.2. Điện phân dung dịch hỗn hợp các muối:
Ví dụ 1: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch hỗn hợp KCl và CuSO4 với điện cực trơ, có màng ngăn.
 Hướng dẫn giải:
 KCl → K+ + Cl-
 CuSO4 → Cu2+ + SO42-
catot (có mặt K+, Cu2+, H2O)
 K+ không bị điện phân 
 Cu2+ + 2e → Cu 
2H2O + 2e → H2 + 2OH- 
anot (có mặt SO42-, Cl-, H2O)
SO42-không bị điện phân
2Cl- → Cl2 + 2e 
 2H2O → 4H+ + O2 + 4e 
Phương trình điện phân chung: 
 2KCl + CuSO4 Cu + Cl2 + K2SO4
- Nếu KCl dư: 2KCl + 2H2O 2KOH + Cl2 + H2
- Nếu CuSO4 dư: CuSO4 + H2O Cu + H2SO4 + ½ O2
Ví dụ 2: Điện phân hoàn toàn 200ml một dung dịch chứa 2 muối là Cu(NO3)2 và AgNO3 với I=0,804A với điện cực trơ, thời gian điện phân là 2giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44g. Nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu lần lượt là:
A. 0,1M và 0,2M.                                           B. 0,1M và  0,1M.  
C. 0,1M và 0,15M.                                        D. 0,15M và 0,2M.
Hướng dẫn giải:
Đặc điểm bài toán: Đã cho sẵn thời gian điện phân(t), cường độ dòng điện (I), khối lượng catot tăng.
Vì điện phân hoàn toàn nên toàn bộ Cu(NO3)2 và AgNO3 bị điện phân hết.
mCu + mAg = khối lượng cực âm tăng thêm = 3,44g 
Mặt khác n= = số mol electron trao đổi = =0,06 (mol)
Tại catot:
Cu2+ + 2e Cu
 x 2x x mol
Ag+ + e Ag 
 y y y mol
Theo bài ra ta có hệ phương trình: 64x +108y = 3,44
 2x + y = 0,06 
 x = 0,02 = n Cu(NO) 
 y = 0,02 = nAgNO
 CM Cu(NO) = CM AgNO = = 0,1 M . Đáp án B
Ví dụ 3: (Trích ĐH khối B 2007) Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (với điện cực trơ, có màng ngăn xốp) . Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b là (biết ion SO42- không bị điện phân trong dung dịch) 
A. b > 2a. 
 B. b =2a. 
 C. b < 2a. 
 D. 2b = a. [3]. 
Hướng dẫn giải:
Tương tự ví dụ 1, ta có phương trình điện phân chung:
 2NaCl + CuSO4 Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)
 2a a mol
Dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng, tức là dung dịch sau phản ứng có môi trường kiềm, như vậy rơi vào trường hợp NaCl dư ở 
(1).
 Khi đó : 2 NaCl +2 H2O 2 NaOH + Cl2 + H2
Tức là: nNaCl > 2a hay : b > 2a Đáp án A 
	2.3.4. Hệ thống bài tập áp dụng:
	2.3.4.1.Bài tập có hướng dẫn giải:
Bài tập 1: Điện phân một dd muối MCln với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16g kim loại M thì ở anot thu được 5,6 lít khí (đktc). Kim loại M là
A. Mg.                                     B.  Fe.                         C. Cu.                     D. Ca.
Bài giải:
nCl = = 0,25 ( mol)
catot
 Mn+ + ne     M 
 .n mol 
anot
 2Cl- Cl2 + 2 e
 0,25 0,5 mol
Áp dụng định luật bảo toàn e : n = 0,5 M = 32 n 
n
1
2
3
M
32
64
96
Kết luận
Loại
Cu
Loại
 Đáp án C 
Bài tập 2: (Trích ĐH khối A 2010) Điện phân (với điện cực trơ) một dung dịch gồm NaCl và CuSO4 có cùng số mol, đến khi ở catot xuất hiện bọt khí thì dừng 
điện phân. Trong cả quá trình điện phân trên, sản phẩm thu được ở anot là 
A. khí Cl2 và H2. B. khí Cl2 và O2. 
C. khí H2 và O2. D. chỉ có khí Cl2. [3]. 
Bài giải:
 2NaCl + CuSO4 Cu + Cl2 + Na2SO4 (1)
 (anot)
CuSO4 còn dư sau (1) 
=> 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + O2 + 2H2SO4 (2)
 (anot)
Vậy, đáp án B
Bài tập 3: (Trích ĐH khối B 2010) Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l,