SKKN Mở rộng bài tập về phản ứng oxi hóa - Khử trong dung dịch chất điện li
Trong học tập hóa học, việc giải bài tập có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Ngoài việc rèn luyện kĩ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, bài tập hóa học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hóa học. Thông qua việc giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập.
Trong chương trình hóa học phổ thông dung lượng kiến thức phản ứng oxi hóa - khử tương đối lớn, khái niệm về phản ứng oxi hóa - khử được củng cố, hoàn thiện và phát triển qua từng lớp học. Ở lớp 10 chúng ta nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử trên cơ sở lý thuyết chủ đạo về cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học. Đến lớp 11 khái niệm phản ứng oxi hóa khử được củng cố và mở rộng trong dung dịch chất điện li qua nghiên cứu nhóm nguyên tố IVA, VA. Đến lớp 12 khái niệm phản ứng oxi hóa - khử được phát triển và mở rộng ở phần pin điện hóa và phản ứng điện phân, các nhóm nguyên tố sắt, crom, đồng. Ta thấy rằng kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử được củng cố và hoàn thiện qua từng lớp học.
Là giáo viên tham gia giảng dạy môn hóa học ở trường trung học phổ thông, tôi nhận thấy rằng cần có một hệ thống bài tập tốt nhằm mục đích củng cố, phát triển và hoàn thiện kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử cho học sinh. Vì thế, tôi lựa chọn và triển khai đề tài: MỞ RỘNG BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỞ RỘNG BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI. Người thực hiện : Nguyễn Thị Hương Chức vụ : Giáo viên SKKN thuộc môn : Hoá học THANH HÓA NĂM 2018 MỤC LỤC Trang A. MỞ ĐẦU 3 I. Lí do chọn đề tài 3 II. Mục đích nghiên cứu 3 III . Đối tượng nghiên cứu 3 IV .Phương pháp nghiên cứu 4 B.NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 4 I. Cơ sơ lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 4 II.Thực trạng của vấn đề 4 4 III. Giải pháp, biện pháp: 5 1.Mục tiêu của giải pháp, biện pháp 5 2. Nội dung cách thức thực hiện giải pháp, biện pháp 5 IV . Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 21 C. KẾT LUẬN 22 A – MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong học tập hóa học, việc giải bài tập có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Ngoài việc rèn luyện kĩ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, bài tập hóa học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hóa học. Thông qua việc giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập. Trong chương trình hóa học phổ thông dung lượng kiến thức phản ứng oxi hóa - khử tương đối lớn, khái niệm về phản ứng oxi hóa - khử được củng cố, hoàn thiện và phát triển qua từng lớp học. Ở lớp 10 chúng ta nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử trên cơ sở lý thuyết chủ đạo về cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học. Đến lớp 11 khái niệm phản ứng oxi hóa khử được củng cố và mở rộng trong dung dịch chất điện li qua nghiên cứu nhóm nguyên tố IVA, VA. Đến lớp 12 khái niệm phản ứng oxi hóa - khử được phát triển và mở rộng ở phần pin điện hóa và phản ứng điện phân, các nhóm nguyên tố sắt, crom, đồng. Ta thấy rằng kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử được củng cố và hoàn thiện qua từng lớp học. Là giáo viên tham gia giảng dạy môn hóa học ở trường trung học phổ thông, tôi nhận thấy rằng cần có một hệ thống bài tập tốt nhằm mục đích củng cố, phát triển và hoàn thiện kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử cho học sinh. Vì thế, tôi lựa chọn và triển khai đề tài: MỞ RỘNG BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Bài tập hóa học là một trong những phần không thể thiếu trong môn hóa học. Làm bài tập giúp các em củng cố khắc sâu thêm kiến thức đồng thời rèn luyện óc tư duy của các em. Trong quá trình dạy học, nếu giáo viên xây dựng được hệ thống phương pháp luận đúng, sử dụng bài tập phù hợp thì có tác dụng phát huy tích cực, phát triển tư duy logic cho học sinh sẽ nâng cao chất lượng của quá trình dạy học hóa học, đáp ứng yêu cầu chung của xã hội. - Mục đích của đề tài + Nghiên cứu xây dựng, tuyển chọn và sử dụng bài tập về phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trong dung dịch chất điện li. + Nghiên cứu sử dụng hệ thống bài tập nhằm củng cố và phát triển kiến thức cho học sinh về phản ứng oxi hóa - khử trong dung dịch chất điện li. Nhiệm vụ của đề tài: + Khảo sát các bài tập trên lớp của học sinh trường THPT Triệu Sơn I + Thực trạng và phân tích thực trạng + Đánh giá rút kinh nghiệm + Đề ra các giải pháp và đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả làm bài tập về phản ứng oxi hóa - khử trong dung dịch chất điện li cho học sinh. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Bài tập oxi hóa - khử trong dung dịch chất điện li. IV. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU Để học sinh học tốt phần bài tập oxi hóa khử trong dung dịch chất điện li tôi giới hạn phạm vi nghiên cứu trong học sinh khối 11,12 trường THPT Triệu Sơn I. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tư liệu và sản phẩm hoạt động sư phạm. Phương pháp quan sát thực tế: quan sát các cách làm bài tập của học sinh. Phương pháp hỏi đáp: trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh về những vấn đề liên quan đến nội dung đề tài. Phương pháp thống kê, phân tích số liệu. B. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Ta có thể chia phản ứng hóa học làm hai loại: phản ứng có sự trao đổi electron giữa các nguyên tử và phản ứng không có sự trao đổi electron giữa các nguyên tử. * Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi electron giữa các nguyên tử của các chất tham gia phản ứng do đó làm biến đổi số oxi hóa của chúng. * Qui tắc tính số oxi hóa + Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong một phân tử bằng 0. + Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong một ion bằng điện tích của ion đó. + Trong hợp chất thường số oxi hóa của hidro là +1; của oxi là -2, của kim loại là điện tích của ion đơn nguyên tử của kim loại đó. Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tử trong phản ứng oxi hóa – khử mà ta xác định được sự cho, nhận electron. II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ - Thuận lợi Trong những năm gần đây, vấn đề dạy và học môn hóa học đã và đang đổi mới và là một trong những môn có chuyển biến mạnh mẽ về đổi mới phương pháp dạy học. Chương trình Sách giáo khoa hóa học mới có nhiều đổi mới về mục tiêu, cấu trúc. Sự đổi mới này rất thích hợp cho giáo viên giảng dạy bộ môn hóa. Thông qua bài học, học sinh có thể tự hoạt động tích cực, chủ động sáng tạo tìm tòi phát hiện và chiếm lĩnh nội dung bài học. Được sự đồng tình của xã hội, nhất là các bậc cha mẹ học sinh tích cực phối hợp cùng với nhà trường trong công tác giáo dục đạo đức cho học sinh. - Khó khăn: Đối với học sinh trung học thì chương trình học nặng về cả số môn học và với cả lượng kiến thức khổng lồ. Môn hóa học cũng thế, kiến thức nhiều mà đòi hỏi các em phải học nhớ rất kĩ thì mới có thể làm bất cứ dạng bài tập nào. Nhiều học sinh không thể phân biệt được các dạng bài tập và không nhớ nổi các phương pháp giải bài toán. Nhiều học sinh còn tình trạng lười học, không xác định được mục đích học tập, dẫn đến mất gốc ngay từ đầu nên khi học phần phản ứng oxi hóa – khử cảm thấy vô cùng phức tạp. III. GIẢI PHÁP, BIỆN PHÁP 1.Mục tiêu của giải pháp, biện pháp: Nghiên cứu sử dụng hệ thống bài tập nhằm củng cố và phát triển kiến thức cho học sinh về phản ứng oxi hóa - khử trong dung dịch chất điện li. 2. Nội dung và cách thức thực hiện giải pháp, biện pháp: a. Các phương pháp lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử Có bốn phương pháp cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa- khử, nhưng thông thường ta sử dụng chủ yếu hai phương pháp đó là: Phương pháp thăng bằng electron và phương pháp thăng bằng ion - electron. + Thông thường lập phương trình oxi hóa - khử ta thực hiện các bước sau: Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng: Các chất phản ứng chất tạo thành. Bước 2: Chọn hệ số thích hợp đặc trước công thức hóa học của mỗi chất trong sơ đồ phản ứng thể hiện sự bảo toàn nguyên tử của mỗi nguyên tố hóa học trong phản ứng hóa học. Bước này gọi là cân bằng hóa học. Một số phương pháp lập phương trình oxi hóa - khử hay gặp trong chương trình trung học phổ thông. * Phương pháp thăng bằng electron Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: Tổng sô electron do chất khử nhường phải đúng bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận ( ne cho=n e nhận). Ví dụ: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử sau: FeO + HNO3Fe(NO3)3 + NO + H2O Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Bước 2: Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử và cân bằng mỗi quá trình. Fe2+ Fe3+ + 1e (1) quá trình oxi hóa N+5 +3e N+2 (2) quá trình khử Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho: ne cho=n e nhận Hệ số của (1) là 3; Hệ số của (2) là 1. Bước 4: Đặt hệ số vừa chọn vào công thức hóa học tương ứng, hoàn thành phương trình hóa học. 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Nhận xét: Phương pháp thăng bằng electron không những thiết lập được mọi phương trình hóa học mà còn chỉ ra được chất oxi hóa, chất khử, sự oxi hóa, sự khử. Từ phương pháp thăng bằng electron ta còn ứng dụng trong giải bài tập có nhiều phản ứng oxi hóa - khử trên cơ sở sự bảo toàn electron. Tuy nhiên phương pháp thăng bằng electron không phân tích rõ bản chất của phản ứng oxi hóa- khử trong dung dịch chất điện li. * Phương pháp thăng bằng ion - electron Phương pháp này cũng dựa trên nguyên tắc: Tổng số e chất khử nhường = Tổng số e chất oxi hóa nhận Ví dụ: Lập phương trình phản ứng hóa học của phản ứng oxi hóa - khử Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố có số oxi hóa thay đổi Bước 2: Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử và cân bằng mỗi quá trình theo nguyên tắc. + Viết đúng dạng tồn tại trong dung dịch của chất oxi hóa, chất khử, sản phẩm bị khử và bị oxi hóa. + Xét đến sự tham gia của các chất tạo môi trường bằng cách: thêm vào nửa phương trình khử hoặc nửa phương trình oxi hóa như sau: Thêm vào vế dư oxi Thêm vào vế Thiếu oxi Môi trường axit hoặc sinh ra axit H+ H2O Môi trường bazơ hoặc sinh ra bazơ H2O OH- Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho: ne cho= n e nhận sau đó cộng 2 quá trình oxi hóa và quá trình khử vào phương trình ion của phản ứng đã cho. Nhận xét: Đây là phương pháp khoa học nhất để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong dung dịch chất điện li. Phương pháp này phân tích rõ: + Chất oxi hóa - sự khử; chất khử- sự oxi hóa + Vai trò của môi trường trong phản ứng oxi hóa - khử + Bản chất của phản ứng oxi hóa - khử trong dung dịch chất điện li. a1. Phát triển kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử trong dung dịch chất điện li chương trình hóa học 11 Ở chương trình lớp 11, trên cơ sở thuyết điện li và sự nghiên cứu các nhóm nguyên tố: Nhóm nitơ; Nhóm cacbon khái niệm về phản ứng oxi hóa - khử được củng cố và phát triển là chỉ ra được bản chất của phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong dung dịch chất điện li. Từ các kiến thức đã được mở rộng, đào sâu của khái niệm phản ứng oxi hóa - khử mà học sinh có thể vận dụng giải quyết những vấn đề học tập như: *Ví dụ 1: Vì sao kim loại Cu không tan trong dung dịch HCl hoặc dung dịch NaNO3, nhưng lại tan trong hỗn hợp dung dịch HCl, NaNO3? Phân tích Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học của kim loại nên Cu không tan trong HCl hoặc không tác dụng với dd NaNO3 đơn lẻ, nhưng trong hỗn hợp HCl, NaNO3 thì Cu tan ra tạo dung dịch màu xanh và khí không màu bay lên hoá nâu ngoài không khí là do: NO3- có tính oxi hoá mạnh trong môi trường axit H+ và Cu có tính khử. Trong dung dịch các chất điện li đã xảy ra phản ứng oxi hóa - khử sau: 3Cu + 8 HCl + 2NaNO3 3 CuCl2 + 2 NaCl + 2NO + 4 H2O 2NO + O2 2NO2 (Không màu) ( nâu đỏ) Bản chất của phản ứng trên là trong dung dịch các chất phân li thành ion : HCl H+ + Cl- NaNO3 Na+ + 3Cu + 8 H+ + 2 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O Nhờ có sự tiếp xúc đồng thời của chất khử (Cu) và chất oxi hoá (có trong NaNO3) cùng với chất tạo môi trường: H+ từ HCl mà phản ứng oxi hóa – khử đã xãy ra, các thành phần khác như: Na+, Cl- thực chất không tham gia vào phản ứng hoá học. Như vậy có thể khái quát: muối nitrat có khả năng oxi hoá được Cu trong môi trường axit. *Ví dụ 2: Thêm dung dịch H2SO4 loãng vào dd Fe(NO3)2 thấy bọt khí không màu thoát ra và dung dịch không màu đổi thành màu vàng. Viết phương trình hoá học dạng ion và xác định vai trò của các chất phản ứng? Phân tích 3Fe2+ + + 4 H+ 3Fe3+ + NO + 2H2O Ta có thể trang bị cho học sinh phương pháp cân bằng ion – electron. Vận dụng kiến thức này học sinh có thể hiểu rõ hơn bản chất của quá trình oxi hoá- khử xảy ra trong dung dịch chất điện li có ảnh hưởng bởi môi trường, thường gặp là môi trường axit. a2. Phát triển kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử trong phản ứng điện phân hóa học lớp 12 * Một số khái niệm về sự điện phân: - Sự điện phân: Là quá trình oxi hóa-khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua hợp chất nóng chảy, hoặc dung dịch chất điện li. - Trong thiết bị điện phân : + Anot (A) được nối với cực dương của nguồn điện một chiều,ở đây xảy ra sự oxi hóa . + Catot (K)được nối với cực âm của nguồn điện một chiều , ở đây xảy ra sự khử. * Các quá trình điện phân: a 2.1 Điện phân dung dịch muối: a2.1.1 Điện phân các dung dịch muối của Kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm Ở catot (cực âm) 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–. Ở anot (cực dương): - Nếu là S2-, Cl-, Br-, I- thì chúng bị điện phân trước H2O theo thứ tự tính khử: S2->I- > Br- > Cl- > H2O (F- không bị điện phân ) Phương trình điện phân tổng quát: S2- → S + 2e; 2X- → X2 + 2e Sau khi hết các ion đó, nếu tiếp tục điện phân thì H2O sẽ điện phân theo phương trình: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e - Nếu là các ion: NO3-, SO42-, CO32-, PO43-...thì chúng không bị điện phân mà H2O bị điện phân. Ví dụ 1:Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch NaCl : NaCl → Na+ + Cl- Catot (-) Anot (+) Na+ không bị điện phân 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O + 2e → H2 + 2OH- → Phương trình : 2Cl- + 2H2O → Cl2 + H2 + 2OH- 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 * Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch : NaCl , CaCl2 , MgCl2 , BaCl2 , AlCl3 → Không thể điều chế kim loại từ : Na → Al bằng phương pháp điện phân dung dịch . Ví dụ 2 : Viết PTHH xảy ra khi điện phân dung dịch Na2SO4 : Na2SO4 → 2Na+ + SO42- Catot(-):Na+, H2O Anot (+):SO42-, H2O Na+ không bị điện phân SO42-không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH- 2H2O → O2 + 4H+ + 4e → Phương trình điện phân: 2H2O→ 2H2 + O2 * Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch: NaNO3, K2SO4 , Na2CO3 , MgSO4 , Al2(SO4)3.... a2.1.2. Điện phân các dung dịch muối của các kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa Ở catot (cực âm) - Các cation kim loại bị khử theo phương trình: Mn+ + ne → M Sau khi hết các ion đó, nếu tiếp tục điện phân thì H2O sẽ điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH–. Ở anot (cực dương): (Xảy ra tương tự mục a2.1.1) Ví dụ 1 : Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch CuSO4 : CuSO4 → Cu2+ + SO42- Catot(-):Cu2+ Anot (+):SO42-, H2O SO42- không bị điện phân . Cu2+ + 2e → Cu 2H2O → 4H+ + O2+ 4e → Phương trình điện phân : Cu2+ + H2O → Cu + 2H+ + ½ O2 CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + ½ O2 Xảy ra tương tự khi điện phân các dung dịch muối của kim loại từ Zn → Hg với các gốc axit NO3- , SO42- : Cu(NO3)2 + H2O → Cu + 2HNO3 + ½ O2 Ví dụ 2 : Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch ZnCl2 : ZnCl2 → Zn2+ + 2Cl- Catot (-) Anot (+) Zn2+ + 2e → Zn 2Cl- → Cl2 + 2e → Phương trình điện phân: ZnCl2 → Zn + Cl2 a2.1.3. Điện phân hỗn hợp các dung dịch muối * Ở catot: Các cation kim loại bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn (ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị khử trước): Mn+ + ne → M * Ở anot : (Xảy ra tương tự mục a2.1.1) Ví dụ 1: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và Cu(NO3)2 : NaCl → Na+ + Cl- Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3- Hướng dẫn giải Catot(-):Na+, Cu2+, H2O Anot(+):NO3-, Cl-, H2O Na+ không bị điện phân NO3- không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 2H2O + 2e → H2 + 2OH- 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 Cu(NO3)2 + H2O → Cu + ½ O2 + 2HNO3 Phương trình điện phân tổng quát: 2NaCl + Cu(NO3)2 → Cu + Cl2 + 2NaNO3 Ví dụ 2: Điện phân hoàn toàn dung dịch hỗn hợp gồm a mol Cu(NO3)2 và b mol NaCl với điện cực trơ , màng ngăn xốp . Để dung dịch thu được sau khi điện phân có khả năng phản ứng với Al2O3 thì A.b = 2a B.b > 2a C. b 2a Hướng dẫn giải Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3- a a NaCl → Na+ + Cl- b b Catot(-) Anot (+) Na+ không bị điện phân NO3- không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e → Phương trình : Cu2+ + 2Cl- → Cu + Cl2 (1) a b Nếu dư Cu2+ sau (1) : a > b/2 ( 2a > b ) thì có phản ứng : Cu2+ + 2H2O→ Cu + 4H+ + O2 → Dung dịch thu được có axit nên có phản ứng với Al2O3 Nếu dư Cl- sau (1) : a 2a) → có phản ứng : 2H2O + 2Cl- → 2OH- + H2 + Cl2 → Dung dịch thu được có môi trường bazơ → Có phản ứng với Al2O3 : NaOH + Al2O3 → NaAlO2 + H2O → Chọn đáp án D . a2.2. Điện phân các dung dịch axit: *Ở catot: Các ion H+ (axit) dễ bị khử hơn các ion H+ (H2O): 2H+ + 2e → H2 Khi ion H+ (axit) hết , nếu tiếp tục điện phân thì H2O sẽ điện phân theo phương trình: 2H2O + 2e → H2 + 2OH–. * Ở anot: (Xảy ra tương tự mục a2.1.1) Ví dụ 1: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dich HCl: HCl → H+ + Cl- Catot(-) Anot (+) 2H+ + 2e → H2 2Cl- → Cl2 + 2e Phương trình điện phân: HCl → H2 + Cl2 Ví dụ 2: Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch H2SO4 H2SO4 → 2H+ + SO42- Catot(-) Anot (+) 2H+ + 2e → H2 SO42- Không điện phân 2H2O → 4H+ + O2 + 4e → Phương trình điện phân: H2O → H2 + ½ O2 a2.3. Điện phân các dung dịch bazơ: * Ở catot: - Nếu tạo bởi các ion kim loại từ Li+ → Al3+ thì H2O sẽ bị điện phân : 2H2O+2e→H2+2OH– - Nếu tạo bởi các ion kim loại sau Al trong dãy điện hóa : đó là các bazơ không tan → điện li yếu → không xét quá trình điện phân. * Ở anot: ion OH- điện phân theo phương trình sau: 4OH- → 2H2O + O2 + 4e Nếu tiếp tục điện phân thì H2O sẽ điện phân: 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Ví dụ 1 : Viết PTHH xảy ra điện phân dung dịch NaOH: NaOH → Na+ + OH- Catot(-) Anot (+) Na+ không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH– 4OH- → 2H2O + O2 + 4e → Phương trình điện phân: H2O → H2 + ½ O2 Ví dụ 2: 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) thoát ra ở anot và catot lần lượt là: A.149,3lít và 74,7lít B.156,8lít và 78,4lít C. 78,4 lít và 156,8 lít D. 74,7 lít và 149,3 lít Hướng dẫn giải: mNaOH (trước điện phân) = 20 gam Điện phân dung dịch NaOH thực chất là điện phân nước Phương trình điện phân: : H2O → 1/2 O2 (anot) + H2 (catot) → mNaOH không đổi → mdd sau điện phân = 80 gam → mH2O bị điện phân = 200 – 80 = 120 gam → nH2O điện phân = 20/3 mol → VO2 = 74,7 lít và VH2 = 149,3 lít → Chọn đáp án D a2.4. Điện phân hỗn hợp các dung dịch điện li ( dd muối, axit, bazơ) * Ở catot: Thứ tự điện phân: ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị điện phân trước: * Ở anot: Thứ tự điện phân: S2-> I- > Br- > Cl- > OH- > H2O theo các phương trình sau: S2- → S + 2e 2X- → X2 + 2e 4OH- → 2H2O + O2 + 4e 2H2O → O2 + 4H+ + 4e Ví dụ 1: Điện phân hỗn hợp các dung dịch: HCl, CuCl2, NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn. Giá trị pH của dung dịch thay đổi như thế nào trong quá trình điện phân: A. Tăng B.Giảm C.Tăng rồi giảm D.Giảm rồi tăng → Chọn đáp án A Ví dụ 2 : Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M và CuSO4 0,5M bằng điện cực trơ . Khi ở catot có 3,2 gam Cu thì thể tích khí thoát ra ở Anot là: A.0,56 lít B.0,84 lít C.0,672 lít D.0,448 lít Hướng dẫn giải CuSO4 → Cu2+ + SO42- 0,1 0,1 HCl → H+ + Cl- 0,02 0,02 Catot(-) Anot (+) SO42- không bị điện phân . Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,1 ← 0,05 0,02→ 0,01 2H2O → 4H++ O2 + 4e 0,02 ← 0,08 mol Khi ở catot thoát ra 3,2 gam Cu tức là 0,05 mol → Số mol Cu2+ nhận 0,1 mol , mà Cl- cho tối đa 0,02 mol
Tài liệu đính kèm:
- skkn_mo_rong_bai_tap_ve_phan_ung_oxi_hoa_khu_trong_dung_dich.doc