SKKN Vận dụng định luật bảo toàn electron giải các bài toán điện phân ôn thi THPT quốc gia cho học sinh khối 12 trường THPT Triệu Sơn 2
Nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp và hội nhập với cộng đồng quốc tế.
Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá và hội nhập quốc tế là con người, nguồn lực người Việt Nam được phát triển trên cơ sở mặt bằng dân trí cao.
Để đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập với cộng đồng quốc tế, đòi hỏi chúng ta phải đổi mới, nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo.
Nghị quyết Đại hội Đảng X đã chỉ rõ về giáo dục và đào tạo: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục, phát huy tính tích cực, sáng tạo của người học, khắc phục lối truyền thụ một chiều” [1].
Hiện nay, chúng ta đã, đang và sẽ thực hiện đổi mới chương trình giáo dục phổ thông, từ mục tiêu, nội dung, phương pháp đến phương tiện giáo dục và đánh giá chất lượng giáo dục.
Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của đổi mới chương trình và SGK giáo dục phổ thông là tập trung vào việc đổi mới phương pháp dạy học. Thực hiện dạy học dựa vào hoạt động tích cực, chủ động của học sinh với sự tổ chức và hướng dẫn của giáo viên nhằm phát triển tư duy độc lập, sáng tạo, góp phần hình thành phương pháp và nhu cầu tự học; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI CÁC BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN ÔN THI THPT QUỐC GIA CHO HỌC SINH KHỐI 12 TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2 Người thực hiện: Lê Đình Lâm Chức vụ : Giáo viên SKKN thuộc môn : Hóa Học THANH HÓA NĂM 2019 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG 1. MỞ ĐẦU .1 1.1. Lý do chọn đề tài... .1. 1.2. Mục đích nghiên cứu................................................. .2. 1.3. Đối tượng nghiên cứu................................................ .2. 1.4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu ................................... .2. 1.5. Phương pháp nghiên cứu........................................... .2. 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.......................... .3. 2.1. Cơ sở lý luận................................................................. .3. 2.1.1. Định nghĩa............................................................ .3. 2.1.2. Các phương pháp điện phân................................. .3. 2.1.3. Biểu thức định luật Faraday................................. .7. 2.1.4. Một số lưu ý......................................................... .7. 2.2. Thực trạng..................................................................... .8. 2.2.1 Thuận lợi, khó khăn.............................................. .8. 2.2.2. Thành công và hạn chế........................................ .9. 2.2.3. Các nguyên nhân và yếu tố tác động................... .9. 2.3. Giải pháp thực hiện...................................................... .9. 2.3.1. Bài tập vận dụng.................................................. .10. 2.3.2. Một số bài tập áp dụng phương pháp.................. .15. 2.4. Kết quả thu được qua khảo nghiệm.............................. .17. 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ................................................. .19.. 3.1. Kết luận................................................................ .19.. 3.2. Kiến nghị................................................................. .20.. Tài liệu tham khảo Danh mục đề tài SKKN 1. PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nước ta đang bước vào giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp và hội nhập với cộng đồng quốc tế. Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá và hội nhập quốc tế là con người, nguồn lực người Việt Nam được phát triển trên cơ sở mặt bằng dân trí cao. Để đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập với cộng đồng quốc tế, đòi hỏi chúng ta phải đổi mới, nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo. Nghị quyết Đại hội Đảng X đã chỉ rõ về giáo dục và đào tạo: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục, phát huy tính tích cực, sáng tạo của người học, khắc phục lối truyền thụ một chiều” [1]. Hiện nay, chúng ta đã, đang và sẽ thực hiện đổi mới chương trình giáo dục phổ thông, từ mục tiêu, nội dung, phương pháp đến phương tiện giáo dục và đánh giá chất lượng giáo dục. Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của đổi mới chương trình và SGK giáo dục phổ thông là tập trung vào việc đổi mới phương pháp dạy học. Thực hiện dạy học dựa vào hoạt động tích cực, chủ động của học sinh với sự tổ chức và hướng dẫn của giáo viên nhằm phát triển tư duy độc lập, sáng tạo, góp phần hình thành phương pháp và nhu cầu tự học; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh. Những nghiên cứu về lý luận dạy học môn hoá học cho rằng: Học sinh sau khi được học xong lý thuyết các em phải thấy yên tâm khi vận dụng lý thuyết vào để giải bài tập. Bài tập hoá học có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức, mở sâu kiến thức một cách sinh động, phong phú và qua đó ôn tập lại, hệ thống hoá kiến thức một cách thuận lợi nhất. Ngoài ra, bài tập hoá học còn có tác dụng rèn luyện, phát triển năng lực hành động sáng tạo và khả năng tư duy nhạy bén. Trong kì thiTHPT Quốc gia bộ môn Hóa Học thi theo hình thức trắc nghiệm, số lượng câu hỏi nhiều vì vậy yêu cầu học sinh phải tìm ra kết quả nhanh và chính xác trong thời gian ngắn nhất. Do đó một áp lực rất lớn đối với giáo viên là làm sao dạy cho học sinh được nhiều phương pháp giải và cung cấp cho các em hệ thống công thức để vận dụng giải nhanh nhất có thể, và áp lực cho học sinh là phải rèn luyện kỹ năng và phương pháp giải càng nhanh mà độ chuẩn xác cao thì mới đạt kết quả tốt. Phương pháp “Vận dụng định luật bảo toàn electron giải các bài toán điện phân ôn thi THPT Quốc gia cho học sinh khối 12 trường THPT Triệu sơn 2” là một trong những phương pháp hay, phương pháp này giúp cho giáo viên và học sinh hiểu rõ hơn về bản chất của quá trình điện phân, cơ chế và các quá trình oxi hóa khử xảy ra ở các điện cực của quá trình điện phân từ đó áp dụng giải được các bài toán điện phân đặc biệt là điện phân dung dịch gồm nhiều muối. Bằng tất cả những kinh nghiệm tích lũy được trong suốt quá trình giảng dạy, dựa trên nền tảng kiến thức là phản ứng oxi hoa – khử, định luật bảo toàn electron và cơ chế của quá trình điện phân tôi mạnh dạn tổng hợp thành một phương pháp giải giúp cho học sinh rèn luyện kỹ năng và bổ trợ kiến thức cho các em hoàn thành tốt bài thi và đạt kết quả cao trong kỳ thi THPT Quốc gia. Trong phạm vi của một đề tài sáng kiến kinh nghiệm tôi chú trọng vào rèn luyện kỹ năng giải bài toán điện phân cơ bản trong chương trình thi THPT Quốc gia, không đề cập đến kiến thức chuyên sâu của quá trình điện phân (quá thế, điện cực tan, các bình điện phân mắt nối tiếp). Mặc dù bản thân đã rất cố gắng, nhưng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp của các đồng nghiệp và học sinh ! 1.2. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI: - Củng cố phương pháp giải bài tập hay. Rèn luyện khả năng tư duy thông minh, tích cực sáng tạo nhằm tạo hứng thú học tập bộ môn hoá học cho học sinh THPT. - Đối với các em học sinh, đặc biệt là học sinh khối lớp 12 đang chuẩn bị cho kỳ thi THPT Quốc gia thì đây là một phương pháp tốt để các em rèn luyện kỹ năng giải nhanh và rất hiệu quả, không cần nhiều cho việc tìm hiểu sâu về các quá thế của quá trình điện phân. 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Đối tượng nghiên cứu là học sinh khối 12 của trường THPT Triệu sơn 2 và đặc biệt nhất là học sinh các lớp 12C1, 12C2, 12C3, 12C4 đã và đang ôn thi ban tự nhiên và ban cơ bản A, B chuẩn bị cho kỳ thi THPT Quốc gia 2019. 1.4. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU: - Áp dụng cho học sinh trường THPT Triệu sơn 2 và đặc biệt là học sinh lớp 12C1, 12C2, 12C3, 12C4 đang ôn thi THPT Quốc gia 2019 với ban học tự nhiên và ban cơ bản A, B. - Nội dung kiến thức theo chương trình sách giáo khoa do Bộ GD & ĐT biên soạn. Độ khó của kiến thức tương đương với đề thi THPT Quốc gia do Bộ GD & ĐT tổ chức thi hàng năm. - Nội dung đề tài là vận dụng định luật bảo toàn (ĐLBT) electron giải các bài toán điện phân trong chương trình ôn thi THPT Quốc gia, không mở rộng cơ chế điện phân xét theo quá thế, không giải các bài toán nâng cao dành thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế.... 1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Trên cơ sở lý thuyết về phản ứng oxi hóa – khử và cơ chế của quá trình điện phân (điện cực trơ) ở các điện cực: trong mỗi giai đoạn điện phân thì số electron chất khử nhường ở anot (A) luôn bằng số electron chất oxi hóa nhận ở catot (K) (số electron trao đổi được bảo toàn) và trên cơ sở lý thuyết về dãy điện hóa của các cặp oxi hóa khử ta xét được thứ tự các ion (các chất) ưu tiên điện phân trên các điện cực từ đó xác định được các sản phẩm tạo thành, áp dụng biểu thức của phương trình Faraday và vận dụng ĐLBT electron tính được khối lượng của các sản phẩm tạo thành. Từ cơ sở của lý thuyết kết hợp với thực tiễn yêu cầu của bộ môn học Hóa học về phương pháp kiểm tra đánh giá bằng hình thức trắc nghiệm, dựa trên thực tế nhu cầu học của học sinh về kỹ năng và phương pháp giải nhanh bài toán trắc nghiệm. Trên cơ sở nghiên cứu sách giáo khoa lớp 10, 11 và 12 do Bộ GD & ĐT phát hành, các tài liệu là sách tham khảo về các phương pháp giải nhanh trắc nghiệm dùng để ôn thi THPT Quốc gia. Trong phạm vi của đề tài “Vận dụng định luật bảo toàn electron giải các bài toán điện phân ôn thi THPT Quốc gia cho học sinh khối 12 trường THPT Triệu sơn 2” đưa vào thực tế áp dụng giảng dạy đối với học sinh đã đem lại những kết quả rất tích cực từ phía học sinh (các em đã hiểu rõ hơn về cơ chế và quy luật điện phân và quan trọng hơn là đã rèn được kỹ năng xác định sản phẩm điện phân trong mỗi giai đoạn, vận dụng ĐLBT electron tính nhanh được các kết quả theo yêu cầu của đề bài). Nội dung của đề tài cũng đã được giáo viên báo cáo chuyên đề trong buổi họp tổ chuyên môn, được đồng nghiệp đánh giá cao tính ứng dụng và thiết thực của đề tài thông qua phiếu khảo sát đánh giá kết quả của các giáo viên trong tổ nhóm chuyên môn. 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHẢN ỨNG XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐIỆN PHÂN 2.1.1 Định nghĩa: Điện phân là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực dưới tác dụng của dòng điện một chiều đi qua dụng dịch chất điện li hoặc chất điện li nóng chảy[2]. Trong điện phân có 2 điện cực: Khi có dòng điện một chiều chạy qua chất điện phân các ion dịch chuyển về các điện cực trái dấu. - Cực âm (-) gọi là catot (kí hiệu K): xảy ra quá trình khử. - Cực dương (+) gọi là anot (kí hiệu A): xảy ra quá trình oxi hóa. 2.1.2. Các phương pháp điện phân [3]: a. Phương pháp điện phân nóng chảy: - Dùng dòng điện một chiều trên catot khử ion kim loại bằng cách điện phân các hợp chất nóng chảy như: muối halogenua, hiđroxit kiềm, oxit. - Phương pháp điện phân nóng chảy dùng điều chế các kim loại có tính khử mạnh (kim loại từ Li đến Al trong dãy điện hóa). Điện phân nóng chảy muối halogenua của kim loại kiềm và kiềm thổ: Công thức muối halogenua: MXn (n là hóa trị của M, X là F, Cl, Br, I) MXn Mn+ + nX- Sơ đồ điện phân: K (-) MXn A (+) Mn+ n/c : Mn+, X- X- Mn+ + ne ® M 2X- ® X2 + 2e PT điện phân tổng quát : 2MXn 2M + nX2 VD1 : Điện phân nóng chảy muối NaCl khan. Sơ đồ điện phân: K (-) NaCl A (+) Na+ n/c : Na+, Cl- Cl- Na+ + 1e ® Na 2Cl- ® Cl2 + 2e PT điện phân: 2NaCl 2Na + Cl2 VD2: Điện phân nóng chảy CaCl2 khan: Sơ đồ điện phân: K (-) CaCl2 A (+) Ca2+ n/c : Ca2+, Cl- Cl- Ca2+ + 2e ® Ca 2Cl- ® Cl2 + 2e PT điện phân: CaCl2 Ca + Cl2 Điện phân nóng chảy hiđroxit M(OH)n (M là kim loại kiềm, kiềm thổ) M(OH)n Mn+ + nOH- K (-) M(OH)n A (+) Mn+ n/c: Mn+ OH- OH- Mn+ + ne ® M 4OH- ® 2H2O + O2 + 4e PT điện phân TQ: 4M(OH)n 4M + 2nH2O + nO2 VD: Điện phân nóng chảy NaOH (rắn) NaOH Na+ + OH- K (-) NaOH A (+) Na+ n/c: Na+ ,OH- OH- Na+ + 1e ® Na 4OH- ® 2H2O + O2 + 4e PT điện phân: 4NaOH 4Na + 2H2O + O2 Điện phân nóng chảy oxit kim loại M2On M2On 2Mn+ + nO2- K (-) M2On A (+) Mn+ n/c: Mn+ ,O2- O2- Mn+ + ne ® M 2O2- ® O2 + 4e PT điện phân TQ : 2M2On 4M + nO2 VD: Điện phân nóng chảy Al2O3 (điện cực C grafit) Al2O3 2Al3+ + 3O2- K (-) Al2O3 A (+) Al3+ n/c: Al3+, O2- O2- Al3+ + 3e®Al 2O2- ® O2 + 4e PT điện phân: 2Al2O3 4Al + 3O2. Các quá trình phụ xảy ra ở điện cực Anot: C + O2 CO2 C + CO2 2CO Tại Anot thu được hỗn hợp khí: O2, CO2 và CO. b. Phương pháp điện phân dung dịch muối với điện cực trơ (Pt, C grafit): Vai trò của H2O trong điện phân: - Giúp chất điện li phân li ra ion. - Vận chuyển các ion đến các điện cực. - Có thể tham gia vào quá trình oxi hóa khử tại bề mặt các điện cực, tức tham gia vào quá trình điện phân, cụ thể: Tại K(-): 2H2O + 2e ® 2OH- + H2 Tại A (+): 2H2O ® 4H+ + O2 + 4e Quy luật điện phân: Tại catot (K) (-): cation Mn+, H2O; xảy ra quá trình khử (nhận e). - Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử mà H2O bị khử thay: 2H2O + 2e ® 2OH- + H2 - Cation Mn+ khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn: ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị khử trước (trước H2O): Mn+ + ne → M - Các ion H+ (axit) dễ bị khử hơn các ion H+ (H2O) Ví dụ khi điện phân dung dịch hỗn hợp chứa FeCl3, CuCl2 và HCl thì thứ tự các ion bị khử là: Fe3+ + 1e → Fe2+ ; Cu2+ + 2e → Cu ; 2H+ + 2e → H2 ; Fe2+ + 2e → Fe Tại anot (A) (+): anion gốc axit, H2O; xảy ra quá trình oxi hóa (nhường e). - Các anion gốc axit: I- ; Br- ; Cl- ; S2- ; RCOO- ; sẽ nhường electron cho điện cực (bị oxi hóa) trước H2O và anion có tính khử càng mạnh càng dễ nhường electron theo thứ tự: S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH– > H2O. Ví dụ tại A(+): Cl-, I- , H2O thì thứ tự nhường electron như sau: 2I-I2 + 2e (1); 2Cl-Cl2 + 2e (2); 2H2O4H+ + O2 + 4e (3) - Anion gốc axit chứa oxi () ở anot (+) không tham gia điện phân H2O điện phân (nhường electron) thay: 2H2O ® 4H+ + O2 + 4e Ví dụ 1: Viết sơ đồ và phương trình điện phân tổng quát khi điện phân điện phân điện cực trơ: a. Dung dịch FeCl2 b. Dung dịch CuSO4 c. Dung dịch NaCl (có màng ngăn) d. Dung dịch KNO3 HƯỚNG DẪN GIẢI: a. Dung dịch FeCl2: FeCl2Fe2+ + 2Cl- K (-) FeCl2 A (+) Fe2+, H2O dd: Fe2+, Cl-, H2O Cl-, H2O Fe2+ + 2e Fe 2Cl- Cl2 +2e PT điện phân: FeCl2 Fe + Cl2 b. Dung dịch CuSO4: CuSO4 Cu2+ + SO42- K (-) CuSO4 A (+) Cu2+, H2O dd: Cu2+, SO42-, H2O SO42-, H2O Cu2+ + 2e Cu 2H2O 4H+ + O2 + 4e PT điện phân: 2Cu2+ + 2H2O 2Cu + 4H+ + O2 Hay 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2 * Lưu ý: Tại anot tạo sản phẩm H+ (hay H2SO4) pH của dung dịch giảm trong quá trình điện phân. c. Dung dịch NaCl: NaCl Na+ + Cl- K (-) NaCl A (+) Na+, H2O dd: Na+, Cl-, H2O Cl-, H2O 2H2O + 2e 2OH- + H2 2Cl- Cl2 + 2e PT điện phân: 2Cl- + 2H2O 2OH- + H2 + Cl2 Hay: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 * Lưu ý: Tại catot tạo sản phẩm OH- (hay NaOH) pH của dung dịch tăng trong quá trình điện phân. d. Dung dịch KNO3: KNO3 K+ + NO3- K (-) KNO3 A (+) K+, H2O dd: K+, NO3-, H2O NO3-, H2O 2H2O 4H+ + O2 + 4e 2H2O + 2e 2OH- + H2 PT điện phân: 2H2O 2H2 + O2 * Lưu ý: Tại catot tạo sản phẩm OH- và anot tạo sản phẩm H+ H+ và OH- trung hòa nhau nên pH của dung dịch không thay đổi trong quá trình điện phân. Nhận xét: Khi điện phân dung dịch muối: - Dung dịch muối của ion kim loại sau Al3+ và ion gốc axit không chứa O(trừ F-) thì pH dung dịch tăng dần tới 7 (pH của H2O). - Dung dịch muối của ion kim loại sau Al3+ và ion gốc axit chứa O, F- thì pH dung dịch giảm dần do tạo ra H+. - Dung dịch muối của ion kim loại trước Al3+ và ion gốc axit không chứa O (trừ F-) thì pH dung dịch tăng dần do tạo ra OH-. - Dung dịch muối ion kim loại trước Al3+ và ion gốc axit chứa O, F- thì pH dung dịch không đổi. Ví dụ 2: Viết phương trình điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 a mol; NaCl b mol trong các trường hợp: a. b = 2a b. b > 2a c. b < 2ª HƯỚNG DẪN GIẢI: CuSO4 Cu2+ + SO42- NaCl Na+ + Cl- Tại K (-): Cu2+; Na+; H2O: Cu2+ + 2e Cu 2H2O + 2e 2OH- + H2 Tại A (+): Cl-; SO42-; H2O: 2Cl- Cl2 +2e 2H2O4H+ + O2 + 4e a. b = 2a thì: Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2 hay CuSO4 + 2NaClCu + Cl2 + Na2SO4 sau đó: 2H2O 2H2 + O2 b. b > 2a thì: Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2 hay CuSO4 + 2NaClCu + Cl2 + Na2SO4 sau đó: 2Cu2+ + 2H2O 2Cu + 4H+ + O2 hay 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2 c. b < 2a thì: Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2 hay CuSO4 + 2NaClCu + Cl2 + Na2SO4 sau đó: 2Cl- + 2H2O 2OH- + H2 + Cl2 Hay: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 2.1.3. Biếu thức định luật Faraday [4]: Khối lượng hoặc mol các chất thoát ra ở điện cực: Với: + m: khối lượng đơn chất X thoát ra ở các điện cực. + A: là khối lượng mol nguyên tử của X (gam/mol). + n: là số electron trao đổi tại các điện cực + I: là cường độ dòng điện (A) + t: thời gian điện phân (giây hoặc giờ) + F: hằng số Faraday: nếu t tính bằng giây F = 96500; nếu t tính bằng giờ F =26,8. Từ ( 1) ta có: Mol chất ở điện cực = (1)’ Mol electron điện phân (mol electron trao đổi): 2.1.4. Một số lưu ý: - Để tính nhanh kết quả điện phân ta nên dùng công thức số (2). - Điện phân là quá trình oxi hóa khử nên vận dụng định luật bảo toàn electron cho quá trình xảy ra trên hai điện cực theo từng giai đoạn điện phân: Số mol e nhường tại A (+) = số mol e nhận tại K (-) = Số mol e trao đổi - Để giải được bài toán điện phân cần nắm vững các cơ sở sau: + Khối lượng catot tăng chính là khối lượng của kim loại tạo thành sau điện phân bám vào. Phải xác định rõ bám vào catot bình điện phân là một hay nhiều kim loại (có thể phải biện luận thử đúng hoặc sai theo trật tự phản ứng). + Khối lượng của dung dịch trước và sau khi điện phân luôn thay đổi, được xác định: + Chất rắn thoát ra có thể là kim loại, có thể là chất kết tủa của kim loại hoặc cả hai. + Chất khí thoát ra sau điện phân gồm cả khí thoát ra ở catot và anot (trừ khí gây phản ứng phụ, tạo sản phẩm trong dung dịch). Nếu đề yêu cầu tính lượng khí, phải xác định rõ đó là khí ở điện cực nào, hay là khí sau điện phân. + Điện phân dung dịch muối cho đến khi catot bắt đầu có khí thoát ra thì ngừng điện phân nghĩa là tiến hành điện phân dung dịch muối cho đến hoàn toàn thì dừng điện phân. + Việc tính toán ở bài toán điện phân thường khá đơn giản, chủ yếu xoay quanh ba yếu tố: cường độ dòng điện, thời gian điện phân và lượng chất thoát ra ở các điện cực. Đề sẽ cho ba yếu tố trên và hỏi yếu tố còn lại. Do đó nếu đã rõ ràng I, t thì trước hết tính số mol electron trao đổi trong quá trình điện phân rồi biện luận theo trật tự điện phân. + Ngược lại nếu cho lượng chất thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về lượng dung dịch, khối lượng điện cực, pH ... thì tìm cách tính ngay số mol electron theo lượng chất tạo thành để thế vào công thức rồi tính I hoặc t. 2.2. THỰC TRẠNG 2.2.1. THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN: - Thuận lợi: Trên cơ sở lý thuyết về quá trình điện phân, ta xác định được thứ tự ưu tiên các chất điện phân dựa trên quy luật của dãy điện hóa: Anot (A): chất (ion) nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường electron trước cuối cùng là H2O điện phân; catot (K): chất (ion) nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ nhận electron trước cuối cùng là H2O điện phân. Vận dụng ĐLBT electron vào cho mỗi giai đoạn điện phân trên các điện cực tính toán được nhanh các kết quả theo yêu cầu đề bài đặc biệt là giải nhanh được các bài toán trắc nghiệm. Phương pháp này giúp các em học sinh nhận định được bài toán điện phân dạng tổng quát nhanh, từ đó tính nhanh được kết quả một các chính xác mà không sợ bị nhầm lẫn. - Khó khăn: Khi viết các quá trình oxi hóa – khử xảy ra trên các điện cực của quá trình điện phân đòi hỏi học sinh phải nắm vững được cơ chế của sự điện phân, sự ưu tiên theo thứ tự tham gia nhường – nhận electron ở các điện cực, khi nào thì H2O điện phân ở catot và khi nào thì H2O điện phân ở anot ... rất dễ bị nhầm lẫn. Nếu không xác định được chính xác thứ tự các chất và ion điện phân thì sẽ không xác định đúng sản phẩm tạo thành dẫn đến việc tính toán sẽ sai kết quả. 2.2.2 THÀNH CÔNG VÀ HẠN CHẾ CỦA PHƯƠNG PHÁP: - Thành công: Trong việc phân dạng phương pháp giải bài toán trắc nghiệm giáo viên coi đây như một tài liệu giảng dạy các chuyên đề đồng thời cũng là tài liệu để học sinh tự giác học tập và ôn tập theo định hướng của giáo viên. Đề tài đã đưa ra cơ bản quy luật điện phân ở các điện cực, đặt biệt là điện phân dung dịch với nhiều muối (nhiều cation và nhiều anion cùng tham gia điện phân), từ đó kết hợp với việc vận dụng được ĐLBT electron tính toán được các giá trị cần thiết cho mỗi giai đoạn của điện phân. Cung cấp học sinh các dạng toán điện phân thường gặp với nhiều mức độ nên khá phù hợp và hiệu quả với nhiều đối tượng học sinh. - Hạn chế: Trong giới hạn và phạm vi, đề tài chỉ đề cập giải các bài toán điện phân trong chương trình thi THPT Quốc gia. Một số bài toán đặt ra yêu cầu cùng lúc kết hợp nhiều nội dung kiến thức: qui luật điện phân, cơ chế của phản ứng oxi hóa khử, sự điện li của các chất trong nước, pH của dung dịch và kiến thức về dòng điện của bộ môn Vật lí nên gây k
Tài liệu đính kèm:
- skkn_van_dung_dinh_luat_bao_toan_electron_giai_cac_bai_toan.doc