Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 1 CHUYÊN ĐỀ 10 : KỶ THUẬT GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN CƠ SỞ LÝ THUYẾT. I. ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY. 1. MUỐI CLORUA: VD 1: ĐPNC NaCl 2 nc + - NaCl Na +Cl +( ) : Na 1 -( ) : 2Cl 2 2 dpnc K e Na A e Cl NaCl Na Cl 2. BAZƠ: NaOH, KOH... VD2: đpnc NaOH ( ) : 1 ( ) : 4 4 2 2 2 4NaOH 4 2 2 2 Nc NaOH Na OH K Na e Na A OH e O H O dpnc Na O H O 3. OXIT KIM LOẠI: Al2O3 VD3: đpnc Al2O3 3 2 2 3 2 3 3( ) : 3 2( ) : 4 2 2 4 3 2 3 2 nc Al O Al O K Al e Al A O e O nc Al O Al O II. ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH. 1. ĐƠN CHẤT a) Quy tắc ở catot (K) => Cation không tham gia điện phân : 2 2 2 3, , , , ,K Na Ca Ba Mg Al => H + /H2O tham gia điện phân. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 (1) 2 2 H O H OH H e H H O e H OH => Cation tham gia điện phân: Từ Zn2+ Au3+ 2 2Cu e Cu Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 2 b) Quy tắc ở Anot (A) => Anion không tham gia điện phân: 2 2 2 3 4 3 3, , , ...NO SO SO CO => OH - /H2O tham gia điện phân 2 2 2 2 2 4 2 2 2 4 4 (2) 2 2 H O H OH OH e O H H O e O H => Anion tham gia điện phân: , , , ...F Cl Br I 2 2 2 Cl e Cl 2. HỖN HỢP. a) Quy tắc ở catot (K): Tính OXH càng mạnh thì điện phân trước Thứ tự điện phân: 3 2 2 2/ ax / 2 Ag Fe Cu H it Fe Zn H H O b) Quy tắc ở Anot (A): Tính khử càng mạnh càng điện phân trước Thứ tự điện phân: / / 2 I Br Cl OH bazo OH H O CƠ SỞ PHƢƠNG PHÁP. Sƣ dụng phƣơng pháp bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố và đặc biệt dùng phƣơng pháp viết sơ đồ điện phân. Lƣu ý: + Nhớ n : sè mol e trao ®æi e I.t I : Cêng ®é dßng ®iÖn n e F t : thêi gian ®iÖn ph©n (s) F=96500: h»ng sè faraday + Phải nắm đƣợc cụm từ “ Khi nước bắt đầu điện phân ở 2 điện cực thì ngừng điện phân” => có nghĩa là các chất tham gia điện phân đã hết và H2O điện phân ở K hoặc A hoặc cả hai. BÀI TẬP ÁP DỤNG. Câu 1: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4và 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 SO 24 không bị điện phân trong dung dịch) A. 2b = a. B. b 2a. (Trích đề thi đại học khối B 2007) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2 K( ) : Cu + 2 e Cu d / l 2 2 a 2a aCuSO Cu + SO 4 4 a a 2H O + 2e H 2OH (1) 2 2 d / l § iÖn ly: NaCl Na + Cl A( ) : 2 Cl - 2 e Clb b 2 2b 2b bH O H + OH 2 2H O - 4e O 4H (2) 2 2 Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 3 KỶ THUẬT GIẢI Dựa vào sơ đồ ta nhận thấy để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng => Dung dịch sau phản ứng có tính bazo => (2) không xảy ra => Cl( dư) =>(1) điện phân => dpdd2 Cu + 2 Cl Cu + Cl 2 2aaTQ : b 2a D Cl (d) H O Cl + H OH 2 2 2 Cách khác dpdd dd sau làm pp Hång CuSO + 2 NaCl Cu + Cl + Na SO NaCl ph¶i d 4 2 2 4 2a a dpdd 2NaCl + 2H O Cl + H + 2NaOH b > 2a D 2 2 2 Nhận xét Bài này không khó, nhưng phải nắm phương pháp giải bài toán điện phân. Bài trên thầy giải hơi dài, nhưng thầy muốn đưa ra bản chất điện phân.E nào năm chắc điện phân, chỉ cần giải đơn giản như thề này: dpdd2Cu + 2 Cl Cu + Cl 2 2aaTQ : b 2a D Cl (d) H O Cl + H OH 2 2 2 Câu 2: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu đƣợc 0,32 gam Cu ở catôt và một lƣợng khí X ở anôt. Hấp thụ hoàn toàn lƣợng khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thƣờng). Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi). Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là A. 0,15M. B. 0,1M. C. 0,05M. D. 0,2M. (Trích đề thi đại học khối A 2007) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY Điện ly 2K( ) : Cu 2 e Cud / l 2CuCl Cu + Cl 0,01 0,0052 A( ) : 2Cl 2 e ClH O H + OH 22 0,01 0,005 KỶ THUẬT GIẢI bd Cl + 2 NaOH NaCl + NaClO + H O n 0,01 0,2.0,05 0,02 2 2 NaOH 0,01 0,005 bd C 0,1M B NaOH Nhận xét Bài này nhẹ ngàng quá ta. Chỉ cần nắm cơ bản về điện phân là làm đc mà. Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 4 Câu 3: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì ( hiệu suất điện phân 100%) thu đƣợc m kg Al ở catot và 67,2 m3(ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nƣớc vôi trong (dƣ) thu đƣợc 2 gam kết tủa. Giá trị của m là A. 108,0. B. 67,5. C. 54,0. D. 75,6. (Trích đề thi đại học khối B 2009) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2 PTDP dpnc 2 2 Ca(OH) du 3 2 3000 3K( ) : Al 3e Al nc 3 2 Al O 2Al + 3O 2Al O 4Al 3O 22 3 2 3A( ) : 2O 4e O 2 CO O C X CO CaCO 2 O KỶ THUẬT GIẢI CO 2 0,1 0,02 Ca(OH) du a b 0,08 a 0,063000 2X CO : a CaCO 3 28a 32b 2,32 b 0,02 O : b 0,022 0,1 CO : 600 2 BTO n 3000 CO :1800 n 600.2 1800.1 600.2 21 X O 2O : 600 2 00(mol) n 2800 m 2,8.27 75,6 Kg D Al Nhận xét Bài này một thời làm mưa, làm gió về điện phân, nhưng hiện tại bây giờ thì chỉ mức độ Tb của đề thi THPT QG. Hs phải nắm được điện cực trơ là than chì (C)=> C+O2 hh khí. Bài trên hs phải để ý tổng số mol là 3000 mà chỉ lấy 0,1. Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 5 Câu 4: 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 cƣờng độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu đƣợc sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là A. 5,40. B. 1,35. C. 2,70. D. 4,05. (Trích đề thi đại học khối B 2009) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2 2 2 2 d / l 2 2 CuSO Cu + SO 2 K( ) : Cu + 2e Cu4 4 0, 05 0, 05 d / l § iÖn ly NaCl Na + Cl 0,25 0, 25 A( ) : 2Cl 2e Cl 2 H O H + OH 2 2H O + 2e H 2OH (1) 2H O - 4e O + 4H (2) KỶ THUẬT GIẢI Cl 2 I.t 5.3860CT n n n 0,2 n 0,25 Cl (d) e(nhêng) e(nhËn)e(trao ®æi) F 96500 H O chØ ®iÖn ph©n ë K(-) (2) kh«ng x¶y ra. 2 K( ) : Cu + 2 e Cu 0,10,05 2H O + 2 e H 2OH (1) 2 Al 2OH 2H O 2AlO 3H 2 2 2 2 2 0,1 0,1 0,1 0,1 A( ) : 2Cl 2 e Cl 2 0,2 m 2,7 A Nhận xét Để làm được bài này học sinh cần lưu ý: phải khẳng định được 2 H O chØ ®iÖn ph©n ë K(-) Câu 5: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu đƣợc dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lƣợng 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 đƣợc 12,4 gam kim loại. Giá trị của x là A. 1,50. B. 3,25. C. 2,25. D. 1,25. (Trích đề thi đại học khối B 2010) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 22 2 K( ) : Cu + 2 e CuCuSO Cu + SO 4 4 2a aa0,2x 0,2x§ iÖn ly A( ) : H O 4 e O 4 H 2 2H O H + OH 2a 2a2 0,5a Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 6 KỶ THUẬT GIẢI 2 Cu Do Y vÉn cßn mµu xanh => Y 2 Cu : 0,2x 0,1H Y H : 0,2 m m m 64a 16a 8 a 0,1 Cudd O 2 16,8 n 0,3 Fe 56 Fe Y 2 2 Fe Cu Fe Cu 0,2x 0,1 0,2x 0,10,2x 0,1 2 Fe 2 H Fe H 2 0,1 0,2 m m m KL Cu Fe(d) 12, 4 64(0,2x 0,1) 56(0,3 0,2x) x 1,25 D Nhận xét Học sinh thường mắc sai lầm không biết m m m Cudd O 2 , dự đoán được KL sau phản ứng phải chứa Fe(dư) Câu 6: Hoà tan 13,68 gam muối MSO4 vào nƣớc đƣợc dung dịch X. Điện phân X (với điện cực trơ, cƣờng độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, đƣợc y gam kim loại M duy nhất ở catot và 0,035 mol khí ở anot. Còn nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu đƣợc ở cả hai điện cực là 0,1245 mol. Giá trị của y là A. 3,920. B. 5,472. C. 4,480. D. 1,680. (Trích đề thi đại học khối A 2011) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2+ K(-):M + 2 e M 0,14 0, 07t +A(+):2H O - 4 e O + 4H 2 2 0,142+ 2- 0, 035MSO M + SO 4 4 §iÖn ly + - H O H + OH 2 2+K(-): M + 2 e M 0, 0855 0,171 2t - 2H O + 2 e H +2OH 2 2 0,109 0, 0545 A( + +):2H O - 4 e O + 4H 2 2 0,28 0, 07 Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 7 KỶ THUẬT GIẢI t t 2n 0,035 M (d) H O cha ®iÖn ph©n O / A 2 2 n =0,0545 H2t 2 2n 0,07 0,1245 M (hª t) H O ®iÖn ph©n ë K O / A 2 2 0,07.4 0,0545.2 13,68BTe n = =0,0855 M= - 96 = 64 M : Cu 2 2 0,0855M y = 0,0 7.64 = 4,48 C Nhận xét Các em phải dự đoán đƣợc dạng toán t và 2t là TH1: t => H2O chƣa điện phân ở K. Còn 2t thì mới điện phân. Bài này các em phải chú ý đề bài yêu cầu tính khối lƣợng KL ở thời điểm t, nhiều em hay nhầm lẫn ở 2t => B Câu 7: Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO3)2(điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khối lƣợng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng điện phân (giả thiết lƣợng nƣớc bay hơi không đáng kể). Tất cả các chất tan trong dung dịch sau điện phân là A. KNO3và KOH. B. KNO3, HNO3 và Cu(NO3)2. C. KNO3, KCl và KOH. D. KNO3 và Cu(NO3)2. (Trích đề thi đại học khối A 2011) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2+K( ) : Cu + 2 e Cu d/l 2+ - 0,15 0,3 0,15Cu(NO ) Cu + 2 NO 3 2 3 0,15 0,30,15 2H O + 2e H + 2OH (1) 2 2 d/l + -§iÖn ly KCl K + Cl A( ) : 2 Cl - 2 e Cl0,1 0,1 0,1 2 0,1 0,1 + -H O H + OH 2 0,1 2H O - 4e O + 4H (2) 2 2 KỶ THUẬT GIẢI Cách 1: Giả sử H2O chƣa điện phân ở 2 cực n 0,3 n = 0,1 => H O ®iÖn ph©n ë A(+) => (1) kh«ng x¶y ra, (2) x¶y ra e(nhêng) e(nhËn) 2 2+K( ) : Cu + 2 e Cu 2x 0,05 4x 0,1 2x 0,05 A( ) : 2 Cl - 2 e Cl 2 0,1 0,1 0,05 2H O - 4 e O + 4H (2) 2 2 4x x m 64(2x 0,05) 0,05.71 32x 10,75 dd Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 8 2 3 2 K H x 0,025 Cu (d) 0,15 2.0,025 0,05 0,05 Dd sau ®iÖn ph©n gåm B NO Cu Cách 2 : ®pdd Ta nhËn thÊy: 2 KCl + Cu(NO ) Cu + Cl 2KNO Cu(NO ) (d) 3 2 2 3 3 2 0,1 0, 05 0, 050, 05 0,15 0, 05 0,1 ®pdd 2 Cu(NO ) + 2H O 2 Cu + O + 4HNO 3 2 2 2 3 2x x2x m 64(2x 0, 0 dd 5) 0, 05.71 32x 10,75 x 0, 025 n (d) 0,15 0, 05 0, 05 0, 05 Cu(NO ) 3 2 KNO 3 DD sau ®iÖn ph©n HNO B 3 Cu(NO ) 3 2 Nhận xét Bài này tác giả ra quá lỗ liễu, chỉ cần biết số mol e nhường > số mol e nhận => Nước điện phân ở A => dd sau điện phân chứa H+ => B Câu 8: Điện phân 150 ml dung dịch AgNO31M với điện cực trơ trong t giờ, cƣờng độ dòng điện không đổi 2,68A (hiệu suất quá trình điện phân là 100%), thu đƣợc chất rắn X, dung dịch Y và khí Z. Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau khi các phản ứng kết thúc thu đƣợc 14,5 gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khửduy nhất của N+5). Giá trị của t là A. 1,2. B. 0,3. C. 0,8. D. 1,0. (Trích đề thi đại học khối A 2012) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY AgNO Ag + NO K( ) : Ag + e Ag3 3 0,15 xx x0,15§ iÖn ly A( ) : H O 4 e O + 4 H H O H + OH 2 2 2 x x KỶ THUẬT GIẢI 2 3 Fe + 8H + 2NO Fe + 2NO + 4H O 3 2 3 / 8x x Dù ®o¸n Ag (d) 0,15 x 2 Fe + 2 Ag Fe + 2 Ag 0,15 x 0,15 x 0,15 x 2 0,15 x m m m (p) 108.(0,15 x) 56.(3 / 8x ) 14,5 12,6 1,9 x 0,1 Ag FeKL 2 Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 9 n .96500 0,1.96500et 3600(s) 1,0h D 2,68 2,68 Nhận xét Bài này về điện phân không có vấn đề gì, hs cần lưu ý phải dự đoán được Fe dư và phải năm được m m m (p) Ag FeKL Câu 9: Điện phân dung dịchhỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3, 0,2 mol CuCl2 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu đƣợc V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của V là A. 5,60. B. 11,20. C. 4,48. D. 22,40. (Trích đề thi đại học khối B 2012) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY d / l 3 FeCl Fe + 3Cl 3 0,1 0,3 0,1 3 2K( ) : Fe + 1 e Fe 2 0,1 0,1 0,1CuCl Cu + 2 Cl 2 0,4 20,2§ iÖn ly Cu + 2 e Cu0,2 0, 4 00,2 HCl H + Cl 0,1 0,1 0,1 H O H + OH 2 V 5,6 A ,2 A( ) : 2Cl + 2 e Cl 2 0,5 0,25 Nhận xét Nắm được thứ tự điện phân, và đặc biệt phải chú ý khi ở catot bắt đầu thoát khí có nghĩa là H +/ axit chưa điện phân Câu 10: Tiến hành điện phân (với điện cực trơ) V lít dung dịch CuCl2 0,5M. Khi dừng điện phân thu đƣợc dung dịch X và 1,68 lít khí Cl2(đktc) duy nhất ở anot. Toàn bộ dung dịch X tác dụng vừa đủ với 12,6 gam Fe. Giá trị của V là A. 0,15. B. 0,80. C. 0,60. D. 0,45. (Trích đề thi cao đẳng 2012) KỶ THUẬT GIẢI dpdd CuCl Cu + Cl 2 2 0,0750,075 PT § P V 0,6 C dpdd Fe + CuCl FeCl + Cu 2 2 0,225 0,225 Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 10 Câu 11: Tiến hành điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4và NaCl (hiệu suất 100%, điện cực trơ, màng ngăn xốp), đến khi nƣớc bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng điện phân, thu đƣợc dung dịch X và 6,72 lít khí (đktc) ở anot. Dung dịch X hòa tan tối đa 20,4 gam Al2O3. Giá trị của m là A. 25,6. B. 50,4. C. 51,1. D. 23,5. (Trích đề thi đại học khối B 2013) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2 2 2 2 d / l 2 2 2CuSO Cu + SO K( ) : Cu + 2e Cu4 4 d / l § iÖn ly NaCl Na + Cl A( ) : 2Cl 2e Cl 2 H O H + OH 2 2H O + 2e H 2OH (1) 2H O - 4e O + 4H (2) KỶ THUẬT GIẢI Cách 1: Khi nƣớc bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực thì ngừng điện phân có nghĩa là (1) hoặc (2) xảy ra 2K(-) : Cu 2 e Cu 0,20,1 -TH1: (1) x ¶ y ra (2) kh«ng x ¶ y ra 2H O 2 e H 2OH (1) 2 2 0,4 0,4 - A( ) : 2 Cl - 2 e Cl 2 0,6 0,6 0,3 - -Al O 2OH 2AlO H O m 0,1.160 2 3 2 2 0,4 0,2 0,6.58,5 51,1 C Cách 2: Viết ptđp Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 11 A K dpdd TH1: 2 NaCl 2H O Cl H 2 NaOH 2 2 2 2(0,3 x) 2(0,3 x) 0,3 x Al O 2 NaOH 2NaAlO H O 2 3 2 2 2(0,3 x) 0,3 x K A dpdd CuSO 2 NaCl Cu Cl Na SO 0,3 x 0,2 x 0,1 4 2 2 4 2x xx m 0,1.16 4 0 0,6.58,5 51,1 C TH2 : CuSO (d) lo¹i Nhận xét Dạng toán dung dịch sau điện phân tác dụng với Al, Al2O3, Al(OH)3 hoặc Zn, ZnO, Zn(OH)2, các em phải nhạy cảm là TH dung dịch sau điện phân thường là chứa OH - . Câu 12: Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cƣờng độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu đƣợc 2,464 lít khí ở anot (đktc) . Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu đƣợc ở cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc) . Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không 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) KỶ THUẬT GIẢI TH1: thời gian t Cu2+ dư 2K( ) : Cu + 2e Cu TH : t A( ) : 2 Cl 2 e Cl n 0,24 2 e(trao ®æi) 0,2 0,2 0,1 2H O - 4 e O + 4H (1) 2 2 0,04 0,01 TH 2: thời gian 2t Cl -không thể điện phân , chỉ có nước điện phân ở A và K Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 12 2K( ) : Cu + 2 e Cu 0,3 0,150,15 2H O + 2 e H 2OH (2) 2 2 0,18 0,09 n TH : 2t e(trao A( ) : 2 Cl 2 e Cl 2 0,2 0,2 0,1 2H O - 4 e O + 4H (3) 2 2 0,04 0,01 2H O - 4 e O + 4H (4) 2 2 0,24 0,06 0, 48 ®æi) a 0,15 n 0,26 khi Nhận xét Dạng toán này ta phải dự đoán tại thời điểm t => Cu2+còn dư => H2O chưa điện phân ở K. Còn thời điểm 2t H2O ở 2 điện cực điện phân. Đặc biệt cần phải để ý ở A Cl - ở thời điểm t đã hết => 2t H2O điện phân tiếp. Câu 13: Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 (0,05 mol) và NaCl bằng dòng điện có cƣờng độ không đổi 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu đƣợc dung dịch Y và khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,24 lít (đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa 0,8 gam MgO. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là A. 6755 B. 772 C. 8685 D. 4825 (Trích đề thi cao đẳng 2014 ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2d / l 2 2 K( ) : Cu + 2e CuCuSO Cu + SO 4 4 0, 05 0, 05 0, 05 2H O + 2e H 2OH (1) 2 2d / l § iÖn ly NaCl Na + Cl A( ) : 2Cl 2e Cl 2 H O H + OH 2 2H O - 4e O 2 2 + 4H (2) Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 13 KỶ THUẬT GIẢI 2+K(-):Cu + 2 e Cu 0,05 0,1 - 2H O + 2 e H + 2OH (1) 2 2 + - H +OH H O2x 2x 2x 2x 2x - + 2+A(+):2Cl -2 e Cl 2 H + MgO Mg +H O 2 2 2y 0,04 0,02y + 2H O - 4 e O + 4 H (2) 2 2 4z 4z z BTe -2x+2y+4z=0,1 x= 0,04 2.tPT sè mol khi x+y+z=0,1 y= 0,03 n = 2.0,04 + 0,1= => t = 8685=> C e 96500 z= 0,03 +PT sè mol H 2x+0,04=4z Nhận xét Ta phải nhanh nhạy ở chỗ spđp + MgO => Sp có H+. Mặt khác theo đề ra khí thoát được ở 2 điện cực => khẳng định K(-) H2O đã điện phân. Đến đây ta phải dự đoán H2O ở A đã điện phân => H+ + OH- H2O => H + dư. Câu 14: Điện phân dung dịch muối MSO4 (M là kim loại) với điện cực trơ, cƣờng độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây, thu đƣợc a mol khí ở anot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu đƣợc ở cả hai điện cực là 2,5a mol. Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, khí sinh ra không tan trong nƣớc. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Khi thu đƣợc 1,8a mol khí ở anot thì vẫn chƣa xuất hiện bọt khí ở catot. B. Tại thời điểm 2t giây, có bọt khí ở catot. C. Dung dịch sau điện phân có pH < 7 D. Tại thời điểm t giây, ion M2+ chƣa bị điện phân hết. (Trích đề thi THPT QG 2015) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2+ K(-):M + 2 e M2+ 2- MSO M + SO 4 4 4a 2at §iÖn ly ++ - A(+):2H O - 4 e O + 4HH O H + OH 2 22 4a a Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 14 2+ K(-):M + 2 e M 3,5a 7a 3,5a2+ 2-MSO M + SO 4 4 2t -§iÖn ly 2H O + 2 e H +2 OH 2 2+ - a aH O H + OH 0,5a2 + A(+):2H O - 4 e O + 4 H 2 2 8a 8a 2a KỶ THUẬT GIẢI Tại thời gian t => M2+ còn dƣ => loại D Tại thời gian 2t => Ở K xuất hiện bọt khí => loại B Ta nhận thấy số mol H+ lớn hơn số mol OH-=> Dd sau đp có PH loại C Chọn A vì 2+ K(-):M + 2 e M 3,5a 7a 3,5a 2t - 2H O + 2 e H +2OH ë K xuÊt hiÖn khi => A 2 2 0,2a 0,1a +A(+):2H O - 4 e O + 4 H 2 2 7,2a 1,8a Nhận xét Các em phải dự đoán đƣợc dạng toán t và 2t là TH1: t => H2O chƣa điện phân ở K. Còn 2t thì mới điện phân. Bài này các em phải chú ý đề bài yêu cầu tính khối lƣợng KL ở thời điểm t, nhiều em hay nhầm lẫn ở 2t => B Câu 15: Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 bằng dòng điện một chiều có cƣờng độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn). Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu đƣợc khí ở hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và dung dịch X. Dung dịch X hoà tan đƣợc tối đa 2,04 gam Al2O3. Giả sử hiệu xuất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong dung dịch. Giá trị của t là A. 7720. B. 9408. C. 9650. D. 8685. (Trích đề thi THPT QG 2016) ĐỊNH HƢỚNG TƢ DUY 2K( ) : Cu + 2 e Cud / l 2 2CuSO Cu + SO 0,14 4 0,05 0,05 0,05 0,05 2H O + 2e H 2OH (1) d / l 2 2 § iÖn ly NaCl Na + Cl A( ) : 2Cl 2e Cl 2 H O H + OH 2 2H O 2 - 4e O + 4H (2) 2 Tư duy sáng tạo phương pháp giải để chinh phục 8,9,10 điểm THPT QG năm 2017 Biên soạn: Nguyễn Văn Xô 0988722293 15 KỶ THUẬT GIẢI 2+K(-):Cu + 2 e Cu 0,05 0,1 H OH H O 2 4z 4z- 2H O + 2 e H + 2 OH (1) TH 12 2 Al O 2OH 2AlO2x 2x 2 3x 0,04 0,02-A(+):2Cl -2 e Cl 2 2y y + 2H O - 4 e O + 4 H (2) 2 2 4z 4z z H O 2 2 H OH H O 2 TH 2 3Al O 6H 2Al 3H O 2 3 2 TH 1:OH d BTe -2x+2y+4z=0,1 x= 0,03 PT sè mol khi x+y+z=0,105 y= 0,07 z= 0,0 PT sè mol OH 4z+0,04=2x 2.t n = 2.0,03 + 0,1= => t = 7720=> A e 96500 05 Nhận xét Ta phải nhanh nhạy ở chỗ spđp + Al2O3 => Sp có OH - . Mặt khác theo đề ra khí thoát được ở 2 điện cực => khẳng định K(-) H2O đã điện phân. Đến đây ta phải dự đoán H2O ở A đã điện phân => H+ + OH- H2O => OH - dư.
Tài liệu đính kèm: