Sáng kiến kinh nghiệm phương pháp giải nhanh và chuyên sâu bài toán điện phân hóa học 12

29 376 0
Sáng kiến kinh nghiệm phương pháp giải nhanh và chuyên sâu bài toán điện phân hóa học 12

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH VÀ CHUYÊN SÂU BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN HÓA HỌC 12” 2 PHẦN 1: LÝ DO VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM -      -    100%.   .    - Tđề thi đại học cao đẳng luôn có 1 đến 2 câu toán khó mà học sinh hay bị lúng túng xử lí  - học sinh giỏi tỉnh và quốc gia   điện phân-pin điện. -    “ Phương pháp giải nhanh và chuyên sâu dạng bài toán điện phân”. Tr bốn phần chính  lý thuyết tổng quát về điện phân, các bài tập có thể gặp trong đề thi đại học-cao đẳng và học sinh giỏi (tỉnh, quốc gia), lý thuyết mở rộng và ứng dụng của điện phân. 3 PHẦN 2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Tình hình thực tế và biện pháp thực hiện 2.1.1. Tình hình thực tế trước khi thực hiện đề tài. -   t  -               -  - - - -   2.1.2. Biện pháp thực hiện đề tài. 2.1.2.1. Những kiến thức cần trang bị. -  -  -  -  2.1.2.2. Những điểm cần lưu ý. -  - F = 96500 C·mol  ứng với t là s, F=26,8 ứng với t là h 2.2. Nội dung 2.2.1. Lí thuyết 2.2.1.1. Định nghĩa   4  - Cực âm (-) gọi là catot (kí hiệu K - Cực dương (+) gọi là anot (kí hiệu A):  * Bạn đọc chú ý  Ví dụ 2 :  2  Cu 2+ + 2Cl - - ): Cu 2+ + 2e  Cu 2Cl -  Cl 2 + 2e  2 dp  Cu + Cl 2 * Hai loại điện phân chủ yếu 2.2.1.2. Điện phân nóng chảy (muối, bazơ, oxit) a. Điện phân nóng chảy muối (chủ yếu là muối halogen của kim loại kiềm và kiềm thổ):  n  MX n nc  M n+ + nX - -): M n+ + ne  M  -  Cl 2 + 2e  : MX n dpnc  M + X 2 Ví dụ  2 -  : NaCl nc  Na + + Cl - -) : Na + + 1e  Na; -): 2Cl -  Cl 2 + 2e  dpnc  2Na + Cl 2 -  2 : CaCl 2 nc  Ca 2+ + 2Cl - -) : Ca 2+ + 2e  Ca; -): 2Cl -  Cl 2 + 2e  2 dpnc  Ca + Cl 2 b. Điện phân nóng chảy hiđroxit M(OH) n (M là kim loại kiềm, kiềm thổ) M(OH) n nc  M n+ + nOH - -): M n+ + ne  M OH -  2H 2 O + O 2 + 4e 5  : 4M(OH) n dpnc  4M + 2nH 2 O + nO 2 Ví dụ  NaOH nc  Na + + nOH - -): Na + + e  Na OH -  2H 2 O + O 2 + 4e  : 4NaOH dpnc  4Na + 2H 2 O + O 2 c. Điện phân nóng chảy oxit kim loại M 2 O n M 2 O n nc  2M n+ + nO 2- -): M n+ + ne  M  2-  O 2 + 4e  : 2M 2 O n dpnc  4M + nO 2 Ví dụ 2 O 3 Al 2 O 3 nc  2Al 3+ + 3O 2- -): Al 3+ + 3eAl  2-  O 2 + 4e  2 O 3 dpnc  4Al + 3O 2 2.2.1.3. Điện phân dung dịch 2.2.1.3.1. Vai trò của H 2 O trong điện phân: -  -  -   -): 2H 2 O + 2e  2OH - + H 2   2 O  4H + + O 2  + 4e 2.2.1.3.2. Quy luật chung, quy tắc K, quy tắc A Quy luật chung: -  K: Ag + ; Cu 2+ thì Ag + + 1e 2+ + 2eCu -  - ; Cl - thì 2Br - Br 2  - Cl 2 + 2e. a. Quy tắc ở K:  n+ và H +  -  n+  3+ và Al 3+   +  6 H +  2 O   2H + + 2OH - 2H + + 2e  H 2 2H 2 O + 2e  H 2 + 2OH - H + do axit phân li: 2H + + 2e  H 2 -  n+  3+ thì catio  M n+ + ne  M - - + ; Fe 3+ ; Cu 2+ ; H + ; H 2  Ag + + 1e  Ag (1) Fe 3+ + 1e  Fe 2+ (2) Cu 2+ + 2e  Cu (3) 2H + + 2e  H 2 (4) Fe 2+ + 2e  Fe (5) 2H 2 O + 2e  2OH - + H 2 (6) b. Quy tắc ở anot:  -  * Đối với anot trơ (là anot không tham gia vào quá trình phản ứng) -  - ; Br - ; Cl - ; S 2- ; RCOO -                    2- > I - > Br - > Cl - > RCOO - > H 2 O Ví dụ  - , I - ; H 2  2I -  I 2 + 2e (1); 2Cl -  Cl 2 + 2e (2); 2H 2 O  4H + + O 2 + 4e (3) -  3  ; SO 4 2- ; CO 3 2- ; và F - ; OH -              2    electron thay: 2H 2 O  4H + + O 2 + 4e * Đối với anot hoạt động nion: Zn  Zn 2+ +2e; Cu  Cu 2+ +2e Chú ý Độ tăng khối lượng tại K = độ giảm khối lượng tại A Ví dụ 1  7  2  4   3 Hướng dẫn giải: a. FeCl 2  Fe 2+ + 2Cl - -): Fe 2+ ; H 2 O: Fe 2+ + 2e  Fe T - ; H 2 O: 2Cl -  Cl 2 +2e  2 dddp  Fe + Cl 2  b. CuSO 4  Cu 2+ + SO 4 2- -): Cu 2+ ; H 2 O: Cu 2+ + 2e  Cu  4 2- ; H 2 O: 2H 2 O  4H + + O 2  + 4e 2Cu 2+ + 2H 2 O dpdd  2Cu + 4H + + O 2  hay 2CuSO 4 + 2H 2 O dpdd  2Cu + 2H 2 SO 4 + O 2  c. NaCl  Na + + Cl - -): Na + ; H 2 O: 2H 2 O + 2e  2OH - + H 2   - ; H 2 O: 2Cl -  Cl 2  + 2e  - + 2H 2 O dpdd  2OH - + H 2  + Cl 2  hay: 2NaCl + 2H 2 O dpdd  2NaOH + H 2  + Cl 2  d. KNO 3  K + + NO 3 - -): K + ; H 2 O: 2H 2 O  4H + + O 2  + 4e  3 - ; H 2 O: 2H 2 O + 2e  2OH - + H 2  2H 2 O dpdd  2H 2  + O 2  Nhận xét:  -  3+   -  -  3+  -   + -  3+   -  - 8 -  3+  - thì pH dung  Ví dụ 2:  4  Hướng dẫn giải: CuSO 4  Cu 2+ + SO 4 - -): Cu 2+ ; SO 4 - : Cu 2+ + 2e  Cu  4 2- ; H 2 O: Cu  Cu 2+ + 2e  Cu + Cu 2+  Cu + Cu 2+ (A) (K) Ví dụ 3:  4 a mol;  a. b = 2a b. b > 2a c. b < 2a Hướng dẫn giải: CuSO 4  Cu 2+ + SO 4 - NaCl  Na + + Cl - -): Cu 2+ ; Na + ; H 2 O: Cu 2+ + 2e  Cu 2H 2 O + 2e  2OH - + H 2   A (+): Cl - ; SO 4 2- ; H 2 O: 2Cl -  Cl 2  +2e 2H 2 O  4H + + O 2  + 4e a. b = 2a thì: Cu 2+ + 2Cl - dddp  Cu + Cl 2  hay CuSO 4 + 2NaCl dddp  Cu + Cl 2  + Na 2 SO 4 2H 2 O dddp  2H 2  + O 2  b. b > 2a thì: Cu 2+ + 2Cl - dddp  Cu + Cl 2  hay CuSO 4 + 2NaCl dddp  Cu + Cl 2  + Na 2 SO 4 2Cu 2+ + 2H 2 O dpdd  2Cu + 4H + + O 2  hay 2CuSO 4 + 2H 2 O dpdd  2Cu + 2H 2 SO 4 + O 2  9 c. b < 2a thì: Cu 2+ + 2Cl - dddp  Cu + Cl 2  hay CuSO 4 + 2NaCl dddp  Cu + Cl 2  + Na 2 SO 4  - + 2H 2 O dpdd  2OH - + H 2  + Cl 2  Hay: 2NaCl + 2H 2 O dpdd  2NaOH + H 2  + Cl 2  2.2.1.4. Biếu thức định luật Farađây   X A . . m . X e It nF  (gam) hay n X = . e It nF (mol) (1)  X  n e     hour) t (times)  Chú ý: -   -  () . . ( / ) X e X mg It n F A g mol  = số mol electron trao đổi hệ quả rất quan trọng  - số mol electron nhường tại A= số mol electron nhận tại K. 2.2.2. Một số ví dụ minh họa 2.2.2.1. Ví dụ cơ bản Ví dụ 1:(Trích đề thi đại học khối A năm 2012).  3 1M     +5  10 A. 0.8. B. 0,3. C. 1,0. D. 1,2. Hướng dẫn giải:  4AgNO 3 + 2H 2 O  2 + 4HNO 3 (1)  3 , HNO 3   3Fe + 8HNO 3  3 ) 3 + 2NO + 4H 2 O (2) Fe + 2AgNO 3  3 ) 2 + 2Ag (3)  3  nHNO 3  3 : x mol; AgNO 3  0,15 x mol. Theo (2,3) nFe  = 3x/8 + (0,15-x)/2 = 0,075 x/8 mol nAg = 0,15  x mol   = mFe  + mAg =12,6 (0,075-x/8).56 +(0,15-x).108 =14,5 Suy ra: x= 0,1 mol. Ta có mAg = 108.2,68. 1.26,8 t = 0,1.108  t = 1,0 h Ví dụ 2: (Trích đề thi đại học khối B năm 2012).      2 và O 2   ng   A. 5,08% B. 6,00% C. 5,50% D. 3,16% Hướng dẫn giải:            2      2H 2 O dpNaOH  2H 2 + O 2 (1)  0,67.40 26,8 = 1 mol -): 2H 2 O + 2e  2OH - + H 2  nH 2 = 0,5 mol  2 O  4H + + O 2 + 4e  nO 2 = 0,25 mol  dung d = 100 + 0,5. 2 + 0,25.32 = 109 gam Ta có mNaOH  = 100.6/100 = 6 gam [...]... không cần phải viết phương trình điện phân 27 PHẦN 3 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT - Sáng kiến kinh nghiệm này là một đề tài khó chúng tôi đã cố gắng đƣa ra phƣơng pháp giải nhanh và ngắn gọn áp dụng một cách linh hoạt mà gần nhƣ học sinh có thể hiểu đƣợc ngay khi đƣợc học - Từ kết quả thực nghiệm sƣ phạm ta thấy đƣợc hiệu quả của sáng kiến Phương pháp giải nhanh và chuyên sâu dạng bài toán điện phân có thể đƣợc... tốt 98% phần điện phân 95% 90% 88% 30% % Số học sinh không giải tốt 5% 10% 12% 70% 2% Từ bảng phân tích đó ta thấy rằng nếu học sinh đƣợc học dạng toán điện phân theo chúng tôi trình bày thì kết quả nắm bài sẽ tốt hơn, phát hiện đƣợc vấn đề nhanh hơn, và hầu hết làm tốt bài tập điện phân 26 Chúng tôi nhận thấy rằng khi cho bài tập điện phân học sinh áp dụng rất nhanh với các bài trắc nghiệm có em chỉ... thế phân giải của chất bao gồm thế phân giải cation và thế phân giải anion Thế phân giải của ion là thế tối thiểu cần đặt vào điện cực để ion đó tích điện hay phóng điện Thế phân giải của đại đa số cation và anion ở các điện cực trơ thực tế bằng thế điện cực của nguyên tố tƣơng ứng Nhƣng thế phân giải của một vài ion nhƣ Fe 2+ , Ni2+ , H+ và OH- hay H2O về giá trị tuyệt đối rất lớn hơn thế của điện. .. 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 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40 2.2.3 Một số lí thuyết mở rộng về điện phân và ứng dụng 2.2.3.1 Thế phân giải và quá thế Điện phân là sự phân hủy chất nhờ tác dụng của dòng điện một chiều Khi nối nguồn điện một chiều... sở thực nghiệm Sáng kiến kinh nghiệm này đã đƣợc thử nghiệm áp dụng đối giảng dạy từ năm học 2008-2009 đối với học sinh lớp 11 trƣờng THPT Hoằng Hóa 4, và đã đạt đƣợc chất lƣợng rất khả quan cả trong thi học sinh giỏi cũng nhƣ thi đại học Kết quả áp dụng đối với lớp 12 năm học 2009-2010: - Thi học sinh giỏi tỉnh casio và văn hóa đạt 100% trong đó: casio: 2 nhì, 1 ba, 2 khuyến khích; còn văn hóa 2 nhất,... catot và anot trong quá trình điện phân 2 Khi 10% lƣợng ion kim loại đầu tiên bị điện phân, ngƣời ta ngắt mạch và nối đoản mạch hai điện cực của bình điện phân Hãy cho biết hiện tƣợng xảy ra và viết phƣơng trình phản ứng minh họa 3 Xác định khoảng thế của nguồn điện ngoài đặt vào catot để có thể điện phân hoàn toàn ion thứ nhất trên catot (coi quá trình điện phân là hoàn toàn khi nồng độ của ion bị điện. .. hai điện cực nhúng trong chất điện ly nóng chảy hay dung dịch chất điện ly ở các điện cực của bình điện phân xảy ra các quá trình oxi hóa và khử làm cho chất bị phân hủy Nhƣ vậy quá trình diễn ra ở đây ngƣợc lại ở trong pin điện: dòng điện ở pin là do phản ứng oxi hóa khử sinh ra Phản ứng trong pin tự phát xảy ra còn phản ứng điện phân chỉ xảy ra khi có dòng điện Khi nối điện cực kẽm Zn2+/Zn với điện. .. trong phòng thí nghiệm là 68% Ví dụ 6: (Trích đề thi đại học khối A năm 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 đƣợc ở anot là A khí Cl2 và O2 B khí H2 và O2 C chỉ có khí Cl2 D khí Cl2 và H2 Ví dụ 7: (Trích đề thi đại học khối A năm 2010) Điện phân (điện cực trơ)... 2 Bài tập hóa lí-Lâm Ngọc Thiềm- Trần Hiệp Hải-Nguyễn Thị Thu 3 Bộ đề luyện thi đại học 1996 4 Đề thi đại học, cao đẳng các năm (từ 2007 đến 2 012) 5 Đề thi học sinh giỏi tỉnh-quốc gia các năm (2001 đến 2 012) 6 Hóa học đại cƣơng- Lê Mậu Quyền- Nhà xuất bản giáo dục 7 Phản ứng điện hóa và ứng dụng-Trần Hiệp Hải-Nhà xuất bản giáo dục 2005 8 Sách giáo khoa hóa học 12- nâng cao-Nhà xuất bản giáo dục 2 012. .. sử dụng để ôn luyện thi đại học - cao đẳng, thi học sinh giỏi cấp trƣờng, cấp tỉnh và quốc gia - Hi vọng với phần kiến thức và kinh nghiệm nhỏ bé chúng tôi có thể góp một phần nào đó nâng cao chất lƣợng dạy và học hoá học ở trƣờng phổ thông Rất mong đƣợc sự góp ý của các bạn đồng nghiệp và các em học sinh để lần sau có những kinh nghiệm quý báu hơn - Với thời gian ngắn ngủi và trình độ có hạn chúng tôi . 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH VÀ CHUYÊN SÂU BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN HÓA HỌC 12 2 PHẦN 1: LÝ DO VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM - .   “ Phương pháp giải nhanh và chuyên sâu dạng bài toán điện phân . Tr bốn phần chính  lý thuyết tổng quát về điện phân, các bài tập có. thi đại học- cao đẳng và học sinh giỏi (tỉnh, quốc gia), lý thuyết mở rộng và ứng dụng của điện phân. 3 PHẦN 2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Tình hình thực tế và biện pháp thực

Ngày đăng: 22/04/2015, 20:15

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan