Tải bản đầy đủ

phân loại và phương pháp giải bài tập đại cương kim loại

Nhóm 8 - Lớp hóa 3B
Thành viên nhóm:
Hà Thị Tú Quyên
Phan Thị Thu Thủy
Hoàng Bích Trâm

Chương 5: Đại cương về kim loại
Phân dạng bài tập
Dạng 1: HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP AXIT
Dạng 2: TÌM TÊN KIM LOẠI VÀ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA KIM LOẠI.
Dạng 3: XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN ĐIỆN HÓA
Dạng 4: ĐIỆN PHÂN CHẤT ĐIỆN LY NÓNG CHẢY
Dạng 5: ĐIỆN PHÂN CHẤT ĐIỆN LY TRONG NƯỚC
Dạng 6: ĐIỆN PHÂN HỖN HỢP CÁC CHẤT
Dạng 7: GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG ĂN MÒN
Dạng 8: TÍNH CÁC SỐ LIỆU THEO CÔNG THỨC FARADAY
Dạng 1: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT
Vấn đề 1

Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp axit



o Phương pháp giải
Xét phản ứng dư axit hay kim loại, giả sử hỗn hợp kim loại có khối lương nguyên tử lớn nhất
thì số mol hỗn hợp là nhỏ nhất
Dựa vào phương trình kim loại tác dụng với H+ để tính số mol kim loại hay axit đã hết
Sai lầm của học sinh



- Không xét kim loại hay axit dư, hoặc không biết cách xét xem kim loại hay axit dư.
Vì vậy không giải được bài toán.


Bài tập ví dụ

Có 100ml dd hổn hợp 2 axit H2SO4, HCl có nồng độ tương ứng là 0,8M và 1,2M.
Thêm vào đó 10g bột hỗn hợp Fe, Mg, Zn. Phản ứng xong, lấy 1/2 lượng khí sinh ra
cho đi qua ống sứ đựng a gam CuO nung nóng. Sau phản ứng xong hoàn toàn, trong
ống còn 14,08g chất rắn. Tính a gam CuO.
Bài giải:
nH2SO4 = 0,1.0,8 = 0,08 suy ra nH+ = 0,16
nHCl = 0,1.1,2 = 0,12 suy ra n H+ = 0,12
ta có tổng nH+ = 0,16+ 0,12 = 0,28 mol
ptrpu
Fe +

2H+

Fe2+

Zn +

2H+

Zn 2+ + H2

Mg +

2H+


Mg2+ + H2

+

H2

Giả sử hỗn hợp chỉ gồm có Zn suy ra nZn = 10:65 = 0,154 mol
Vậy nH+cần dùng = nZn .2 = 0,308 mol
Ta có nH+ =0,28 < nH+ cần dùng
Kết luận : axit tan hết , kim loại còn dư
nH2 = 0,14 mol
Cu0

+

H2

Cu + H2O


0,07

0,07

0,07

mCu < 14,08 suy ra H2 phản ứng hết, CuO còn dư
mCu0 đã tham gia phản ứng=0,07.80=5,6g
mCu0 còn lại = 14,08 - 0,07.64 = 9,6g mCu0 ban đầu = 5,6 + 9,6 = 15,2g

o bài tập tự giải
1. Cho 13,9g hỗn hợp các kim loại gồm Fe và Al tác dụng với hỗn hợp 2 axit HCl

và H2S04. Phản ứng xong người ta thu được 6,7158 l hidro (136,50C và 760 mmHg),
dd A và m(g) chất rắn. cho dd A qua dd Na0H vừa đủ thu được kết tủa B. Nung kết
tủa B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 9,1g chất rắn. Tính m?
2. Cho 50 ml dd hỗn hợp 2 axit H2S04 , HCl có nồng độ tương ứng là 0,4M và 1,2M.

Thêm vào đó 4g bột hỗn hợp gồm Fe và Mg. Sau phản ứng lấy ½ lượng khí sinh ra
cho qua a(g) Cu0 nung nóng. Sau phản ứng xong hoàn toàn, cho toàn bộ chất rắn sau
phản ứng tác dụng với HN03(l) thu được 0,224 l khí (đkc). Tính a(g) Cu0.
3. Cho 1,805 g hỗn hợp gồm các kim loại Fe, Al, Zn vào 200 ml hỗn hợp hai axit

HCl 0,5M và H2S04 0,5M thu được dd A và khí H2 bay lên. Cho khí H2 thoát ra đi
qua 40 g Cu0 nung nóng ta thu được 33,6g chất rắn. Cho dd A qua Vml dd Na0H 2M
vừa đủ thu được kết tủa B. Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không
đổi thu được 2,525g chất rắn. Tính Vml dd Na0H 2M?

vấn đề 2

Khi cho các phần của cùng một hỗn hợp kim loại tác dụng với các dd khác nhau
vd phần 1 tác với dd axit –phần 2 tác dung với dd axit
phần 1 tác dụng với dd muối – phần 2 tác dụng với dd axit.
o Phương pháp giải
Khi cho hh kim loại tác dung với axit. Xét xem axit đó là loại axit nào
-TH1: axit HCl , H2S04 loãng…


Chỉ có các kim loại hoạt động mạnh đứng trước hidro mới phản ứng được
-TH2: axit có tính oxh : HN03 loãng, HN03đặc, H2S04 đặc…
Các kim loại bi oxi hóa lên mức cao nhất.
Phương pháp giải nhanh

Với bài toán như trên ta có thể áp dụng pp bảo toàn e, bảo toàn khối lương để giài
hoặc bảo toàn điện tích.
Sai lầm của học sinh



Thường hay quên các tính chất của các axit và các axit có tính oxi hóa dẫn đến không
giài ra nghiệm


Bài tập ví dụ

Cho 15,12 g hỗn hợp x gồm kim loại m có hóa trị không đổi ( trước H) và Fe tác
dụng với HCl dư thu được 12,432 l H2 (dkc). Mặt khác 15,12g hh X tác dụng với
HN03 loãng ,dư thu được 9,296l N0(đkc), sàn phẩm khử duy nhất. Tính % khối
lượng Fe trong hỗn hợp
Bài giải
TH1

M a(mol)

na(mol)
Fe2+

Fe - 2e
b

M+n

ne

2b

2H+ + 2e
1,11mol

H2
0,555mol

Theo định luật bảo toàn electron ta có : an + b2 = 1,11(1)
TH2

M - ne
a

an

M+n


Fe3+

Fe - 3e
b
N+5
1,245

3b
+ 3e

N+2

0,415

Theo định luật bảo toàn điện tích : an + 3b = 1,245(2)
Giải (1) và (2) ta được an = 0,84

và b = 0,135mol

=>% mFe = 50%

o

Bài tập tự giải

1.Cho mg hh x gồm Fe và Cu tác dụng với dd HCl dư thu được dd Y và 10m/17g
chất rắn không tan và 2,688 l H2 (đkc). Để hòa tan mg hh X cần tối thiểu bao nhiêu
ml dd HN03 1M (sinh ra sản phẩm khử duy nhất là N0).
2. Cho 12,12g hh gốm Al và Fe tác dung với dd HCl dư thu được dd A và Khí H2.
Cô cạn dd A thu được 41,94 g chất rắn khan. Nếu cho 12,12g hh kim loại trên tác
dụng với dd AgN03 dư thu được bn g kim loại.
3. Cho m g hh gồm Al, Fe, Mg, Zn (trong đó Fe chiếm 25,866% khối lượng). Tác
dụng với HCl thu được 12,32 l H2 (đkc). Nếu cho m(g) X tác dụng với với Cl2 thu
được (m+42,6) g hh muối. Tính giá trị của m?
4.Hòa tan 15,5g hh bột gồm Al, Mg, Fe vào 1 l dd HN0 3l, dư thu được 8,96l khí N0
(đkc). Nếu hòa tan 0,05 mol hh A bằng dd H 2S04l, dư thì thu được dd C. Thêm một
lượng dư NaOH vào dd C thu được kết tủa D. Lọc lấy kết tủa D nung trong không
khí đến khối lượng không đổi thu được 2g chất rắn F. Tính khối lượng của các kim
loại trong 15,5g hh ban đầu.
5.Cho mg hh X gồm Al và Mg có tỉ lệ khối lượng là 1:1 tác dụng với HCl dư thu
được 14,112 lH2 (đkc). Mặt khác nếu cho m g X tác dụng hết với dd HN03 thu được
3,584 l hh khí a gồm N0 và N20 có tỉ khối hơi đối với H2 bằng 20,25 và dd A. Tính số
mol HN03 đã tham gia phản ứng.


Dạng 2: TÌM TÊN KIM LOẠI VÀ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG KIM LOẠI
Vấn đề 1: Kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dd muối

o Phương pháp giải
Nếu đề bài cho thanh kim loại tăng thì lấy khối lượng kim loại được giải phóng –
khối lượng kim loại tan
Nếu đề bài cho thanh kim loại giảm thì lấy khối lượng kim loại tan – khối lượng kim
loại được giải phóng.
Lưu ý: cũng có khi sự tăng giảm khối lượng của kim loại được cho dưới dạng tỉ lệ
phần trăm
Sai lầm của học sinh



Học sinh thường không nắm rõ pp giải . Khi nào áp dụng cho trương hợp kim loại tăng, khi
nào áp dụng cho trường hơp kim loại giảm


Bài tập ví dụ

Cho một thanh grafit phủ một lớp kim loại hóa trị II đem nhúng vào dd CuS04 dư.
Sau phản ứng khối lượng thanh grafit giảm 0,12g
Cũng thanh grafit trên nhúng vào dd AgN03 dư thì sau phản ứng khối lương thanh
grafit tăng 0,26g.
Xác định tên và khối lượng kim loại.
Bài giải:
CuS04 và AgN03 dư, vậy kim loại phủ trên thanh grafit đều phản ứng hết và số mol
kim loại ở hai thanh grafit là như nhau.
Đặt tên kim loại là A
A
x

+ CuS04
x

AS04
x

+

Cu
x


Theo đề bài ra ta có: Ax - 64x = 0,12g (1)
A

+ 2AgN03

A(N03)2

x

2x

x

+ 2Ag
2x

Theo đề bài ra ta có : 108.2x - Ax = 0,26g(2)
(1):(2) ta có : (A-64)x : (108.2x-A)x = 0,12:0,26
Giải ra ta được A = 112 là Cd.
Thay A=112 vào(1) ta tính được số mol của A: x = 0,0025mol
Vậy ta có mA= 0,0025.112 = 0,28g
Kết luận : kim loại đó là Cd và mCd = 0,28g

o

Bài tập tự giải

Bài 1. Nhúng thanh kim loại a hóa trị II vào dd CuS04. Sau một thời gian thấy khối
lương giảm 0,05%. Mặt khác cũng lấy thanh kim loại như trên nhúng vào dd
Pb(N03)2 thì thấy thanh kim loại tănglên 7,1%. Xác định tên kim loại A. Biết rằng số
mol CuS04 và Pb(N03)2 tham gia phản ứng là bằng nhau.
Bài 2 Nhúng một thanh kẽm vào 2 l dung dịch chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 có số mol
bằng nhau cho đến khi muối trong 2 dung dịch phản ứng hết thì thu được dung dịch
A. Lấy thanh Zn đem cân lại thấy khối lượng tăng 14,9g so với ban đầu. Hãy tính
nống độ mol của dung dịch A.
Bài 3 Lấy hai thanh kim loại M có khối lượng bằng nhau, thanh 1 nhúng vào dd
Cu(NO3)2 và thanh 2 nhúng vào dd Pb(NO3)2 . Sau 1 thời gian khối lượng thanh 1
giảm 0.2% và khối lượng thanh 2 tăng 28.4% so với ban đầu. Số mol của Cu(NO 3)2
và Pb(NO3)2 trong 2 dd đều giảm như nhau. Tìm kim loại M
Vấn đề 2: xác định các kim loại kiềm , kiềm thổ hay các kim loại lưỡng tính

- Khi cho kim loai kiềm tác dụng với dd muối tan của kim loại yếu
o PP giải:
Tác dụng với nước giải phóng khí hidro rồi dd thu được tác dung với muối


Không giải phóng kim loại yếu ở dạng nguyên tử
-Tìm tên hai kim loại A,B kế tiếp nhau trong một phân nhóm chính.
o PP giải:
Tìm khối lượng nguyên tử trung bình của hai kim loại rồi dùng bảng hệ thống tuần
hoàn các nguyên tố suy ra A, B
-Cho hỗn hợp A,B tan đươc trong nước
o PP giải :
Chia ra các trường hợp
Nếu A,B là kim loại kiềm thì cả hai đều phản ứng trực tiếp với nước.
Nếu A là kim loại còn B chưa biết thì có thể
B là kim loại kiềm thổ: Ca, Ba, thì cả A,B đều tan
B là nguyên tố lưỡng tính (Be, Zn, Al, Cr)
Sai lầm của học sinh:



Thương quên tính khử manh của các kim loại kiềm
Khả năng tan trong nước của kim loại kiềm thổ
Không nhớ đến tính chất lưỡng tính của các kim loại như Al, Cr,Be…


Bài tập ví dụ

Cho 10,5g hỗn hợp hai kim loại gồm Al và một kim loại kiềm M vào trong nước . sau
phản ứng thu được dd b và và 5,6l khí(đktc). Cho t ừ từ 200ml dd HCl vào dd b ðể thu
được lượng kết tủa lớn nhất. Lọc và cân kết tủa được 7,8g. Tìm tên kim loại kiềm và số

mol mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu
Bài giải
2M

+

H20

2M0H

x
2Al

x
+

2M0H

+ 2H20

+ H2
x/2
2M Al02

+ 3H2


y

y

Ta có Mx + 27y

y

3/2y

= 10,5

1/2x + 3/2y = 0,25
dd B có M Al02 và rất có thể có M0H dư, vậy khi cho từ từ dd HCl vào có thể có hai
phản ứng.
M0H

+ HCl

HCl

+ M Al02 + H20

0,1

MCl + H20
Al(0H)3 + MCl

0,1

0,1

Số mol của M Al02 là 0,1;vậy suy ra số mol của Al là 0,1
Mx + 27y = 10,5 ; ta có y=0,1

suy ra Mx = 7,8

0,5x + 1,5y = 0,25 suy ra x = 0,2
Suy ra M = 7,8:0,2 = 39 (kali)

o

Bài tập tự giải

1.Có ba kim loại X, Y, Z có khối lượng nguyên tử theo tỉ lệ 12:14:29. Tỉ lệ về số
nguyên tử trong hỗn hợp ba kim loại trên là 1:2:3. Khi cho một lương kim loại X
bằng khối lượng có trong 24,45g hh ba kim loại nói trên tác dụng với nước thu được
1,12l khí H2(đkc). Tìm ba kim loại trên
2. Hòa tan 23g một hỗn hợp gồm kim loại bari và hai kim loại kiềm A,B thuộc hai
chu kì liên tiếp vào nước được dd D và 5,6 l khí H2(đkc).
a. Nếu trung hòa ½ dd D cần bn ml H2S04 0,5M.
b. Nếu thêm 180ml dd Na 2S04 vào dd D thì dd sau phản ứng vẫn chưa kết tủa ion Ba
2+

. Nếu thêm 210 ml dd Na 2S04 0,5M vào dd D, sau phản ứng còn dư dd Na 2S04.

Xác định tên hai kim loại kiềm.

trắc nghiệm


Bài 1. Cho 11,8g kim loại M tác dung hết với dd axit nitric đun nóng làm giải
phóng ra

0,15 mol hỗn hợp khí A gồm N 2O và N2 có tỉ khối hơi so với hidro

bằng 18,8. Kim loại M là
A. Mg

B.Cu

C. Zn

D. Al

Bài 2. Kim loại R hóa trị II, hòa tan trong dung dịch axit sunfuric loãng, lấy dư 25%
so với lượng cần thiết để phản ứng, thu được dung dịch A. Dung dịch A tác dụng vừa
đủ với dung dịch chứa 0,5 mol NaOH sinh ra 11,6g kết tủa. R là:
A. Ca

B.Ba

C. Zn

D. Mg

Bài 3 Ngâm 1 lá kim loại hóa trị II nặng 50g trong dd đồng sunfat, khi phản ứng
xong đem rửa sạch lá kim loại và làm khô, cân được 49,82g. Kim loại hóa trị II nói
trên là
A. Mg

B. Zn

C. Ca

D. Fe

Bài 4 Hòa tan hết m(g) Cu vào 400g dd Fe(NO3)3 12,1% thu được dd A có nồng độ
Cu(NO3)2 là 3,71%. Nồng độ % khối lượng của Fe(NO3)3 trong dd A
A. 2,39%

B.3,12%

C. 4,2%

D. 5,64%

Vấn đề 4: Khi cho hai thanh kim loại vào dd muối

o Phương pháp giải
Biện luận để xem kim loại hay muối dư và sau phản ứng thu được những chất gì
Trong hỗn hợp dd muối thì kim loại hoạt động hóa học yếu bị đẩy ra khỏi muối trước
Nếu dd có 2 cation kim loại thì chắc chắn 1 muối đã phản ứng hết, muối thứ 2 có thể
tan một phần hoặc chưa phản ứng


Sai lầm của HS



Thường hay lúng túng trong việc xác định kim loại của muối nào bị đẩy trước. Khi
có 2 cation kim loại thì chắc chắn 2 muối đã phản ứng hoàn toàn


Bài tập ví dụ

Cho m(g) Fe vào dd A gồm bạc nitrat và đồng nitrat, đến khi phản ứng kết thúc thu
được 34,4(g) chất rắn B, tách B thu được nước lọc C. Cho nước lọc C tác dụng với
NaOH dư thu được 36,8g kết tủa của 2 hidroxit kim loại. Nung kết tủa trong không
khí đến khối lượng không đổi thu được 32g chất rắn. Tính m
Bài giải
Phương trình phản ứng
Fe

+

2AgNO3

a/2 mol

amol

Fe

+

Fe(NO3)2 + 2Ag
a/2 mol

Cu(NO3)2

bmol

a mol

Fe(NO3)2 + Cu

bmol

bmol

bmol

Biện luận
Ag là kim loại yếu hơn Cu, nên Ag+ là chất oxi hóa mạnh => muối bạc tác dụng với
Fe trước
Theo đề bài dung dịch muối sau pứ tác dụng với NaOH cho 2 hidroxit là Cu(OH)2 và
Fe(OH)2 => Fe tác dụng hết và Cu(NO3)2 còn dư
Gọi số mol AgNO3 là a(mol)
Số mol Cu(NO3)2 tham gia pứ là b(mol)
Số mol Cu(NO3)2 còn lại là c(mol)
Fe(NO3)2 + 2NaOH
a/2+b (mol)

Fe(OH)2
a/2+b (mol)

+

2NaNO3


Cu(NO3)2 + 2NaOH

Cu(OH)2 + 2NaNO3

c mol
Fe(OH)2

c mol
Fe(OH)3

a/2+b
Cu(OH)2

a/2+b

Fe2O3
(a/2+b)/2

CuO

c mol

c mol

Ta có hệ pt
a.108 + b. 64= 34,4

a= 0,2

(a/2+b).90 +c.98 =36,8

b= 0,2

(a/4 +b/2). 160 + c.80= 32

c= 0,1

m Fe = a+b).56 =22,4 g

o

Bài tập tự giải

1. Cho m g Fe vào dd chứa 0,1 mol bạc nitrat và 0,15 mol đồng nitrat, khi phản ứng
kết thúc thu được chất rắn B, hòa tan B bằng dd HCl dư, thu được 0,03 mol hidro.
Tính giá trị của m
2. Cho 0,8 mol bột Mg vào dd chứa 0,6 mol FeCl3 và CuCl2, sau khi phản ứng kết
thúc thu được chất rắn A và dung dịch B, cô cạn dd B, thu được bao nhiêu g chất rắn
khan?
3. Cho m g Mg vào 1 l dd đồng nitrat 0,1M và Fe(NO 3)2 0,1M. Sau phản ứng thu
được 9,2 g chất rắn và dd B. Tính giá trị của m?
Vấn đề 5

Khi cho hỗn hợp 2 kim loại tác dụng với dd muối


o Phương pháp giải:
Nếu số mol kim loai chưa biết, phải giả thiết số mol kim loại là lớn nhất để biện luận
xem muối dư hay thiếu
Số mol kim loại là lớn nhất ta lấy khối lượng hỗn hợp kim loại chia cho khối lượng
của một kim loại có nguyên tử khối nhỏ nhất.
Nếu n muối < n chất rắn => dd muối hết, hỗn hợp kim loại dư.trong hỗn hợp kim loại
, kim loại hoạt động yếu dư
Tính xem kim loại dư 1 kim loại hay dư cả hai kim loại.


Sai lầm của học sinh

Thường không xác định xem kim loại dư hay muối dư
Nhầm lẫn trong việc xác định kim loại nào dư do không nắm vững dãy hoạt đông hóa
học
Khi xác định kim loại dư thì thường chỉ xác định là một kim loại dư.


Bài tập ví dụ

Cho 0,387g hh (A) gồm Zn và Cu vào dd bạc sunfat có số mol là 0,005mol, khuấy
đều, tới phản ứng hoàn toàn thu được 1,144 g chất rắn. Tính khối lượng mỗi kim loại.
Bài giải
Zn + Ag2S04

ZnS04 + 2Ag

Cu + Ag2S04

CuS04 + 2Ag

Ta có tổng số mol Zn và Cu nằm trong giới hạn:
0,387: 65 < n hh < 0,387 :64 => 0,00595 < n hh < 0,00604
nhh lớn hơn 0,005 chứng tỏ Ag2S04 hết
*giả sử chỉ có Zn tham gia, Cu chưa tham gia
-

gọi số mol Zn ban đầu là x, số mol Zn tham gia : x’


-

gọi số mol Cu ban đầu : y,

ta có ptrpu :

Zn +

Ag2S04

ZnS04 + 2Ag

x’

2x’

vậy kim loại tăng : 2x’.108 - 65x’ = 1,144 - 0,387 = 0,757g
=>x’= 0,00502
. x’= 0,00502 > 0,005 không phù hợp với đề bài, do đó Zn phản ứng hết và x =
x’
* Zn phản ứng hết , Cu tham gia một phần
Gọi số mol cu tham gia phản ứng là y’
Ptr khối lượng kim loại tăng là 2x.108 - 65x +2y’.108-64y’ = 0,757 (1)
. x+ y’= 0,005(2)
Từ (1) và (2) ta có : x = 0,003 mol và y’= 0,002 mol
mZn = 0,003.65 = 0,195g , mCu = 0,192g

o

Bài tập tự giải

1. Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol Al và x mol Mg tác dụng với 500ml dd FeCl3 0,32M thu
được 10,31g hh A kim loại và dd X . Tính giá trị của X
2. Cho 1,152g hh Fe và Mg tác dụng với dd AgN03 dư. Sau khi phản ứng xong thu
được 8,208g kl. Tính % khối lượng Mg
3. Cho 2,144g hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với 0,2 l dd AgN03 chưa biêt nồng
độ, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dd B và 7,168g chất rắn C. Cho dd B
tác dụng với dd NaOH dư, lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lương không
đổi thu được 2,56g chất rắn.
a.Tính phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp.
b.Tính nồng độ mol của dd AgN03.


4.Cho 0,411g bột hh Fe và Al vào 250ml dd AgN03 0,12M . Sau khi các phản ứng
xảy ra hoàn toàn , ta thu được chất rắn a cân nặng 3,324g và dd nước lọc. Tính khối
lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.

Dạng 3: XÁC ĐỊNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN ĐIỆN HÓA
o Phương pháp giải
Xác định cặp oxh/khử
Các pứ xảy ra ở các điện cực
- anod là nơi xảy ra sự oxh
- catod là nơi xảy ra sự khử
Sức điện động của pin bằng hiệu của thế điện cực dương với thế của điện cực âm.
Suất điện động chuẩn cùa pin là số dương.


Sai lầm của học sinh

Không xác định được quá trình
Chưa nắm rõ về chất oxh, chất khử, sự oxh, sự khử , điện cực âm, điện cực dương
dẫn đến việc lẫn lộn trong quá trình xác định chất nào xảy ra ở điện cực nào . Nên sẽ
viết ptr sai và tính suất điện động sai.


Bài tập ví dụ

Biết pứ oxh-khử xảy ra trong pin điện hóa là :
Fe + Ni 2+

Fe2+ + Ni

Hãy xác định các điện cực âm và dương của pin điện hóa .
a.

Viết ptr của pứ và pứ khử xảy ra

trên mỗi điện cực.
b.

Tính suất điện động chuẩn của pin

điện hóa và cho biết phản ứng xảy ra theo chiều nào
Bài giải


Điện cực âm là Fe với cặp oxh/khử

a.

là Fe2+ /Fe
Điện cực dương là Ni 2+ với cặp oxh/khử Ni 2+/Ni
Điện cực âm là điện cực xảy ra pứ oxh

Fe2+ + 2e

Fe

Điện cựu dương là điện cực xảy ra pứ khử
Ni 2+

+

2e

Ni

Suất điện động chuẩn của pin điện hóa
Eo = Eo(cực dương)
= Eo Ni 2+ /Ni

-

Eo (cực âm)

- Eo Fe2+ /Fe

Bài tập tự giải

o

Viết các bán pứ điện cực và tính suất điện động của pứ sau. Pứ xảy ra theo chiều nào
2Fe3+

+

Sn2+

2Fe2+

+ Sn4+

Hãy tính thế điện cực chuẩn của cặp oxh/khử của Eo Zn2+ /Zn. Biết rằng
Eo pin (Zn-Cu) =1,10V và EoCu2+ /Cu
Trắc nghiệm
1.

Cho các thế điện cực chuẩn E0 (Al3+/ Al) = -1,66 V, E0 (Zn2+ / Zn) =

-0,76V, E0 (Pb2+/ Pb) = -0,13V, E0 (Cu 2+ /Cu) = 0,34
Trong các pin sau pin nào có suất điện động chuẩn lớn nhất
A. pin Zn-Cu

B. Pin Zn-Pb

C. pin Al-Zn

D. pin Pb-Cu

2. Cặp chất nào không xảy ra phản ứng hóa học
A. Cu + dd FeCl3

B. Fe+ dd HCl

C. Fe + dd FeCl3

D. Cu+ FeCl2


Dạng 4:

ĐIỆN PHÂN CHẤT ĐIỆN LY NÓNG CHẢY

o Phương pháp giải
Xác định các pứ oxh-khử xảy ra ở các điện cực

ở catod (cực âm ) xảy ra sự khử, chất có tính

o

oxh mạnh hơn thì dễ bị khử
ở anod (cực dương ) xảy ra sự oxh, chất có tính

o

khử mạnh hơn thì dễ bị oxh.
nếu anod không trơ thì thì anod tan ( mòn).
Tương tác của sản phẩm điện phân thu được với điện cực.


Sai lầm của học sinh.

Thường nhầm lẫn giữa điện cực âm và điện cực dương, giữa chất oxh và chất khử.
Thường quên sự tương tác giữa sản phẩm điện phân thu được và điện cực.


Bài tập ví dụ.

Viết phương trình điện phân nóng chảy Al203. Với điện cực bằng C.
Viết ptr điện phân Na0H nóng chảy, MgCl2 nóng chảy với điện cực trơ.
Bài giải
Al203

2Al3+ +

Catod (-) :

2Al3+ + 6e

Anod(+)

302-

:

-

302-

6e

2Al
3/202

Điện cực bằng than : ở anod C + 02
mòn dần.
Điện phân nóng chảy Na0H
Na0H
(-) :

Na+ + 0HNa+ + 1e

Na

C0, C02 bay lên nên anod bị ăn


(+) : 20H- - 2e

H20 + 1/202

Ptr điện phân : 2Na0H

2 Na + H20

+ 1/202

Điện phân nóng chảy MgCl2
Mg2+ + 2Cl-

MgCl2

(-) : Mg2+ + 2e
(+): 2Cl-

Mg

- 2e

Ptr điện phân :

Cl2
MgCl2

Mg + Cl2

Tiến hành điện phân 1 muối clorua kim loại M nóng chảy . Người ta nhận thấy sau
pứ ở catod thoát ra 7,8g kim loại, ở anod thoát ra 2,24 l khí (đkc).
Đặt ctpt : MCln
Mn+ +2Cl-

MCln
(-): Mn+ + ne
(+): 2Cl-

M

-2e

Cl2

Ta có ptr điện phân : 2MCln

2M

+ nCl2

0,2/n

0,1

mM= 0,2/n .M =7,8 suy ra M= 39n
biện luận :

n

1

n= 2

o

M=39(nhận)
M=78

bài tập tự giải

1. Ion Na+ có bị khử không , khi:
a. Điện phân dd NaCl
b. Điện phân nóng chảy NaCl (điện cực trơ)
c. Giải thích và viết sơ đồ điện phân, ptr điện phân để minh họa.


2. Điện phân nóng chảy hoàn toàn 13,6g hh X gồm hai muối clorua cuả hai kim loại
kiềm thuộc hai chu kì kế tiếp thì ở anot thu được 2,24 l khí (đkc). Tìm tên 2 nguyên
tố kim loại kiềm ( điện cực trơ, giả sử hiệu suất điện phân là 100%).
3. Điện phân nóng chảy hỗn hợp 2 muối NaBr và MgCl 2 với điện cực trơ. Sản phẩm
đầu tiên thu ở hai điện cực gồm những chất nào?

Dạng 5: ĐIỆN PHÂN CHẤT ĐIỆN LY TRONG NƯỚC
o Phương pháp giải
Xác định các anion và cation nhận và nhường electron theo thứ tự ưu tiên.
Pứ phụ: xét pứ có thể xảy ra theo từng cặp
Chất tạo thành ở điện cực.
Chất tan trong dung dịch.
Chất dùng làm điện cực.
Khi điện phân các dd:
Hidroxit của kim loại hoạt động mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2…. ).
Axit có oxi (HNO3, H2S04….).
Muối tan (KNO3, K2S04….).
Thực tế là điện phân H20 để cho H2 (ở catod) và 02 (ở anod).


Sai lầm của học sinh

Thường nhầm lẫn giữa thứ tự ưu tiên của các cation và anion.
Thường chưa hiểu rõ bản chất của các dd dược điện phân.


Bài tập ví dụ.

Giải thích quá trình điện phân dd CuS04 với điện cực bằng Cu.
Giải thích quá trình điện phân CuCl2 với điện cực bằng Cu.
BÀI GIẢI


Dd CuS04 có Cu

o

2+

, S042- , H20

(-): Cu 2+, H20
Cu 2+ + 2e

Cu

(+): S042- , H20
1/202 + 2H+

H20 - 2e

Do điện cực làm bằng đồng nên ta có
Cu

+

1/202

Cu0

Ptr diện phân: Cu0 + H2S04

CuS04 + H20

Như vậy anod tan dần , còn catod thì lượng đồng bám vào ngày càng tăng. Hiên
tượng này là hiện tượng dương cực tan .
Quá trình điên phân dd CuCl2

o

Dd CuCl2 gồm có Cu

2+

, Cl - , H20

(-): Cu 2+, H20
Cu 2+ + 2e

Cu

(+): Cl-, H20
2Cl- - 2e

Cl2

Điện cực Cu: Cu + Cl2

CuCl2 ( tan vào dd điện phân)

Dương cực tan dần , còn catod thì lượng đồng bám vào ngày càng tăng.
Lưu ý :
Điện phân dd muối ( thường là muối sunfat của kim loại M trung bình hoặc yếu). Với
anod bằng chính kim loại M được ứng dụng trong sự mạ điện (hiện tượng dương cực
tan). Trong trường hợp này, thực tế chỉ có sự di chuyển của kim loại M từ anod đắp
lên catod (vật muốn mạ)

o

Bài tập tự giải


1.Điện phân với điện cực Pt 200ml dd Cu(N03)2 đến khi bắt đầu có khí thoát ra ở
catod thì dừng lại. Để yên dd cho đến khi khối lượng của catod không đổi, thấy khối
lượng của catod tăng 3,2g so với lúc chưa điện phân. Nồng độ của dd Cu(N03)2 ban
đầu.
2. Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 0,32g Cu
ở catod và một lượng khí X ở anod. Hấp thu toàn bộ lượng khí X trên vào 200 ml dd
Na0H(đkc). Sau phản ứng nồng độ Na0H còn lại là 0,5M (giả sử thể tích dd không
thay đổi). Nồng độ mol ban đầu của Na0H là bao nhiêu?
3. Điện phân 1 ldd NaCl dư với điện cực trơ, màng ngăn xốp đến khi dd thu được có
pH = 12 ( lượng Clo tan trong nước không đáng kể, bỏ qua sự thay đổi V của dd).
Thể tích khí thu được ở anod là bao nhiêu?

Dạng6: ĐIỆN PHÂN HỖN HỢP CÁC CHẤT
o Phương pháp giải:
Xác định cation và anion nhận và nhương e theo thứ tự ưu tiên
Viết ptr điện phân, sản phẩm thu được theo thời gian điện phân.
Khi điện phân hỗn hợp hai muối, dd sau khi điện phân hòa tan Al203 thì phải xét hai
trường hợp
Muối của kim loại hoạt động mạnh (Na, K,Ca, Mg..)dư, để khi điện phân cho dd
bazo kiềm tác dụng với Al203
Muối của kim loại hoạt động yếu dư, để khi điện phân cho dd axit tác dung với Al203


Lỗi sai học sinh thường mắc phải:

Nhầm lẫn trong việc xác định thứ tự điện phân ưu tiên của các cation và anion
Không chia các trường hợp dư của hỗn hợp muối khi diện phân cho tác dụng với
Al203 dẫn đến sai nghiệm hoặc không đủ nghiệm.




Bài tập ví dụ

Viết các ptr điện phân xảy ra khi điện phân ( với điện cực trơ, màng ngăn xốp) dd
chứa a mol CuS04, b mol NaCl trong ba trường hợp:
B = 2a,

b < 2a,

b > 2a

Bài giải

Trong dd có sự phân li các ion sau
CuS04

Cu 2+ + S042-

NaCl

Na+ + Cl-

H20

H+ + 0H-

Khi b=2a . pứ xảy ra ở các điện cực trơ như sau
(-): Cu 2+ + 2e
(+): 2Cl- - 2e
Cu 2+ +

Cu (1)
Cl2 (2)

2Cl-

Cu

+

Cl2 (3)

Tổng quát : CuS04 + NaCl

Cu + Cl2 + Na 2S04

Khi pứ (3) kết thúc , ta thu được dd Na 2S04. Nếu tiến hành điện phân tiếp tục thì
nước sẽ tham gia quá trình điện phân.
Khi b < 2a: sau pứ (3) ,trong dd còn CuS04 dư nên quá trình điện phân sẽ xảy ra như
sau
(-):

Cu 2+ + 2e

(+): 2H20 -

Cu
02 + 4H+

4e

Ptr điện phân : CuS04 +

H20

Cu + 02

+ 2H2S04 (4)

Khi pứ (4) kết thúc , trong dd còn Na 2S04 và H2S04. Nếu tiến hành điện phân tiếp tục
thì nước sẽ tham gia điên phân.
Khi b>2a: sau pứ(3) trong dd còn NaCl, nên quá trình điện phân xảy ra như sau:
(-):

H20 + 2e

H2 + 20H-


(+): Cl-

- 2e

Ptr NaCl + H20

Cl2
Na0H + Cl2 + H2

Nếu tiến hành điện phân tiếp tục thì nước sẽ tham gia điện phân.

Bài tập tự giải

o

1. Tiến hành điện phân (với điện cực trơ và màng ngăn xốp) một dd chứa mg hỗn
hợp CuS04 và NaCl cho đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở hai điện cực thì dừng
lại . Ở anod thu được 0,448 l khí (đkc). Dd sau điện phân có thể hòa tan tối đa 0,68g
Al203
a.Tính khối lượng m?
b.Tính khối lượng catod tăng lên sau điện phân ?
c.Tính khối lượng dd giảm đi sau điện phân ( giả sử nước bay hơi không đáng kể).
2. Điện phân một dd X gồm a mol AgN03, 0,12 mol Cu(N03)2 với anod bằng Cu. Sau
một thời gian thì dừng lại, lấy thanh anod đem cân thấy khối lượng thanh anod giảm
đi 9,6 gam. Dd sau điện phân cho NaOH vào không có kết tủa. tính a ( hiệu suất điện
phân là 100%).
3. 1 dd X có a mol AgN03, b mol Cu(N03)2. điện phân dd ( với điện cực trơ) đến khi
khí thoát ra ở hai điện cực bằng nhu và bằng V l (đkc). Giá trị của V theo a, b là bao
nhiêu?( hiệu suất điện phân là 100%).
4. Điện phân 100ml dd chứa Cu(N03)2 0,5M và NaCl 1,5M ( điện cực trơ có màng
ngăn xốp) cho đến khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 điện cực thì dừng lại . DD thu
được sau điện phân hòa tan m(g) Al203. Tính giá trị m bị hòa tan tối đa?

Dạng 7: GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG ĂN MÒN
o Phương pháp giải:
Nắm các quá trình ăn mòn kim loại
Ăn mòn hóa học :là quá trình oxh-khử, trong đó các electron của các kim loại được
chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường


Ăn mòn điện hóa học : là quá trình oxh-khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng
của dd chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
Vân dụng , giải thích các hiện tượng


Lỗi sai học sinh thường mắc phải

Không hiểu rõ bản chất của từng loại ăn mòn, dẫn đên sự nhẩm lẫn trong việc giải
thích các hiện tương


Bài tập ví dụ

Tiến hành hai thí nghiệm
TN1 : Fe + H2S04
TN2 : Fe + H2S04 nhỏ thêm vài giọt CuS04
Lương khí hidro thoát ra ở thí nghiệm nào nhiều hơn . Giải thích
Bài giải

Lượng khí ở thí nghiệm hai thoát ra nhiêu hơn tn1 . Vì thí nghiêm 2 đã xày ra quá
trình ăn mòn điện hóa
ở cực âm xảy ra sự oxh : Fe

Fe + 2e

ở cực dương xảy ra sự khử: 2H+ + 2e
Cu 2+ + 2e

o

H2
Cu

Bái tập tự giải

1.Một sợi dây phơi quần áo bằng đồng được nối với một đoạn dây nhôm .hãy cho
biết có hiện tượng gì xảy ra ở chỗ nối của hai kim loại.
2.Có những vật bằng sắt được tráng thiếc hoặc tráng kẽm
Giải thích vì sao thiếc và kẽm có thể bảo vệ được kim loại sắt
Nếu trên bề mặt của những vật đó có những vết sây sát sâu tới lớp sắt bên trong hãy
cho biết
Có hiện tượng gì xảy ra khi để những vật đó trong không khí ẩm.


Trình bày cơ chế ăn mòn đối với những vật trên.

Dạng 8 : TÍNH CÁC SỐ LIỆU THEO CÔNG THỨC FARADAY
Tính khối lượng các chất thoát ra ở điện cực
Tính nồng độ các chất điện phân
o Phương pháp giải
Áp dụng công thức Faraday: m = AIT: (96500.n)
Trong đó
m = lượng đơn chất ở điện cực (gam)
A : khối lượng mol nguyên tử của nguyên tố tạo nên đơn chất
N : số electron trao đổi trong phản ứng ở điện cực
I: cường độ dòng điện (ampe)
.t:thời gian điện phân (giây)
Tính khối lượng đơn chất
Xác định các chất thoát ra ở điện cực dương và điện cực âm
Tính khối lượng hợp chất
Tính khối lượng của đơn chất rồi suy ra lượng hợp chất bằng phương trình điện
phân.
Ghi chú

Số mol chất thu được ở điện cực : m/A = It/96500n
A/n : đương lượng gam của chất được giải phóng ở điện cực.


Lỗi sai học sinh thường mắc phải:

Thương quên đổi các đại lương về đơn vị đã quy định
Thường nhầm n là hóa trị
Nhầm lẫn giữa khả năng thứ tự ưu tiên nhường nhận e


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×