Bài tập — Bài 16: Điện phân

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 16: Điện phân? A. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. B. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. C. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác. D. Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 16: Điện phân, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol. B. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 16: Điện phân, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra tại các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. C. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. D. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 16: Điện phân, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. B. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. C. Điện phân được ứng dụng để điều chế kim loại, tinh chế kim loại, mạ điện và sản xuất hoá chất như chlorine, sodium hydroxide. D. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 16: Điện phân, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Ví dụ 1. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ với điện cực trơ. Viết các quá trình tại điện cực.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 16: Điện phân để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải: Tại cathode: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ . Tại anode: $2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-$ . Đồng kim loại bám lên cathode, khí oxygen thoát ra ở anode.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Tính khối lượng $Na_2CO_3$ cần dùng để làm mềm 1 lít nước cứng chứa 0,01 mol ion $Ca^{2+}$ .

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Giải thích vì sao không nên dùng nước cứng để giặt giũ bằng xà phòng và nấu ăn.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Điện phân nóng chảy 5,85 g NaCl (hiệu suất 100%). Tính khối lượng Na thu được.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-D, 2-A, 3-B, 4-C.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (D): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá."
- Câu 2 (A): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol."
- Câu 3 (B): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra tại các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li."
- Câu 4 (C): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Điện phân được ứng dụng để điều chế kim loại, tinh chế kim loại, mạ điện và sản xuất hoá chất như chlorine, sodium hydroxide."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra tại các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. Tại cathode xảy ra quá trình khử, tại anode xảy ra quá trình oxi hoá.
- Tổng kết ghi nhớ: Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá.; Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol.; Điện phân ứng dụng để điều chế, tinh chế và mạ kim loại.
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Ví dụ 1. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ với điện cực trơ. Viết các quá trình tại điện cực.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 16: Điện phân (Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá.; Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol.; Điện phân ứng dụng để điều chế, tinh chế và mạ kim loại.).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Tại cathode: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ . Tại anode: $2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-$ . Đồng kim loại bám lên cathode, khí oxygen thoát ra ở anode.
Bài 4: $Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow$ ; $n_{Na_2CO_3} = 0,01$ mol $\Rightarrow m = 1,06$ g.
Bài 5: $Ca^{2+}$ , $Mg^{2+}$ trong nước cứng kết hợp với xà phòng tạo kết tủa làm giảm tác dụng tẩy rửa, bám vào vải; khi nấu ăn, nước cứng tạo cặn $CaCO_3$ bám vào dụng cụ và làm thức ăn lâu chín, ảnh hưởng mùi vị.
Bài 6: $2NaCl \xrightarrow{đpnc} 2Na + Cl_2$ ; $n_{NaCl} = 0,1$ mol $\Rightarrow n_{Na} = 0,1$ mol $\Rightarrow m_{Na} = 2,3$ g.

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 16: Điện phân, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Định luật Faraday:

m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}

với

F = 96500

C/mol. B. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Ví dụ 1. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ với điện cực trơ. Viết các quá trình tại điện cực.

Lời giải: Tại cathode: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ . Tại anode: $2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-$ . Đồng kim loại bám lên cathode, khí oxygen thoát ra ở anode.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Tính khối lượng

Na_2CO_3

cần dùng để làm mềm 1 lít nước cứng chứa 0,01 mol ion

Ca^{2+}

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Giải thích vì sao không nên dùng nước cứng để giặt giũ bằng xà phòng và nấu ăn.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Điện phân nóng chảy 5,85 g NaCl (hiệu suất 100%). Tính khối lượng Na thu được.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-D, 2-A, 3-B, 4-C.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (D): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá."
Câu 2 (A): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol."
Câu 3 (B): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra tại các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li."
Câu 4 (C): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Điện phân được ứng dụng để điều chế kim loại, tinh chế kim loại, mạ điện và sản xuất hoá chất như chlorine, sodium hydroxide."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra tại các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. Tại cathode xảy ra quá trình khử, tại anode xảy ra quá trình oxi hoá.
Tổng kết ghi nhớ: Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá.; Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol.; Điện phân ứng dụng để điều chế, tinh chế và mạ kim loại.

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Ví dụ 1. Điện phân dung dịch $CuSO_4$ với điện cực trơ. Viết các quá trình tại điện cực.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 16: Điện phân (Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá.; Định luật Faraday: $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ với $F = 96500$ C/mol.; Điện phân ứng dụng để điều chế, tinh chế và mạ kim loại.).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: Tại cathode: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ . Tại anode: $2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-$ . Đồng kim loại bám lên cathode, khí oxygen thoát ra ở anode.

Bài 4:

Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow

;

n_{Na_2CO_3} = 0,01

mol

\Rightarrow m = 1,06

Bài 5:

Ca^{2+}

Mg^{2+}

trong nước cứng kết hợp với xà phòng tạo kết tủa làm giảm tác dụng tẩy rửa, bám vào vải; khi nấu ăn, nước cứng tạo cặn

CaCO_3

bám vào dụng cụ và làm thức ăn lâu chín, ảnh hưởng mùi vị.

Bài 6:

2NaCl \xrightarrow{đpnc} 2Na + Cl_2

;

n_{NaCl} = 0,1

mol

\Rightarrow n_{Na} = 0,1

mol

\Rightarrow m_{Na} = 2,3