HOÁ HỌC 12

ĐIỆN PHÂN

Cho các phát biểu sau về pin điện hoá:
(1) Pin hoạt động dựa trên các phản ứng oxi hóa – khử tự
xảy ra.
(2) Ở điện cực âm (anode), xảy ra quá trình oxi hoá kim
loại.
(3) Ở điện cực dương (cathode), xảy ra quá trình khử ion
kim loại.

Đ

(4) Pin điện Zn-Pb, có sức điện động chuẩn là 0,89V.

S

o
EZn
 0, 76V
2
/ Zn

o
EPb
 0,13V
2
/ Pb

Đ
Đ

 Trong pin điện hoá, phản ứng oxi hoá – khử tự xảy ra
chuyển hoá năng thành điện năng.
· Nhưng một số phản ứng, ví dụ
sản xuất kim loại Na theo phản
ứng 2NaCl  2Na + Cl2 (1) chỉ
xảy ra được nhờ năng lượng
dòng điện (điện năng chuyển
thành hoá năng).
· Phản ứng (1) được gọi là phản ứng điện phân.

 Khi điện phân, các quá trình trên bề mặt điện cực xảy ra
theo nguyên tắc nào?
· Điện phân có ứng dụng gì trong đời sống và sản xuất?

MỤC TIÊU CẦN NẮM :
- Trình bày được nguyên tắc (thứ tự) điện phân.
- Thực hiện được (hoặc quan sát video) thí nghiệm điện phân dung
dịch copper (II) sulfate, dung dịch sodium chloride (chế tạo nước
Javel để tẩy màu).
- Nêu được ứng dụng một số phản ứng điện phân (mạ điện, tinh
chế kim loại).
- Trình bày được các giai đoạn điện phân aluminium oxide trong
sản xuất nhôm, tinh luyện đồng.

MỤC LỤC

I. KHÁI NIỆM VÀ THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN
II. ỨNG DỤNG

I. KHÁI NIỆM VÀ THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN

1.1. Khái niệm điện phân
Điện phân là quá trình oxi hoá – khử xảy ra trên bề
mặt các điện cực dưới tác dụng của dòng điện một
chiều đi qua dung dịch chất điện li hoặc chất điện li
nóng chảy.
ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY
ĐIỆN PHÂN
ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH

1.1. Khái niệm điện phân
Câu hỏi thảo luận:
a. Biểu diễn quá trình xảy
ra ở mỗi điện cực.
b. Xác định sản phẩm tạo
thành ở hai điện cực khi
điện phân NaCl nóng chảy.
c. Viết phương trình hoá
học của quá trình điện
phân.

1.1. Khái niệm điện phân
Câu hỏi thảo luận:
a. Biểu diễn quá trình xảy ra
ở mỗi điện cực.
NaCl  Na+ + ClCathode (-)
Na+ + 1e  Na

Anode (+)
Cl-  ½ Cl2 + 1e

Xảy ra quá trình khử

Xảy ra quá trình oxi hoá

1.1. Khái niệm điện phân
Câu hỏi thảo luận:
b. Xác định sản phẩm
tạo thành ở hai điện cực
khi điện phân NaCl nóng
chảy.
Cathode (-)
Thu được Na

Anode (+)
Thu được khí Cl2

1.1. Khái niệm điện phân
Câu hỏi thảo luận:
c. Viết phương trình hoá
học của quá trình điện
phân.
Cathode (-)
Na+ + 1e  Na

Anode (+)
Cl-  ½ Cl2 + 1e

1
 Na  Cl2
Phương trình hoá học: NaCl   
2
dpnc

1.1. Khái niệm điện phân
Kết luận
Tại cathode (điện cực âm): Xảy ra quá trình khử ion dương.
Tại anode (điện cực dương): Xảy ra quá trình oxi hoá ion âm.

1.1. Khái niệm điện phân
Luyện tập:
Biểu diễn quá trình xảy ra ở mỗi điện cực.
Viết phương trình hoá học của quá trình điện phân
nóng chảy các chất: MgCl2 , Al2O3.

1.1. Khái niệm điện phân
Luyện tập:
Biểu diễn quá trình xảy ra ở mỗi điện cực.
Viết phương trình hoá học của quá trình điện phân
nóng chảy các chất: MgCl2 , Al2O3.
Điện phân nóng chảy MgCl2: MgCl2  Mg2+ + 2ClCathode (-)
Mg2+ + 2e  Mg

Anode (+)
2Cl-  Cl2 + 2e

dpnc
MgCl


 Mg  Cl2
Phương trình hoá học:
2

1.1. Khái niệm điện phân
Luyện tập:
Biểu diễn quá trình xảy ra ở mỗi điện cực.
Viết phương trình hoá học của quá trình điện phân
nóng chảy các chất: MgCl2 , Al2O3.
Điện phân nóng chảy Al2O3: Al2O3  2Al3+ + 3O2Cathode (-)
Anode (+)
Al3+ + 3e  Al
2O2-  O2 + 4e
dpnc
2
Al
O


 4 Al  3O2
Phương trình hoá học:
2 3

Thứ tự điện phân ở các điện cực?

1.2. Thứ tự điện phân
Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi 1, 2
1. Viết phương trình hóa học của phản ứng điện phân dung
dịch CuCl2 .
2. Viết các quá trình điện phân dung dịch NaCl bão hoà
không có màn ngăn. Viết phương trình hoá học.
3. Viết các quá trình điện phân. Xác định sản phẩm sinh ra ở
mỗi điện cực khi điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực
trở.
Video điện phân
Video điện phân
dung dịch CuSO4
dung dịch NaCl

1.2. Thứ tự điện phân

Video thí nghiệm 1:
điện phân dung dịch
CuSO4, điện cực
(graphite) than chì.

Trở về

1.2. Thứ tự điện phân

Video thí nghiệm 2:
Điều chế nước Javel

Trở về

1.2. Thứ tự điện phân
a) Điện phân dung dịch CuCl2
Phương trình phân li: CuCl2  Cu2+ + 2ClCathode (-): Cu2+ , H2O

Anode (+): NO3- , H2O

Cu2+ tính oxi hoá mạnh hơn
H2O nên ưu tiên xảy ra quá
trình khử Cu2+
Cu2+ + 2e  Cu

Cl- tính khử mạnh hơn so
với H2O , nên ưu tiên xảy
ra quá trình oxi hoá Cl2Cl-  Cl2 + 2e
dpdd

 Cu + Cl2
Phương trình hoá học: CuCl2   

1.2. Thứ tự điện phân
b) Hiện tượng Thí nghiệm 1: có khí thoát ra ở 2 điện cực
Giải thích: Trong nước, NaCl phân li thành ion :
NaCl Na+ + ClCathode (-): Na+ , H2O
Anode (+): Cl- , H2O
Vì H2O tính oxi hoá mạnh hơn Na+
nên ưu tiên xảy ra quá trình khử H2O

Cl- tính khử mạnh hơn so với
H2O, nên xảy ra quá trình

2Cl-  Cl2 + 2e
2H2O + 2e  H2 + 2OHPhương trình hoá học:
dpdd
NaCl + 2H2O   
 2NaOH + H2 + Cl2
2NaOH + Cl2  NaOCl + NaCl + H2O

1.2. Thứ tự điện phân
c, Thí nghiệm 2: Điện phân dung dịch CuSO4
Phương trình phân li: CuSO4  Cu2+ + SO42Cathode (-): Cu2+ , H2O
Anode (+): SO42- , H2O
Cu2+ tính oxi hoá mạnh hơn H2O tính khử mạnh hơn so
H2O nên ưu tiên xảy ra quá với SO42- , nên ưu tiên xảy
trình khử Cu2+
ra quá trình oxi hoá H2O
Cu2+ + 2e  Cu
2H2O  O2 + 4H+ + 4e
Phương trình hoá học:
CuSO4 + 2H2O  dpdd

 Cu + O2 + H2SO4

1.2. Thứ tự điện phân
Xác định sản phẩm sinh ra ở mỗi điện cực khi điện phân
dung dịch CuSO4 với điện cực trở.
Ở cathode (-) thu được kim loại Cu; Ở anode (+) thu
được O2 và H2SO4.

1.2. Thứ tự điện phân
Kết luận
Cathode: ưu tiên điện phân chất có tính oxi hoá mạnh
hơn (Ag+ > Cu2+ > H+ > H2O).
Anode: ưu tiên điện phân chất có tính khử mạnh hơn
(I->Br->Cl->H2O. NO3-, SO42- coi như không bị điện
phân).

1.2. Thứ tự điện phân
Luyện tập:
Viết quá trình xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình
hoá học của phản ứng điện phân khi điện phân dung
dịch: AgNO3; CuCl2 với điện cực graphite.

1.2. Thứ tự điện phân
Điện phân dung dịch AgNO3
Phương trình phân li: AgNO3  Ag+ + NO3Anode (+): NO3- , H2O
Cathode (-): Ag+ , H2O
Ag+ tính oxi hoá mạnh hơn H2O tính khử mạnh hơn so
H2O nên ưu tiên xảy ra quá với NO3- , nên ưu tiên xảy
trình khử Ag+
ra quá trình oxi hoá H2O
Ag+ + 1e  Ag
2H2O  O2 + 4H+ + 4e
Phương trình hoá học:
4AgNO3 + 2H2O  dpdd

 4Ag + O2 + 4HNO3

1.2. Thứ tự điện phân
Điện phân dung dịch CuCl2
Phương trình phân li: CuCl2  Cu2+ + 2ClCathode (-): Cu2+ , H2O

Anode (+): NO3- , H2O

Cu2+ tính oxi hoá mạnh hơn
H2O nên ưu tiên xảy ra quá
trình khử Cu2+
Cu2+ + 2e  Cu

Cl- tính khử mạnh hơn so
với H2O , nên ưu tiên xảy
ra quá trình oxi hoá Cl2Cl-  Cl2 + 2e
dpdd

 Cu + Cl2
Phương trình hoá học: CuCl2   

II. ỨNG DỤNG

Câu hỏi thảo
luận:
Em hãy tìm hiểu và nêu một số ứng dụng của phương pháp
điện phân trong thực tiễn.
Đáp án: ứng dụng luyện kim, tính chế kim loại, mạ điện,…
Ví dụ 1: Sản xuất nhôm
Ví dụ 2: Tính chế đồng
Ví dụ 3: Mạ thiếc (Sn)
lên bề mặt thép

Câu hỏi thảo
luận:
1.Em hãy trình bày giai đoạn điện phân nóng chảy
aluminium oxide trong quá trình sản xuất nhôm
(aluminium).
2.Trình bày quá trình tinh luyện đồng bằng phương pháp
mạ điện.

a) Em hãy trình bày giai đoạn điện phân nóng chảy aluminium
oxide trong quá trình sản xuất nhôm (aluminium).
Al2O3 nóng chảy phân li thành ion: Al2O3  2Al3+ + 3O2Anode (+)
2O2-  O2 + 4e

Cathode (-)
Al3+ + 3e  Al

Ở nhiệt độ cao, O2 tác dụng với điện cực than chì
to
C + O   CO2
2

dpnc
2
Al
O



 4 Al  3O22

Phương trình hoá học:
2 3

b) Trình bày quá trình tinh luyện đồng bằng phương pháp mạ
điện.
Điện phân dung dịch CuSO4, anode là đồng thô cần làm tinh
khiết và cathode bằng đồng tinh khiết.
Cathode (-)
Cu2+ + 2e  Cu

Anode (+): Cu
Cu  Cu2+ + 4e

Kết quả là đồng ở anode tan dần và Cu 2+ di chuyển về
cathode tạo thành đồng tinh khiết.

Mạ điện
Mạ điện là phủ một lớp kim
loại lên bề mặt kim loại
khác bằng phương pháp
điện phân.

KIẾN THỨC CẦN NẮM
1. Nguyên tắc điện phân nóng chảy
Tại cathode (điện cực âm): Xảy ra quá trình khử ion dương.
Tại anode (điện cực dương): Xảy ra quá trình oxi hoá ion âm.
2. Nguyên tắc điện phân dung dịch
Cathode: ưu tiên điện phân chất có tính oxi hoá mạnh hơn (Ag+
> Cu2+ > H+ > H2O)
Anode: ưu tiên điện phân chất có tính khử mạnh hơn (I->Br>Cl->H2O. NO3-, SO42- coi như không bị điện phân)

Câu 1: Điện phân CaCl2 nóng chảy, ở cathode xảy ra quá
trình nào?

A Oxi hoá ion Ca2+

B

Khử ion Ca2+

C Oxi hoá ion Cl-

D

Khử ion Cl-

Đáp án: B

Câu 2: Điện phân dung dịch Cu(NO3)2, ở anode xảy ra quá
trình nào?

A 2H2O  O2 + 4H+ + 4e

B 2H O + 2e  H + 2OH2
2

C Cu2+ + 2e  Cu

D

Đáp án: A

Cu  Cu2+ + 2e

Câu 3: Điện phân dung dịch NaCl, ở cathode xảy ra quá
trình nào?

A 2H2O  O2 + 4H+ + 4e

B 2H O + 2e  H + 2OH2
2

C Cu2+ + 2e  Cu

D

Đáp án: B

Cu  Cu2+ + 2e

CD

CHƯƠNG

5

BÀI12

ĐIỆN PHÂN

Thank you!