Tuy nhiên, quá trình giảng dạy, học tập của cả giáo viên và học sinh với nội dung này thường gặp không ít khó khăn. Một nguyên nhân quan trọng là do kiến thức về điện phân trong sách giáo khoa, kể cả cơ bản và nâng cao chưa nhiều, chưa chi tiết.
Nhận ra khó khăn này, thầy Nguyễn Văn Hải - Tổ trưởng Tổ Lý - Hóa (Trường THPT Dương Quảng Hàm, Hưng Yên) - đã phân loại và đưa ra phương pháp giải cho từng loại bài tập điện phân với mong muốn giúp giáo viên chủ động hơn khi hướng dẫn học sinh giải bài tập nội dung này, đặc biệt các bài tập tự luận, trắc nghiệm khách quan; giúp học sinh tư duy logic, phát huy tính tích cực, sáng tạo trong học tập bộ môn.
Các dạng bài tập điện phân
Từ kinh nghiệm thực tế, thầy Nguyễn Văn Hải chia các bài tập điện phân thành hai loại chính là các dạng bài tập lý thuyết và các dạng bài tập tính toán. Trong đó, bài tập tính toán lại chia thành các loại nhỏ: Bài tập về điện phân chất điện li nóng chảy; bài tập về điện phân dung dịch chất điện li; điện phân dung dịch chứa một chất tan; điện phân dung dịch chứa nhiều chất tan; bài tập điện phân sử dụng công thức Faradây; bài tập điện phân các bình mắc nối tiếp - song song.
Với dạng bài tập lý thuyết, thầy Nguyễn Văn Hải cho rằng, với chủ đề điện phân, nếu không nắm kĩ lý thuyết, chắc chắn khi xử lý các bài tập sẽ rất hay mắc sai lầm và dẫn tới kết quả sai.
“Khi giảng dạy chủ đề này, tôi đã chọn hệ thống câu hỏi lý thuyết tương đối đa dạng cho học sinh làm ban đầu trước khi giải bài tập tính toán. Trước tiên, tôi cho học sinh tham khảo những ví dụ minh họa cụ thể; sau đó để các em vận dụng theo các loại: Điện phân dung dịch muối của axit không có oxy và kim loại sau nhôm (ion kim loại tham gia điện phân); dung dịch NaCl là một dung dịch muối của axit không có oxy và kim loại mạnh (ion kim loại không tham gia điện phân); dung dịch Cu(NO3)2 là một dung dịch muối của axit có oxi và kim loại yếu (ion kim loại tham gia điện phân); dung dịch Na2SO4 là một dung dịch muối của axit có oxy và kim loại mạnh (ion kim loại không tham gia điện phân). Sau khi phân tích kỹ, giáo viên cho học sinh làm bài tập minh họa tương tự để rèn kĩ năng” - thầy Hải chia sẻ.
Một số lưu ý giúp làm tốt bài tập về điện phân
Theo thầy Nguyễn Văn Hải, để làm tốt các bài tập điện phân, ngoài yêu cầu học sinh phải hiểu được bản chất của vấn đề còn cần lưu ý một số nội dung sau:
Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào catot; m (dung dịch sau điện phân) bằng m (dung dịch trước điện phân) trừ tổng của m (kết tủa) và m (khí); độ giảm khối lượng của dung dịch bằng tổng của m (kết tủa) và m (khí).
Khi điện phân các dung dịch: Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2…), axit có oxy (HNO3, H2SO4, HClO4…), muối tạo bởi axit có oxy và bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4…), thực tế là điện phân H2O để cho H2 (ở catot) và O2 (ở anot). Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxy hóa điện cực. Có thể có các phản ứng phụ xảy ra giữa từng cặp: Chất tạo thành ở điện cực, chất tan trong dung dịch, chất dùng làm điện cực.
Ngoài ra, việc viết phản ứng (thu hoặc nhường electron) xảy ra ở các điện cực theo đúng thứ tự, không cần viết phương trình điện phân tổng quát. Viết phương trình điện phân tổng quát (như những phương trình hóa học thông thường) để tính toán khi cần thiết. Cần xác định chính xác thứ tự điện phân ở mỗi điện cực; sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy ra.
Có thể tính thời gian t’ cần điện phân hết một lượng ion mà đề bài đã cho rồi so sánh với thời gian t trong đề bài. Nếu t’ nhỏ hơn t thì lượng ion đó đã bị điện phân hết; còn nếu t’ lớn hơn t thì lượng ion đó chưa bị điện phân hết. Khi điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện và thời gian điện phân ở mỗi bình là như nhau, dẫn đến sự thu hoặc nhường electron ở các điện cực cùng tên phải như nhau và các chất sinh ra ở các điện cực cùng tên tỉ lệ mol với nhau...
