Giải bài tập trang 85 SGK Vật lý lớp 11: Dòng điện trong chất điện phân

VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Giải tập trang 85 SGK Vật lý lớp 11: Dòng điện chất điện phân I Tóm tắt kiến thức bản: Dòng điện chất điện phân Bản chất dòng điện chất điện phân - Dòng điện chất điện phân dòng ion dương ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược - Ion dương chạy phía catôt nên gọi cation, ion âm chạy phía anôt nên gọi anion - Dòng điện chất điện phân không tải điện lượng mà tải vật chất (theo nghĩa hẹp) theo Tới điện cực có êlectron tiếp, lượng vật chất đọng lại điện cực, gây tượng điện phân Các tượng diễn điện cực Hiện tượng dương cực tan - Ta xét chi tiết xảy điện cực bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện cực đồng bình điện phân thuộc loại đơn giản nhất, chất tan muối kim loại dùng làm điện cực (trường hợp đồng) - Khi dòng điện chạy qua, cation Cu2+ chạy catôt, nhận electron từ ngồn điện tới Ta có điện cực: + Ở catốt: Cu2+ + 2e- → Cu + Ở anốt: Cu → Cu2+ + 2e- Khi anion (SO4)2- chạy anôt, kéo ion Cu2+ vào dung dịch Như vậy, đồng anôt tan dần vào dung dịch Đó tượng dương cực tan Các định luật Fa-Ra-Đây - Vì dòng điện chất điện phân tải điện lượng với vật chất (theo nghĩa hẹp) nên khối lượng chất đền điện cực: + Tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân + Tỉ lệ thuận với khố lượng ion (hay khối lượng mol nguyên tử A nguyên tố tạo nên ion ấy); + Tỉ lệ nghịch với điện tích ion (hay hoá trị n nguyên tố tạo ion ấy) - Định luật Fa-ra-đây thứ nhất: Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí m = kq k gọi đương lượng điện hoá chất giải phóng điện cực - Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hoá k nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam nguyên tố Hệ số tỉ lệ , F gọi số Fa-ra-đây k= - Thí nghiệm cho thấy, I tính ampe, t tính giây thì: F = 96 494 C/mol - Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta công thức Fa-ra-đây m = It m lượng chất giải phóng điện cực, tính gam Ứng dụng tượng điện phân Một số ứng dụng tượng điện phân: - Điều chế hoá chất: Điều chế clo, hiđrô xút công nghiệp hoá chất - Luyện kim: Người ta dựa vào tượng dương cực tan để tinh chế kim loại Các kim loại đồng, nhôm, magiê nhiều hoá chất điều trực tiếp phương pháp điện phân - Mạ điện: Người ta dùng phương pháp điện phân để phủ lớp kom loại không gỉ crôm, niken, vàng, bạc lên đồ vật kim loại khác II Giải tập trang 85 SGK Vật lý lớp 11 Bài 1: Nội dung thuyết điện li gì? Aniôn thường phần phân tử? Giải: - Nội dung thuyết điện li: Trong dung dịch, hợp chất hóa học axit, bazơ muôi bị phân li (một phần hay toàn bộ) thành nguyên tử hay nhóm nguyên tử tích điện gọi iôn, iôn chuyến động tự dung dịch trở thành hạt tải điện - Anion iôn âm nên gốc axít hay iôn OH- Bài Dòng điện chất điện phân khác với dòng điện kim loại nào? Giải: Dòng điện chất điện phân dòng iôn dương iôn âm chuyển động có huớng theo hai chiều ngược nhau; dòng điện kim loại dòng chuyển dời có VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí hướng electrôn tự Sự khác khác loại hạt tải điện Bài Hãy nói rõ hạt tải điện mang dòng điện phần khác mạch điện có chứa bình điện phân: a) Dây dẫn điện cực b) Ở sát bề mặt hai điện cực c) Ở lòng chất điện phân Giải: a) Ở dây dẫn điện cực, hạt tải điện êlectron b) Ở sát bề mặt hai điện cực: Ở mật anôt hạt tải điện iôn âm, mặt catốt ion dương c) Ở lòng chất điện phân, hạt tải điện ion dương âm Bài Chất điện phân thường dần điện tốt hay kim loại? Tại sao? Giải: Chất điện phân thường dẫn điện kim loại vì: - Mật độ iôn chất điện phán thường nhỏ mật độ êlectron tự kim loại - Khôi lượng kích thước iôn lớn khôi lượng kích thước êlectron nên tốc độ chuyển động có hướng chúng nhỏ so với êlectron - Môi trường dung dịch điện phân trật tự nên iôn bị cản trở nhiều so với êlectron kim loại Bài Hai bê điện phân: bề A đê luyện nhôm, bể B để mạ niken Hỏi bể có dương cực tan? Bố có suât phản điện? Giải: Bể B (mạ niken) có tượng dương cực tan Bể A (luyện nhôm) tượng dương cực tan nên toàn bình điện phân xem máy thu điện có suất phản điện Bài Phát biểu định luật Pha-ra-đây, viết công thức Fa-ra-đây đơn vị dùng công thức Giải: - Định luật Fa-ra-đây thứ nhất: Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Công thức: m = kQ Với k đương lượng điện hóa (đơn vị kg/C) - Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hóa k nguyên tố tí lệ với đương lượng gam A/n nguyên tố Hê số tỉ lê 1/F, F goi số fa-ra-đây (F = 96500 c/mol) Công thức: m = 1/F.A/n.It Trong đó, I cường độ dòng điện không đối qua bình điện phân (đơn vị a) t thời gian dòng điện chạy qua bình (đơn vị s) Bài Khi điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực graíĩt, ta thu khí ôx bay Có thể dùng công thức Fa-ra-đây để tìm khôi lượng ôxi bay không? Giải: Vì định luật Fa-ra-đây áp dụng chất giải phóng điện cực nhờ phản ứng phụ nên dùng định luật đế tìm khôi lượng ôxi bay Bài Dòng điện chất điện phân dòng chuyển dời có hướng của: A Các chất tan dung dịch B Các iôn dương dung dịch C Các iôn dương iôn âm tác dụng điện trường dung dịch D Các iôn dương iôn âm theo chiều điện trường dung dịch Giải: Chọn câu C Bài Kết cuối trình điện phân dung dịch CuS04 với điện cực đồng là: A Không thay đổi bình điện phân B Anốt bị ăn mòn C Đồng bám vào catốt D Đồng chạy từ anốt sang catốt Giải Chọn câu D Bài 10 Tốc độ chuyển động có hướng iôn Na+ Cl- nước tính theo công thức V = μE, E cường độ điện trường, μ có giá trị 4,5.10-9 m2/V.s 6,8.10-8 m2/V.s Tính điện trở suất dung dịch NaCl nồng độ 0,1 mol/1, cho toàn phân tử NaCl phân li thành iôn VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Giải: Mật độ ion Na+, Cl-: N = 0,1.1000.6,23.1023 = 6,023.1025/m3 Điện dẫn suất dung dịch: σ = 1,6.10-19.6,023.1025.(4,5 + 6,8).10-8 = 1,088 (Ώ/m)-1 => Suất điện động ρ = 1/σ = 1/1,088 = 0,92 Ω.m Bài 11 Người ta muốn bóc lớp đồng dày d = 10μm đồng diện tích S = 1cm2 phương pháp điện phân Cường độ dòng điện 0,010 A Tính thời gian cần thiết để bóc lớp đồng Cho biết đồng có khối lượng riêng p = 900 kg/m3 Giải: Khối lượng đồng phải bóc là: m = 900.1.10-4.10.10-6 = 8,9.10-6 kg Theo công thức Fa-ra-đây: m = ; suy t = Với A = 64g = 6,4.10-2kg; n = 2; I = 10-2 A, suy ra: t= = 683,9 s ... tích điện gọi iôn, iôn chuyến động tự dung dịch trở thành hạt tải điện - Anion iôn âm nên gốc axít hay iôn OH- Bài Dòng điện chất điện phân khác với dòng điện kim loại nào? Giải: Dòng điện chất điện. .. tải điện Bài Hãy nói rõ hạt tải điện mang dòng điện phần khác mạch điện có chứa bình điện phân: a) Dây dẫn điện cực b) Ở sát bề mặt hai điện cực c) Ở lòng chất điện phân Giải: a) Ở dây dẫn điện. .. hoá chất điều trực tiếp phương pháp điện phân - Mạ điện: Người ta dùng phương pháp điện phân để phủ lớp kom loại không gỉ crôm, niken, vàng, bạc lên đồ vật kim loại khác II Giải tập trang 85 SGK