a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. b) Lượng Zn giải phóng ra ở cực âm của bình điện phân trong thời gian 2 giờ 8 phút 40 giây.. Điện trở.. của dây nối vào ampe kế khoâng ñaùn[r]
(1)Tuyensinh247.com
I KIẾN THỨC CƠ BẢN
1.Dòng điện kim loại
- Bản chất dòng điện kim loại dịng chuyển dời có hướng electron ngược chiều điện trường
- Điện trở suất kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρ0[1 + α(t – t0)]
α: hệ số nhiệt điện trở (K-1
)
ρ0 : điện trở suất vật liệu nhiệt độ t0
- Suất điện động cặp nhiệt điện: E = αT(T1 – T2)
Trong T1 – T2 hiệu nhiệt độ đầu nóng đầu lạnh; αT hệ số nhiệt điện động
- Hiện tượng siêu dẫn: Là tượng điện trở suất vật liệu giảm đột ngột xuống khi nhiệt độ vật liệu giảm xuống thấp giá trị Tc định Giá trị
phụ thuộc vào thân vật liệu
2 Dòng điện chất điện phân
- Trong dung dịch, axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion
- Dòng điện chất điện phân dịng chuyển dời có hướng ion điện trường theo hai hướng ngược
- Hiện tượng gốc axit dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan dung dịch cực dương bị mòn gọi tượng dương cực tan
- Các định luật Faraday: (chỉ trƣờng hợp điện phân dƣơng cực tan) + Định luật Faraday thứ nhất: Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình
m = kq
Trong đó, k đương lượng điện hố chất giải phóng điện cực
+ Định luật Faraday thứ hai: Đương lượng điện hoá k nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
n
A của nguyên tố Hệ số tỉ lệ F
1, F gọi số
(2)Tuyensinh247.com Faraday K = F . n A
Kết hợp hai định luật Faraday ta thiết lập công thức tính khối lượng chất điện phân giải phóng điện cực: m =
F . n A It Lƣu ý:
+ m(kg) = 7 10 65 , . n A It
+ m(g) = 4 10 65 , . n A It
F = 96.500C/mol
3 Dịng điện chất khí
- Trong điều kiện thường chất khí khơng dẫn điện Chất khí dẫn điện lịng có ion hóa phân tử
- Dịng điện chất khí dịng chuyển dời có hướng ion dương, ion âm electron chất khí bị ion hóa sinh
- Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện lớn xuất hiện tượng nhân hạt tải điện lịng chất khí
- Q trình phóng điện tiếp tục quy trì khơng cịn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngồi gọi q trình phóng điện tự lực
- Hồ quang điện q trình phóng điện tự lực hình thành dịng điện qua chất khí giữ nhiệt độ cao catod để phát eletron tượng phát xạ nhiệt điện tử
4 Dịng điện chân khơng
(3)Tuyensinh247.com
- Dòng electron tăng tốc đổi hướng điện trường từ trường ứng dụng đèn hình tia catot (CRT)
5 Dịng điện chất bán dẫn
- Một số chất phân nhóm nhóm Si, Ge điều kiện khác dẫn điện khơng dẫn điện, gọi bán dẫn
- Bán dẫn dẫn điện hai loại hạt tải electron lỗ trống
- Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron mật độ lỗ trống Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống lớn mật độ electron Ở bán dẫn loại n, mật độ electron lớn mật độ lỗ trống
- Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện theo chiều từ p sang n Đây gọi đặc tính chỉnh lưu Đặc tính dùng để chế tạo diot bán dẫn
- Bán dẫn cịn dùng chế tạo transistor có đặc tính khuyếch đại dịng điện
II PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Phƣơng pháp: sử dụng định luật Farađây tượng điện phân * Định luật Farađây I:
m = kq = k.I.t
Trong đó, k (Kg/C) đương lượng điện hố chất giải phóng điện cực * Định luật Farađây II:
m =
F .
n A
It Trong đó: F = 96500 Kg/C
m (g) khối lượng giải phóng điện cực I (A) cường độ dịng điện qua bình điện phân t (s) thời g ian dòng điện qua bình điện phân A: nguyên tử lượng ( khối lượng mol)
(4)Tuyensinh247.com
Chú ý:
1 Khi tốn u cầu tìm cường độ dịng điện qua bình điện phân lưu ý: + Nếu bình điện phân có tượng dương cực tan xem điện trở
+ Nếu bình điện phân khơng có tượng dương cực tan xem may thu áp dụng định luật Ơm trường hợp có máy thu
2 Trong trường hợp chất giải phóng điện cực chất khí ta áp dụng cơng thức để tìm khối lượng khí từ tìm thể tích ( điều kiện chuẩn 1mol khí chiếm tích 22400cm3
)
IV BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Một kim loại đem mạ niken phương pháp điện phân Biết diện tích bề
mặt kim loại 40cm2, cường độ dịng điện qua bình 2A, niken có khối lượng riêng D
= 8,9.103kg/m3, A =58, n=2
Tính chiều dày lớp niken kinh loại sau điện phân 30 phút Coi niken bám lên bề mặt kim loại
Hƣớng dẫn:
Sử dụng công thức: m =
F .
n A
It
- Chiều dày lớp mạ tính: d = 0,03
V m A I t
mm S SD F n SD
Bài 2: Điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực platin, ta thu hidro ôxi
điện cực Tính thể tích khí thu điện cực (ở điều kiện tiêu chuẩn) dịng điện qua bình điện phân có cường độ I = 5A thời gian t = 32 phút 10 giây
Hƣớng dẫn:
- Khối lượng Hiđrô thu catot: m1 =
F
. 1
A
n It = 0,1 g
(5)Tuyensinh247.com V1 =
0,1
.22400 1200 cm - Khối lượng ôxi thu là:
m2 = F
. 2
A
n It = 0,8 g
- Thể tích xi thu là:
V2 =
0,8
.22400 560 32 cm
Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có 10 nguồn giống nguồn có suất điện động = 4V vào điện trở r = 0,2 mắc thành
2 dây, dây có nguồn đèn ghi (6V - 18W) Các điện trở R1 = 5
; R2 = 2,9 ; R3 = 3 ; RB = 5 vào bình điện phân đựng dung
dịch Zn(NO3)2 có cực dương Zn Tính :
a) Cường độ dịng điện chạy mạch
b) Lượng Zn giải phóng cực âm bình điện phân thời gian phút 40 giây Biết Zn có hóa trị có nguyên tử lượng 65
c) Hiệu điện điểm A M
Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ Trong đèn Đ có ghi (6V - 6W) ; R1 = 3 ; R2 = R4 = 2 ; R3 = ; RB = 4 vào bình
điện phân dung dịch CuSO4 có cực dương đồng; nguồn có
10 nguồn giống nguồn có suất điện động có điện trở r = 0,2 mắc nối tiếp Tính :
a) Suất điện động nguồn điện
b) Lượng đồng giải phóng cực âm cua bình điện phân sau thời gian 32 phut 10 giây
(6)Tuyensinh247.com
Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ Trong nguồn có 10 nguồn giống nhau, nguồn cĩ suất điện động = 3,6V, điện trở r = 0,8 mắc thành dây, dây cĩ nguồn Đèn Đ có ghi (6V - 3W) Các điện trở R1 = 4 ; R2 = 3 ; R3 = 8 ; RB = 2 vào
là bình điên phân dung dịch CuSO4 có cực dương Cu Điện trở
của dây nối vào ampe kế không đáng kể, vơn kế lớn a) Xác định số ampe kế vơn kế
b) Tính lượng Cu giải phóng cực âm bình âm điện phân thời gian 32 phút 10 giây Biết Cu có hóa trị có nguyên tử lượng 64
c) cho biết đèn có sáng bình thường khơng ? Tại ?
V LUYỆN TẬP
Bài 1: Người ta muốn mạ bề mặt kim loại có diện tích 2dm2, nên dùng 300g đồng để mạ Cho biết khối lượng riêng đồng 8900 kg/m3 Thời gian điện phân 2h 35’
Cường độ dòng điện dùng để điện phân 50A
a Hãy xác định khối lượng đồng lại sau thời gian điện phân ? b Chiều dày lớp đồng bám vào bề mặt kim loại ?
c Nếu muốn điện phân tồn khối lượng đồng cần tốn thời gian bao lâu? d Chiều dày lớp đồng mạ hết khối lượng bao nhiêu?
Bài 2: Người ta muốn bóc lớp Bạc dày d = 15m kim loại có diện tích s = 2cm2 phương pháp điện phân Cường độ dòng điện 1A Cho biết khối lượng riêng bạc 10490 kg/m3, khối lượng mol bạc 108
a Tính khối lượng lớp bạc ?
b Tính thời gian cần thiết để bóc hết lớp bạc
Bài 3: Để mạ 200g vàng lên bề mặt nhẫn, người ta dùng dịng điện có cường độ 5A Hãy tính thời gian để mạ hết khối lượng vàng ? Biết khối lượng mol vàng 197.10-3
(7)Tuyensinh247.com
Bài 4: Thời gian cần thiết để bóc lớp niken có chiều dày 5m, diện tích 2cm2 3h 45’ 34s Biết khối lượng riêng Niken 8900kg/m3, khối lượng mol niken 59.10-3 Kg/m3 Niken có hóa trị Hãy tính cường độ dịng điện dùng bài? Bài 5: Một vật kim loại mạ niken, có diện tích S = 120 cm2 Dịng điện chạy qua bình điện phân có cường độ I = 0,3 A Thời gian điện phân 5h Tính độ dày lớp niken bám vật kim loại ?
Bài 6: Một bình điện phân dung dịch bạc nitrat có điện trở 2,5 Anot làm bạc (Ag), hiệu điện đặt vào cực bình 10V Sau 16’5s khối lượng Ag bám vào catot ?
Bài 7: Người ta cần mạ vàng huân chương có tổng diện tích 25cm2, muốn cho lớp mạ dày 20m với cường độ dịng điện qua bình điện phân 10A Thì cần thời gian ? Cho biết khối lượng riêng vàng 19300 kg/m3, hóa trị vàng 1,
khối lượng mol vàng 197
Bài 8: Cho dòng điện qua bình điện phân chữa dung dịch CuSO4, có anot Cu Biết
đương lượng điện hóa đồng k = 3,3.10-7
kg/C Để catot xuất 0,33 kg đồng điện tích qua bình điện phân phải bao nhiêu?
Bài 9: Chiều dày lớp niken phủ lên kim loại d = 0,05 mm Sau điện phân 30 phút Diện tích phủ kim loại 30 cm2 Tính cường độ dịng điện chạy
qua bình điện phân ?
Bài 10 : Người ta dùng kim loại để mạ điện, biết kim loại có hóa trị Nếu dùng dịng điện có cường độ 10A thời gian điện phân 1h thu khối lượng 10,95g
a Xác định tên kim loại ?