Chương III: Dòng Điện Trong Các Môi Trường – Vật Lý Lớp 11
Bài 14: Dòng Điện Trong Chất Điện Phân
Như các bạn biết, ngành công nghiệp sản xuất nhôm đang ngày càng phát triển. Và để sản xuất nhôm cần phải có một nguồn điện năng dồi dào. Vậy quá trình luyện nhôm đã dựa trên hiện tượng nào và đòi hỏi cần bao nhiêu điệ như vậy?
Câu trả lời sẽ có ngay trong bài học bài 14 dòng điên trong chất điện phân, các em sẽ tìm được cho mình câu trả lời thỏa đáng cho câu hỏi trê, theo dõi nội dung bài học ngày dưới đây nhé.
Tóm Tắt Lý Thuyết
I. Thiết bị điện li
Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như Axit, Bazơ và Muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử ) thành các điện tích gọi là ion. Các ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện.
Khái niệm 2: Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li thành các nguyên tử tích điện gọi là ion; ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện.
Anion mang điện âm là gốc axit hoặc nhóm \(\)\((OH)^-\), còn cation mang điện dương là ion kim loại, ion \(H^+\) hoặc một số nhóm nguyên tử khác.
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
Chú ý:
– Kim loại dẫn điện tốt hơn chất điện phân.
– Hiện tượng điện phân thường kèm theo các phản ứng phụ
III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi kim loại dùng làm anôt có trong gốc muối của dung dịch điện phân (anôt tan dần vào trong dung dịch (cực dương tan), còn catôt có kim loại đó bám vào).
IV. Các định luật Fa-ra-đây
1. Định luật Faraday thứ nhất:
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
\(m = kq\)
2. Định luật Faraday thứ hai:
Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam \(\frac{A}{n}\) của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là \(\frac{1}{F}\), trong đó F gọi là số Faraday \(k = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}\)
3. Công thức Faraday: \(m = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}.It\)
trong đó: m là khối lượng chất giải phóng ở điện cực (g)
\(F = 06494C/mol ≈ 96500C/mol\)
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
1. Luyện nhôm
Lò luyện kim thép, chuyên dùng trong công nghiệp luyện kim.
2. Mạ điện
Mạ điện là dùng phương pháp để phủ một lớp kim loại ( như crôm, niken, vàng, bạc…) lên những đồ vật bằng kim loại khác.
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 14 Dòng Điện Trong Chất Điện Phân
Bài Tập 1 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Nội dung của thuyết điện li là gì? Anion thường là phần nào của phân tử?
>> Xem: lời giải bài tập 1 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 2 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Dòng điện trong chất điện phân khác với dòng điện trong kim loại như thế nào?
>> Xem: lời giải bài tập 2 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 3 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Hãy nói rõ hạt tải điện nào mang dòng điện trên các phần khác nhau của mạch điện có chứa bình điện phân:
a) Dây dẫn và điện cực
b) Ở sát bề mặt hai điện cực
c) Ở trong lòng chất điện phân
>> Xem: lời giải bài tập 3 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 4 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Chất điện phân thường dẫn điện tốt hơn hay kém hơn kim loại? Tại sao?
>> Xem: lời giải bài tập 4 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 5 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Hai bể điện phân: bể A để luyện nhôm, bể B để mạ niken. Hỏi bể nào có dương cực tan? Bể nào có suất phản điện?
>> Xem: lời giải bài tập 5 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 6 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Phát biểu định luật Pha-ra-đây, viết công thức Fa-ra-đây và đơn vị dùng trong công thức này.
>> Xem: lời giải bài tập 6 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 7 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Khi điện phân dung dịch \(\)\(H_2SO_4\) với điện cực bằng graphit, thì ta thu được khí oxi bay ra. Có thể dùng công thức Fa-ra-đây để tìm khối lượng oxi bay ra được không?
>> Xem: lời giải bài tập 7 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 8 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Phát biểu nào là chính xác
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của
A. Các chất tan trong dung dịch
B. Các ion dương trong dung dịch
C. Các ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường trong dung dịch
D. Các ion dương và ion âm theo chiều điện trường trong dung dịch
>> Xem: lời giải bài tập 8 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 9 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Phát biểu nào sau đây chính xác
Kết quả cuối cùng của quá trình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực bằng đồng là
A. Không có thay đổi gì ở bình điện phân
B. Anôt bị ăn mòn
C. Đồng bám vào catôt
D. Đồng chạy từ anôt sang catôt
>> Xem: lời giải bài tập 9 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 10 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Tốc độ chuyển động có hướng của ion \(\)\(Na^+\) và \(Cl^-\) trong nước có thể tính theo công thức: v = μE, trong đó E là cường độ điện trường, μ có giá trị lần lượt là \(4,5.10^-8 m^2/(V.s)\). Tính điện trở suất của dung dịch NaCl nồng độ 0,1 mol/l, cho rằng toàn bộ các phân tử NaCl đều phân li thành ion.
>> Xem: lời giải bài tập 10 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Bài Tập 11 Trang 85 SGK Vật Lý Lớp 11
Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d = 10μm trên một bản đồng diện tích \(S = 1cm^2\) bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,010A. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng. Cho biết đồng có khối lượng riêng là \(p = 8900 kg/m^3\).
>> Xem: lời giải bài tập 11 trang 85 sgk vật lý lớp 11
Lời kết: Qua nội dung bài học sẽ giúp các em tìm được câu trả lời cho câu hỏi ngay trong đầu bài và nội dung này các em cần phải nắm một số nội dung chính sau đây:
– Đầu tiên là trả lời được câu hỏi thế nào là chất điện phân, hiện tượng điện phân, nêu được bản chất dòng điện trong chất điện phân.
– Phát biểu được định luật Fa-ra-đây về điện phân.
– Mô tả được hiện tượng dương cực tan
Như vậy các em vừa sơ lược qua toàn bộ kiến thức nội dung bài học bài 14 dòng điện trong chất điện phân chương III. Nội dung bài học sẽ giúp em giải đáp các câu hỏi thắc mắc trong nghành nhôm. Hy vọng nội dung bài học sẽ giúp em có kết quả tốt nhất trong kỳ thi sắp tới nhé.
Trả lời