Bài giảng Chuyên đề Vật lý 11 - Chương 3: Chủ đề 2

Bài giảng Chuyên đề Vật lý 11 - Chương 3: Chủ đề 2 - Dòng điện trong chất điện phân. Nội dung trình bày trong chủ đề này gồm có: Nội dung các định luật Faraday; các dạng bài tập về tính khối lượng kim loại tan ra hay bám vào điện cực, tìm kim loại chưa biết, tìm bề dày lớp kim loại bám vào catot, tính thể tích khí thu được, mạch điện chứa bình điện phân. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chuyên đề Vật lý 11 - Chương 3: Chủ đề 2 http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 2. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN I.KIẾN THỨC Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược nhau. Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan. Nội dung các định luật Faraday: + Định luật 1: Khôi lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. m = kq + Định luật 2: A Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó. Hệ số n 1 1 A tỉ lệ là , trong đó F gọi là số Faraday. k = F F n 1 A Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật: m = It (gam) F n II. CÁC DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN 1: TÍNH KHỐI LƯỢNG KIM LOẠI TAN RA HAY BÁM VÀO ĐIỆN CỰC BÀI TOÁN 2: TÌ KIM LOẠI CHƯA BIẾT BÀI TOÁN 3: TÌM BỀ DÀY LỚP KIM LOẠI BÁM VÀO CATOT BÀI TOÁN 4: TÍNH THỂ TÍCH KHÍ THU ĐƯỢC BÀI TOÁN 5: MẠCH ĐIỆN CHỨA BÌNH ĐIỆN PHÂN * Phương pháp giải: + Sử dụng các công thức về bộ nguồn ghép để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. + Sử dụng các công thức về các điện trở ghép để tính điện trở tương đương của mạch ngoài. + Sử dụng định luật Ôm cho mạch kín để tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. + Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch để tính cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. + Sử dụng công thức Faraday để tinh lượng chất giải phóng ra ở catod của bình điện phân.*VÍ DỤ MINH HỌAVD1. Hai bình điện phân: (FeCl3/Fe và CuSO4/Cu) mắc nối tiếp. Sau một khoảng thời gian, bìnhthứ nhất giải phóng một lượng sắt là 1,4 g. Tính lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai trong cùngkhoảng thời gian đó. Biết nguyên tử lượng của đồng và sắt là 64 và 56, hóa trị của đồng và sắt là 2và 3. 1 A1HD. Khối lượng sắt giải phóng ở bình thứ nhất: m1 = It. F n1 1 http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com 1 A2 Khối lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai: m2 = It. F n2 m2 An A2 n1 = 21 m2 = m1 = 2,4 g. m1 A1n2 A1n2VD2. Hai bình điện phân: (CuSO4/Cu và AgNO3/Ag) mắc nối tiếp. Trong một mạch điện. Sau mộtthời gian điện phân, khối lượng catôt của hai bình tăng lên 2,8 g. Biết nguyên tử lượng của đồng vàbạc là 64 và 108, hóa trị của đồng và bạc là 2 và 1. a) Tính điện lượng qua các bình điện phân và khối lượng Cu và Ag được giải phóng ở catôt. b) Nếu cường độ dòng điện bằng 0,5 A. Tính thời gian điện phân. 1 A1 1 A2 A A 1HD. a) m = m1 + m2 = It + It = ( 1 + 2 ) It F n1 F n2 n1 n2 F mF 2,8.96500 q = It = = = 1930 (C). A1 A2 64 108 + + n1 n2 2 1 1 A1 Khối lượng đồng được giải phóng ở catôt: m1 = q = 0,64 g. F n1 1 A2 Khối lượng bạc được giải phóng ở catôt: m2 = q = 2,16 g. F n2 q b) Thời gian điện phân: t = = 3860 s = 1 giờ 4 phút 20 giây. IVD3. Một bộ nguồn điện gồm 30 pin mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc songsong; mỗi pin có suất điện động 0,9 V và điện trở trong 0,6 Ω. Một bình điện phân đựng dung dịchCuSO4 có điện trở 205 Ω được mắc vào hai cực của bộ nguồn nói trên. Anôt của bình điện phânbằng đồng. Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình trong thời gian 50 phút. Biết Cu có A =64; n = 2. rHD. Ta có: Eb = 3e = 2,7 V; rb = 3 = 0,18 Ω; 10 E ...