Dòng điện trong chất điện phân
A: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Trong dung dịch, các axit, bazơ, 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: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó.
- Hệ số tỉ lệ là 1/ F, trong đó F gọi là số Faraday.
\[k=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}\]
- Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật:
\[m=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}It\]
B: BÀI TẬP MẪU
|
Bài 1: Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các iôn âm, electron đi về anốt và iôn dương đi về catốt. B. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các electron đi về anốt và các iôn dương đi về catốt. C. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các iôn âm đi về anốt và các iôn dương đi về catốt. D. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các electron đi về từ catốt về anốt, khi catốt bị nung nóng. |
Hướng dẫn
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các iôn âm đi về anốt và các iôn dương đi về catốt.
Chọn đáp án C
|
Bài 2: Một bình điện phân dung dịch CuSO4 có anốt làm bằng đồng, điện trở của bình điện phân R = 8 (W), được mắc vào hai cực của bộ nguồn E = 9 (V), điện trở trong r =1 (W). Khối lượng Cu bám vào catốt trong thời gian 5 h có giá trị là: A. 5 (g). B. 10,5 (g). C. 5,97 (g). D. 11,94 (g). |
Hướng dẫn
- Cường độ dòng điện trong mạch là: \[I=\frac{\xi }{R+r}=1(A)\]
- Áp dụng công thức định luật Fara-đây là \[m=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}It\]
với I = 1 (A), A = 64, n = 2, t = 18000 (s), F = 96500(g/mol.C)
→m = 5,97 g
Chọn đáp án C
|
Bài 3: Đặt một hiệu điện thế U không đổi vào hai cực của bình điện phân. Xét trong cùng một khoảng thời gian, nếu kéo hai cực của bình ra xa sao cho khoảng cách giữa chúng tăng gấp 2 lần thì khối lượng chất được giải phóng ở điện cực so với lúc trước sẽ: A. tăng lên 2 lần. B. giảm đi 2 lần. C. tăng lên 4 lần. D. giảm đi 4 lần. |
Hướng dẫn
Đặt một hiệu điện thế U không đổi vào hai cực của bình điện phân. Điện trở của bình điện phân được tính theo công thức: \[R=\rho \frac{l}{S}\], nếu kéo hai cực của bình ra xa sao cho khoảng cách giữa chúng tăng gấp 2 lần thì điện trở của bình điện phân tăng lên 2 lần. Cường độ dòng điện qua bình điện phân giảm 2 lần.
Xét trong cùng một khoảng thời gian, khối lượng chất được giải phóng ở điện cực so với lúc trước sẽ giảm đi 2 lần.
Chọn đáp án B
|
Bài 4: Độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng là do: A. Chuyển động nhiệt của các phân tử tăng và khả năng phân li thành iôn tăng. B. Độ nhớt của dung dịch giảm làm cho các iôn chuyển động được dễ dàng hơn. C. Số va chạm của các iôn trong dung dịch giảm. D. Cả A và B đúng. |
Hướng dẫn
Độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng là do chuyển động nhiệt của các phân tử tăng và khả năng phân li thành iôn tăng.
Chọn đáp án A
|
Bài 5: Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Khi hoà tan axit, bazơ hặc muối vào trong nước, tất cả các phân tử của chúng đều bị phân li thành các iôn. B. Số cặp iôn được tạo thành trong dung dịch điện phân không thay đổi theo nhiệt độ. C. Bất kỳ bình điện phân nào cũng có suất phản điện. D. Khi có hiện tượng cực dương tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm. |
Hướng dẫn
- Khi có hiện tượng cực dương tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm.
- Khi hoà tan axit, bazơ hặc muối vào trong nước, chỉ khi nồng độ của dung dịch điện phân chưa bão hoà thì tất cả các phân tử của chúng đều bị phân li thành các iôn.
- Chỉ khi dung dịch điện phân chưa bão hoà thì số cặp iôn được tạo thành trong dung dịch điện phân không thay đổi theo nhiệt độ.
- Bình điện phân có suất phản điện là những bình điện phân không xảy ra hiện tượng dương cực tan.
Chọn đáp án D
|
Bài 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về cách mạ một huy chương bạc? A. Dùng muối AgNO3. B. Đặt huy chương ở giữa anốt và catốt. C. Dùng anốt bằng bạc. D. Dùng huy chương làm catốt. |
Hướng dẫn
Muốn mạ một huy chương bạc người ta phải dùng dung dịch muối AgNO3, anôt làm bằng bạc, huy chương làm catốt.
Chọn đáp án B
C: BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có anôt bằng bạc, cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là 5A. Lượng bạc bám vào cực âm của bình điện phân trong 2 giờ là bao nhiêu, biết bạc có A = 108, n = 1:
A. 40,29g B. 40,29.10-3 g C. 42,9g D. 42,910-3g
Bài 2: Đơn vị của đương lượng điện hóa và của hằng số Farađây lần lượt là:
A. N/m; F B. N; N/m C. kg/C; C/mol D. kg/C; mol/C
Bài 3: Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có đương lượng điện hóa là 1,118.10-6kg/C. Cho dòng điện có điện lượng 480C đi qua thì khối lượng chất được giải phóng ra ở điện cực là:
A. 0,56364g B. 0,53664g C. 0,429g D. 0,0023.10-3g
Bài 4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa khối lượng chất giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân và điện lượng tải qua bình. Đương lượng điện hóa của chất điện phân trong bình này là:
.png)
A. 11,18.10-6kg/C B. 1,118.10-6kg/C C. 1,118.10-6kg.C D.11,18.10-6kg.C
Bài 5: Bình điện phân có anốt làm bằng kim loại của chất điện phân có hóa trị 2. Cho dòng điện 0,2A chạy qua bình trong 16 phút 5 giây thì có 0,064g chất thoát ra ở điện cực. Kim loại dùng làm anot của bình điện phân là:
A. niken B. sắt C. đồng D. kẽm
Bài 6: Hai bình điện phân mắc nối tiếp với nhau trong một mạch điện, bình 1 chứa dung dịch CuSO4 có các điện cực bằng đồng, bình 2 chứa dung dịch AgNO3 có các điện cực bằng bạc. Trong cùng một khoảng thời gian nếu lớp bạc bám vào catot của bình thứ 2 là m2 = 41,04g thì khối lượng đồng bám vào catot của bình thứ nhất là bao nhiêu. Biết ACu = 64, nCu = 2, AAg = 108, nAg = 1:
A. 12,16g B. 6,08g C. 24, 32g D. 18,24g
Bài 7: Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200cm2 người ta dùng tấm sắt làm catot của bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anot là một thanh đồng nguyên chất, cho dòng điện 10A chạy qua bình trong 2 giờ 40 phút 50 giây. Tìm chiều dày của lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. Biết ACu = 64, n = 2, D = 8,9g/cm3
A. 1,6.10-2cm B. 1,8.10-2cm C. 2.10-2cm D. 2,2.10-2cm
Bài 8 : Một bình điện phân chứa dung dịch muối kim loại có điện cực làm bằng chính kim loại đó. Cho dòng điện 0,25A chạy qua trong 1 giờ thấy khối lượng catot tăng xấp xỉ 1g. Hỏi các điện cực làm bằng gì trong các kim loại: sắt A1 = 56, n1 = 3; đồng A2 = 64, n2 = 2; bạc A3 = 108, n3 = 1 và kẽm A4 = 65,5; n4 = 2
A. sắt B. đồng C. bạc D. kẽm
Bài 9: Muốn mạ niken cho một khối trụ bằng sắt có đường kính 2,5cm cao 2cm, người ta dùng trụ này làm catot và nhúng trong dung dịch muối niken của một bình điện phân rồi cho dòng điện 5A chạy qua trong 2 giờ, đồng thời quay khối trụ để niken phủ đều. Tính độ dày lớp niken phủ trên tấm sắt biết niken có A = 59, n = 2, D = 8,9.103kg/m3:
A. 0,787mm B. 0,656mm C. 0,434mm D. 0,212mm
Bài 10: Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân dung dịch:
A. muối kim loại có anốt làm bằng kim loại
B. axit có anốt làm bằng kim loại đó
C. muối kim loại có anốt làm bằng kim loại đó
D. muối, axit, bazơ có anốt làm bằng kim loại
Bài 11: Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt mang điện tự do trong chất điện phân là do:
A. sự tăng nhiệt độ của chất điện phân
B. sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực
C. sự phân ly của các phân tử chất tan trong dung môi
D. sự trao đổi electron với các điện cực
Bài 12: Do những nguyên nhân gì mà độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng?
A. chuyển động nhiệt của các phân tử tăng làm khả năng phân ly thành ion tăng do va chạm
B. độ nhớt của dung dịch giảm làm các ion chuyển động dễ dàng hơn
C. chuyển động nhiệt của các phân tử ở điện cực tăng lên vì thế tác dụng mạnh lên dung dịch
D. cả A và B
Bài 13: Một bộ nguồn gồm 30 pin mắc hỗn hợp thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song, mỗi pin có suất điện động 0,9V và điện trở trong 0,6Ω. Một bình điện phân dung dịch đồng có anot bằng đồng có điện trở 205Ω nối với hai cực bộ nguồn trên thành mạch kín. Tính khối lượng đồng bám vào catot trong thời gian 50 phút, biết A = 64, n = 2:
A. 0,01g B. 0,023g C. 0,013g D. 0,018g
Bài 14: Một tấm kim loại có diện tích 120cm2 đem mạ niken được làm catot của bình điện phân dung dịch muối niken có anot làm bằng niken. Tính bề dày của lớp niken được mạ biết dòng điện qua bình điện phân có cường độ 0,3A chạy qua trong 5 giờ, niken có A = 58,7; n = 2; D = 8,8.103kg/m3:
A. 0,021mm B. 0,0155mm C. 0,012mm D. 0,03212mm
Bài 15: Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của:
A. các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường
B. các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron tự do ngược chiều điện trường
C. các electron ngược chiều điện trường, lỗ trống theo chiều điện trường
D. các ion và electron trong điện trường
Bài 16: Mạ kền cho một bề mặt kim loại có diện tích 40cm2 bằng điện phân. Biết Ni = 58, hóa trị 2, D = 8,9.103kg/m3. Sau 30 phút bề dày của lớp kền là 0,03mm. Dòng điện qua bình điện phân có cường độ:
A. 1,5A B. 2A C. 2,5A D. 3A
Bài 17: Một mạch điện như hình vẽ. R = 12Ω, Đ: 6V – 9W; bình điện phân CuSO4 có anot bằng Cu; ξ = 9V, r = 0,5Ω. Đèn sáng bình thường, khối lượng Cu bám vào catot mỗi phút là bao nhiêu:
.png)
A. 25mg B. 36mg C. 40mg D. 45mg
Bài 18: Đề bài giống câu hỏi 17. Tính hiệu suất của nguồn:
A. 69% B. 79% C. 89% D. 99%
Bài 19: Điện phân dung dịch H2SO4 có kết quả sau cùng là H2O bị phân tích thành H2 và O2. Sau 32 phút thể tích khí O2 thu được là bao nhiêu nếu dòng điện có cường độ 2,5A chạy qua bình, và quá trình trên làm ở điều kiện tiêu chuẩn:
A. 112cm3 B. 224 cm3 C. 280 cm3 D. 310cm3
Bài 20: Đương lượng điện hóa là đại lượng có biểu thức:
A. m/Q B. A/n C. F D. 1/F
ĐÁP ÁN
|
1.A |
2.C |
3.B |
4.B |
5.C |
6.A |
7.B |
8.C |
9.A |
10.C |
|
11.C |
12.D |
13.C |
14.B |
15.A |
16.B |
17.C |
18.C |
19.C |
20.A |
