Đáp án và giải thích chính xác câu hỏi trắc nghiệm: “Bản chất dòng điện trong chất điện phân là?” cùng với kiến thức lý thuyết liên quan là tài liệu hữu ích môn Vật lí 11 do Top lời giải biên soạn dành cho các bạn học sinh và thầy cô giáo tham khảo.
Bạn đang xem: Bản chất của dòng điện trong chất điện phân
Trắc nghiệm: Bản chất dòng điện trong chất điện phân là?
A. dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường
B. dòng ion âm dịch chuyển ngược chiều điện trường
C. dòng electron dịch chuyển ngược chiều điện trường
D. dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường
Trả lời:
Đáp án D. dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường
Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường.
Giải thích: Hạt tải điện trong điện phân là Ion (+) và ion (-) nên dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion (+) cùng chiều điện trường và iom (-) ngược chiều điện trường.
Cùng Top lời giải tìm hiểu dòng điện trong chất điện phân các bạn nhé!
Kiến thức mở rộng về dòng điện trong chất điện phân
1. Khái niệm dòng điện trong chất điện phân
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các ion dương về catôt và ion âm về anot. Các ion trong chất điện phân xuất hiện là do sự phân li của các phân tử chất tan trong môi trường dung mô
2. Bản chất dòng điện có trong chất điện phân
Thí nghiệm:
- Trường hợp 1: Đèn không sáng khi hai thanh kim loại nối với hai cực của nguồn điện nhúng vào trong dung dịch chất lỏng là nước nguyên chất H2O (còn gọi là nước cất) => không có dòng điện chạy trong mạch.
Kết luận: nước nguyên chất (nước cất: H2O) là chất lỏng không dẫn điện.
Trong thực tế hầu hết các loại nước bạn đang dùng đều là nước có tạp chất (muối khoáng, đường …) nên bạn luôn được khuyến cáo tránh tiếp xúc với nước khi xảy ra hiện tượng dò điện trong môi trường nước vì lúc này nước trở thành môi trường dẫn điện.
- Trường hợp 2: Khi hòa tan dung dịch muối ăn vào trong dung dịch nước cất quan sát thí nghiệm ta thấy đèn sáng lên => chứng tỏ có dòng điện chạy trong mạch.
Giải thích hiện tượng vật lý trong thí nghiệm trên: Khi dung dịch chất lỏng là nước cất, các phân tử H2 liên kết chặt chẽ với O tạo thành phân tử H2O trung hòa về điện dẫn tới bên trong môi trường dung dịch nước cất không có các điện tích dịch chuyển thành dòng nên không có dòng điện.
Khi hòa tan muối NaCl vào trong nước cất, theo thuyết điện li sau khi tan vào trong dung dịch nước tạo thành dung dịch nước muối, các phân tử NaCl sẽ bị phân li thành các ion dương Na+ và ion âm Cl-
NaCl → Na+ + Cl –
Sự trênh lệch điện thế giữa hai bản cực kim loại làm cho dòng các ion âm Cl- dịch chuyển có hướng về bản kim loại nối với cực dương, và các ion dương Na+ dịch chuyển theo chiều ngược lại tạo nên dòng điện trong dung dịch nước muối (dung dịch NaCl)
=>Bản chất dòng điện trong chất điện phân:
+ Dòng điện trong chất điện phân chính là dòng dịch chuyển có hướng của những ion trong điện trường.
+ Chất điện phân không có khả năng dẫn điện tốt bằng kim loại.
+ Dòng điện trong chất điện phân ngoài tải điện lượng còn tải cả vật chất đi theo. Tuy nhiên thì khi tới điện cực chỉ có electron có thể dịch chuyển tiếp còn vật chất sẽ đọng lại ở điện cực và tạo ra hiện tượng điện phân. những ion dương sẽ di chuyển về hướng của catot nên được gọi là cation. Còn những ion âm sẽ di chuyển về hướng của anot nên được gọi là anion.
3. Các định luật Fa-ra-đây
a. Định luật Fa-ra-đây thứ nhất
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân có tỉ lệ thuận với điện trường chạy qua bình đó:
m = k.q
b. Định luật Fa-ra-đây số 2
Thí nghiệm cho thấy, nếu I tính bằng ampe, t tính bằng giây thì: F = 96 494 C/mol
* Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây:
m là lượng chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam.
4. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
Một số ứng dụng của hiện tượng điện phân:
- Điều chế hoá chất: điều chế clo, hiđrô và xút trong công nghiệp hoá chất.
- Luyện kim: người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại. Các kim loại như đồng, nhôm, magiê và nhiều hoá chất được điều trực tiếp bằng phương pháp điện phân
- Mạ điện: người ta dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại không gỉ như crôm, niken, vàng, bạc... lên những đồ vật bằng kim loại khác.
5. Một số bài tập minh họa
Bài 1: Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200 cm2, người ta dùng tấm sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy qua trong thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Tìm bề dày lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. Cho biết đồng có A = 64; n = 2 và có khối lượng riêng ρ = 8,9.103 kg/m3.
Lời giải:
Đổi: S = 200cm2 = 2.10-2m2; t = 2 giờ 40 phút 50 giây = 2.3600 + 40.60 + 50 = 9650 giây
Sau khi mạ đồng, tấm sắt sẽ bị đồng bám trên bề mặt vì thế cả khối lượng và thể tích của tấm sắt sẽ tăng lên.
Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất nên xảy ra hiện tượng cực dương tan trong quá trình điện phân.
Bài 2: Người ta muôn bóc một lớp đồng dày d = 10µm trên một bản đồng có diện tích S = 1cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,01A. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng. Cho biết đồng có khôi lượng riêng ρ= 8900kg/m2.
Lời giải:
Khối lượng đồng cần bóc đi m = ρ
V = ρ.d.S = 8,9.19-6kg
Bài 3: Một mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động E = 6V, điện trở trong r = 0,5Ω , cung cấp dòng điện cho bình điện phân dung dịch đồng sunfat với anôt làm bằng chì. Biết suất phản điện của bình điện phân là Ep = 2V, và lượng đồng bám trên ca tôt là 2,4g. Hãy tính:
a) Điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân.
b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân.
Xem thêm: Chuyên Đại Học Vinh - Trường Trung Học Phổ Thông
c) Thời gian điện phân.
Lời giải:
Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và anôt được làm bằng chì (Pb) nên không xảy ra hiện tượng cực dương tan trong quá trình điện phân. Trong trường hợp này bình điện phân xem như một máy thu điện, nên dòng điện qua bình tuân theo định luật ôm cho đoạn mạch chứa máy thu
a) Điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân:
Ta có:
Thay số:
b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân:
c) Thời gian điện phân:
Bài 4: 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?