Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân - Giải BT Vật Lí 11
Bài 4 (trang 85 SGK Vật Lý 11): Chất điện phân thường dẫn điện tốt hơn hay kém hơn kim loại? Vì sao?
Bài giải:- Chất điện phân thường dẫn diện yếu hơn kim loại.
Giải thích:
- Do mật độ các ion trong điện phân nhỏ hơn mật độ cac electron tự do trong kim loại.
- Do khối lượng và kích thước của các ion trong chất điện phân lớn hơn khối lượng các electron, nên tốc độ chuyển động có hướng của chúng nhỏ hơn electron.
- Do môi trường dung dịch điện phân mất trật tự hơn, nên cản trở mạnh chuyển động có hướng của các ion.
Bài 5 (trang 85): Hai bể điện phân: bể A để luyện nhôm, bể B để mạ niken. Hỏi bể nào có cực dương tan? Bể nào có suất phản điện?
Bài giải:• Bể A để luyện nhôm có cực dương bằng than (graphit) nên không có hiện tượng cục dương tan.
• Bể A để mạ niken có cực dương là niken và chất điện phân NiSO4 thì sẽ có cực dương tan.
• Bể nào không có cực dương tan thì sẽ đóng vai trò là máy thu và khi đó có suất phản điện
⇒ Bể A để luyện nhôm có suất phản điện.
Bài 6 (trang 85): Phát biểu định luật Fa-ra- đây, công thức Fa-ra-đây và đơn vị dùng trong công thức này.
Bài giải:• Định luật Fa-ra-đây thứ I
Khối lượng của vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
m = kq
k: đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực.
• Định luật Fa-ra-đây thứ hai
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F trong đó F là số Fa-ra-đây:
Bài 7 (trang 85): Khi điện phân dung dịch H2 SO4 với điện cực bằng graphit, ta thu được khí oxi bay ra. Có thể dùng công thức Fa-ra-đây để tính khối lương oxi bay ra được không?
Bài giải:Khi điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực bằng graphit, ta thu được khí oxi bay ra. Trong trường hợp đó có thể dùng công thức Fa-ra-đây để tính khối lượng oxi bay ra.
Công thức:
Bài 8 (trang 85): Phát biển nào chính xác?
Dòng điện trong chất điện phân là chuyển động có hướng của:
A. các chất tan trong dung dịch
B. các icon dương trong dung dịch
C. các icon dương và các icon âm dưới tác đụng của điện trường trong dung dịch
D. các icon dương và icon âm theo chiều điện trường trong dung dịch.
Bài giải:Phát biểu C là chính xác
Giải thích:
Dòng điện trong chất điện phân là chuyển động có hướng của các icon dương và các icon âm dưới tác dụng của điện trường trong dung dịch.
Bài 9 (trang 85): Phát biển nào 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. anot bị ăn mòn.
C. đồng bám vào catot.
D. đồng chạy từ anot sang catot.
Bài giải:Phát biểu D là chính xác
Giải thích:
Kết quả cuối cùng của quá trình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực bằng đồng là đồng chạy từ anot sang catot.
CuSO4 → Cu2+ + SO42-
Cu2+ -ve catot, +2e→ Cu
SO42- -ve anot, +2e→ CuSO4 + 2e-
Bài 10 (trang 85) ion Na+ và Cl- trong nước có thể tính theo công thức: v=μ E trong đó E là cường độ điện trường, μ là độ linh động có giá trị lần lượt là 4,5.10-8 m2/ V. s. Tính điện trở suất của dung dịch NaCl nồng độ 0,1 mol/l, cho rằng toàn bộ các phần tử NaCl đều phân li thành icon.
Bài giải:n1 là mật độ hạt tải điện ion Na+; n2 = mật độ hạt tải điện là ion Cl-.
σ là độ dẫn điện; ρ = 1/ σ là điện trở suất.
Vì Na+ nhẹ hơn Cl- nên có độ linh động μ+ > μ-;
μ+ = 6,8.10-8 m2/ V. s; μ- = 4,5.10-8 m2/ V. s
Khi phân li, số ion Na+ bằng số ion Cl-. Do đó, theo đề:
n0 là nồng độ của dung dịch NaCl:
→ n1 = n2 = n = n0.NA = 100.6,02.1023 = 6,02.1025 hạt/m3
Tốc độ chuyển động có hướng của các ion trong nước có thể tính theo công thức: v = μ. E
Mà ta có:
Độ dẫn điện của dung dịch NaCl là:
→ Điện trở suất của dung dịch NaCl:
Bài 11 (trang 85): Người ta muốn bọc một lớp đồng dày d = 10 μ m trên một bản đồng điện tích S=1cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,010A. Tính thời gian cần thiết để bọc được lớp đồng. Cho biết đồng có khối lượng riêng là ρ = 8900 kg/m3.
Bài giải:Khối lượng đồng cần bọc khỏi bản đồng là:
m = V. ρ = S. d. ρ = 10-4.10.10-6.8900.10-3 = 8,9.10-3 g
Mặt khác, theo định luật Fa-ra-đây khối lượng đồng cần bóc khỏi bản đồng trong thời gian t là:
Thời gian cần thiết để bọc được lớp đồng là:
Đáp số: t = 44,73 phút
Bài trước: Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Giải BT Vật Lí 11 Bài tiếp: Bài 15: Dòng điện trong chất khí - Giải BT Vật Lí 11