LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN – ĐỊNH LUẬT PHA-RA-ĐÂY LÍ THUYẾT (1)- DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN Các dung dịch muối, axit, bazơ gọi chất điện phân Các muối nóng chảy chất điện phân (2) – BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN + Theo thuyết điện ly, muối, axit, bazơ hòa tan vào nước, chúng dễ dàng tách thành ion trái dấu + Khi ta đặt hiệu điện vào hai điện cực, bình điện phân có điện trường, ion có thêm chuyển động có hướng theo phương điện trường ( chuyển động nhiệt hỗn loạn ) Chuyển động có hướng ion tạo nên dòng điện bình điện phân + Dòng điện chất điện phân dòng dịch chuyển có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường (3) – PHẢN ỨNG PHỤ TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN Các ion âm dịch chuyển đến Anốt , nhường electron cho Anốt, ion dương đến Catốt nhận electron từ Catốt Các ion trở thành nguyên tử hay phân tử trung hòa, bám vào điện cực, bay lên dạng khí Chúng tác dụng với điện cực dung môi, gây phản ứng hóa học Các phản ứng hóa học gọi phản ứng phụ hay phản ứng thứ cấp (4) HIỆN TƯỢNG CỰC DƯƠNG TAN a) HIỆN TƯỢNG Tuyensinh247.com Hiện tượng cực dương tan xảy điện phân dung dịch muối kim loại mà anốt làm kim loại Anốt ( dương cực) tan dần đi, catốt có lớp kim loại bám vào b) ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI CHẤT ĐIỆN PHÂN có tượng cực duơng tan, dòng điện chất điện phân tuân theo định luật Ôm giống đoạn mạch có điện trở R (5) – ĐỊNH LUẬT PHA – RA – ĐÂY VỀ ĐIỆN PHÂN A – ĐỊNH LUẬT I Khối lượng m chất giải phóng điện cực tỉ lệ với điện lượng Q chạy qua bình : m = kQ K ( kg/ C) : gọi đương lượng điện hóa, phụ thuộc chất chất giải phóng B – ĐỊNH LUẬT II Đương lượng điện hóa nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam nguyên tố k  c A n A n + A : nguyên tử khối + n : Hóa trị chất + Hệ số tỉ lệ c có giá trị tất chất Người ta thường ký c hiệu F  , F số chung chất gọi số Fara-day Trị số số Fa-ra-day : F = 9,65.107 ( C/ kmol ) C – CÔNG THỨC FA-RA-DAY VỀ ĐIỆN PHÂN m= 1A q Fn HAY m= 1A It Fn + I (A) : cường độ dòng điện không đổi qua bình điện phân + t (s) : thời gian dòng điện chạy qua bình Tuyensinh247.com + A : nguyên tử lượng + n : hóa trị + q (C) : Điện lượng + m (g) : khối lượng chất điện phân BÀI TẬP MẪU CÂU 1: Để tách đồng khỏi hỗn hợp rắn chứa 12% tạp chất khác người ta dùng hỗn hợp làm cực dương bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 Hiệu điện hai cực U = 6(V) Tính điện tiêu hao để xử lý (kg) hỗn hợp ? GIẢI Khối lượng đồng có : mCu = Định luật Faraday : m= 100-12  m=0,88(kg ) 100 1A 64 q  880= q  q  2654.103 (C ) Fn 96500 Điện tiêu hao để xử lý (kg) hỗn hợp : W = qU = 2654.10 3.6 = 15923 (kJ) = 4,42 (kWh) CÂU 2: Điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực Platin, ta thu Hyđrô Ôxi điện cực Tính thể tích khí thu điện cực (ở điều kiện tiêu chuẩn) dòng điện qua bình điện phân có cường độ I = 10(A) thời gian t = 32 phút 10 giây ? CÂU 3: Một nhà máy dùng phương pháp điện phân để sản xuất Hiđro Hiệu điện hai cực bình điện phân 2(V) sản lượng nhà máy 56 (m3/h ) (Điều kiện tiêu chuẩn) Tính công suất điện cần thiết cho sản xuất ? CÂU 4: Một kim loại đem mạ niken phương pháp điện phân Tính chiều dày lớp Niken kim loại sau điện phân 30 phút ? Biết diện tích bề mặt kim loại 40 (cm2), cường độ dòng điện qua bình điện Tuyensinh247.com phân 2(A), niken có khối lượng riêng D = 8,9.103 (kg/m3), A = 58, n = Coi niken bám mặt kim loại CÂU 5: Cho mạch điện hình vẽ, E = 9(V), r = 0,5  , B bình điện phân chứa CuSO4 với hai cực Cu ( Đ) đèn ( V – W) ; R1 = 12  đèn sáng bình thường Tính lượng Cu bám vào Catốt bình điện phân phút, công suất mạch công suất nguồn ? CÂU 6: Một bình điện phân đựng dung dịch bạc Nitrat với Anốt làm bạc Điện trở bình điện phân R =  Hiệu điện đặt hai cực U = 10(V) Cho A = 108, n = Khối lượng bạc bám vào cực âm sau A 8,04.10- kg B 8,04 g C 40,3 kg D 40,3 g GIẢI + Dòng điện qua bình : I= U =5(A ) R + Công thức pha-ra-đây điện phân : m= 1A q  40,3( g ) Fn CÂU 7: Đuơng lượng điện hóa Niken k = mg / C Cho điện lượng q = 20 (mC) chạy qua bình điện phân có anốt niken khối lượng niken bám vào catốt A 0,8 g B 0,8 mg C 0,08 mg D μg CÂU 8: Hai bình điện phân đựng dung dịch FeCl3 CuSO4 mắc nối tiếp Sau khoảng thời gian, bình thứ giải phóng lượng sắt 1,4(g) Tính lượng đồng giải phóng bình thứ hai khoảng thời gian ? biết nguyên tử lượng sắt đồng 56 64 A 2,4 g B 0,42g C 1,22g D 0,82g CÂU 9: Một vật kim loại mạ niken có diện tích 120 (cm2) Dòng điện chạy qua bình điện phân có cường độ 0,3(A) thời gian mạ Niken có Tuyensinh247.com khối lượng mol nguyên tử 58,7 (g/mol) hoá trị 2, khối lượng riêng 8,8.103 (kg/ m3) Độ dày lớp niken phủ bề mặt vật A 0,0156 μm B 15,6 mm D 7,8 μm C 7,8mm CÂU 10: Chiều dày lớp niken phủ lên kim loại d = 0,05 (mm) sau thời gian điện phân 30 phút Diện tích mặt phủ kim loại 30(cm2) Xác định cường độ dòng điện qua bình điện phân ? Cho biết niken có khối lượng riêng D = 8,9.103(kg/ m3) ; A = 58 n = A 4,72 (A) B 2,47 (A) C 4,27(A) D 7,24(A) BÀI TẬP RÈN Câu 1: Đương lượng điện hoá niken 3.10-4 g/C Khi cho điên lượng 10C chạy qua bình điện phân có anốt làm niken khối lượng niken bám vào catốt là: A 3.10-3g B 0,3.10-3g C 3.10-4g D 0,3.10-4g Câu 2: Một kim loại mạ niken phương pháp điện phân Biết diện tích bề mặt kim loại 40cm2, cường độ dòng điện 2A, khối lượng riêng niken 8900kg/m3 A=58, n=2 hỏi chiều dày lớp niken sau 30phút điện phân bao nhiêu? A 0,03mm B 0,06mm C 0,3mm D 0,6mm Câu 3: Điện phân dung dịch H2SO4 với cực làm platin, ta thu khí hydro oxi cực Tìm thể tích khí hydro thu catốt (ở đktc) dòng điện 5A, thời gian điện phân 32phút 10giây A 1,12l B 2,24l C 11,2l D 22,4l Câu 4: Khi điện phân dung dịch muối ăn nước, người ta thu khí hydro catốt Khí thu tích 1l 270C 1atm hỏi điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân bao nhiêu? A 7840C B 6500C Tuyensinh247.com C 5430C D 2500C Câu 5: Điện phân dung dịch AgNO3 biết cường độ dòng điện qua bình 0,2A Khối lượng Ag bám vào catôt 0,216g Hỏi thời gian điện phân bao nhiêu? A 16phút 5giây B 30phút 20giây C 40phút 15giây D 54 phút 10giây Câu 6: Điện phân dung dịch CuSO4 16phút 5giây thu 0,48g Cu Hỏi cường độ dòng điện qua bình bầng bao nhiêu? A 1,5A B 2A C 2,5A D 3A Câu 7: Điện phân dung dich muối kim loại dùng làm anốt Biết cường độ dòng điện qua bình 1A, thời gian 16phút 5giây ta thu 1,08g kim loại bám vào catốt Hỏi kim loại chất gì? A Cu B Fe C Na D Ag Câu 8: Một bình điện phân chứa dung dịch muối niken với hai điện cực niken.Đương lượng điện hóa niken k=0,30 g/C.Khi cho dòng điện cường độ I = 5A chạy qua bình khoảng thời gian t =1 khối lượng m niken bám vào catot ? A 5,40 g B.5,40 mg C.1,50g D.5,40 kg Câu 9: Chất sau chất cách điện A nước cất B Dung dịch muối C Dung dịch nước vôi D Dung dịch xút Câu 10: Hạt tải điện chất điện phân là: A i ôn âm iôn dương B Electron tự C Iôn â m electron tự D Iôn âm Câu 11: Dòng điện chất điện phân không ứng dụng làm sau đây: A điốt điện tử B luyện kim C điều chế hoá chất D mạ điện Câu 12: bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anốt bạc điện trở bình 10Ω, hiệu điện đặt vào hai cực 50V xác định lượng bạc bám vào Tuyensinh247.com cực âm sau 2h A 40,3g B 80,6g C 20,15g D 10,07g Câu 13: Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có anôt bạc, cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân 5A Lượng bạc bám vào cực âm bình điện phân bao nhiêu, biết bạc có A = 108, n = 1: B 40,29.10-3 g A 40,29g C 42,9g D 42,910-3g Câu 14: Đơn vị đương lượng điện hóa số Farađây là: A N/m; F B N; N/m C kg/C; C/mol D kg/C; mol/C Câu 15: Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có đương lượng điện hóa 1,118.10-6kg/C Cho dòng điện có điện lượng 480C qua khối lượng chất giải phóng điện cực là: A 0,56364g B 0,53664g C 0,429g D 0,0023.10-3g m(10- kg) 2,236 O Q(C) 200 Câu 16: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng chất giải phóng điện cực bình điện phân điện lượng tải qua bình Đương lượng điện hóa chất điện phân bình là: A 11,18.10-6kg/C B 1,118.10-6kg/C C 1,118.10-6kg.C D.11,18.10-6kg.C Tuyensinh247.com Câu 17: Bình điện phân có anốt làm kim loại chất điện phân có hóa trị Cho dòng điện 0,2A chạy qua bình 16 phút giây có 0,064g chất thoát điện cực Kim loại dùng làm anot bình điện phân là: A niken B sắt C đồng D kẽm Câu 18: Hai bình điện phân mắc nối tiếp với mạch điện, bình chứa dung dịch CuSO4 có điện cực đồng, bình chứa dung dịch AgNO có điện cực bạc Trong khoảng thời gian lớp bạc bám vào catot bình thứ m2 = 41,04g khối lượng đồng bám vào catot bình thứ Biết ACu = 64, nCu = 2, AAg = 108, nAg = 1: A 12,16g B 6,08g C 24, 32g D 18,24g Câu 19: Muốn mạ đồng sắt có diện tích tổng cộng 200cm2 người ta dùng sắt làm catot bình điện phân đựng dung dịch CuSO anot đồng nguyên chất, cho dòng điện 10A chạy qua bình 40 phút 50 giây Tìm chiều dày lớp đồng bám mặt 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 Câu 20: Một bình điện phân chứa dung dịch muối kim loại có điện cực làm kim loại Cho dòng điện 0,25A chạy qua thấy khối lượng catot tăng xấp xỉ 1g Hỏi điện cực làm kim loại: sắt A1 = 56, n1 = 3; đồng A2 = 64, n2 = 2; bạc A3 = 108, n3 = kẽm A4 = 65,5; n4 = A sắt B đồng C bạc D kẽm Câu 21: Muốn mạ niken cho khối trụ sắt có đường kính 2,5cm cao 2cm, người ta dùng trụ làm catot nhúng dung dịch muối niken bình điện phân cho dòng điện 5A chạy qua giờ, đồng thời quay khối trụ để Tuyensinh247.com niken phủ Tính độ dày lớp niken phủ 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 Câu 22 : Hiện tượng cực dương tan xảy điện phân dung dịch: A muối kim loại có anốt làm kim loại B axit có anốt làm kim loại C muối kim loại có anốt làm kim loại D muối, axit, bazơ có anốt làm kim loại Câu 23: Nguyên nhân làm xuất hạt mang điện tự chất điện phân do: A tăng nhiệt độ chất điện phân B chênh lệch điện hai điện cực C phân ly phân tử chất tan dung môi D trao đổi electron với điện cực Câu 24: Do nguyên nhân mà độ dẫn điện chất điện phân tăng nhiệt độ tăng? A chuyển động nhiệt phân tử tăng làm khả phân ly thành ion tăng va chạm B độ nhớt dung dịch giảm làm ion chuyển động dễ dàng C chuyển động nhiệt phân tử điện cực tăng lên tác dụng mạnh lên dung dịch D A B Tuyensinh247.com Câu 25: Một nguồn gồm 30 pin mắc hỗn hợp thành nhóm nối tiếp, nhóm có 10 pin mắc song song, pin có suất điện động 0,9V điện trở 0,6Ω Một bình điện phân dung dịch đồng có anot đồng có điện trở 205Ω nối với hai cực nguồn thành mạch kín Tính khối lượng đồng bám vào catot thời gian 50 phút, biết A = 64, n = 2: A 0,01g B 0,023g C 0,013g D 0,018g Câu 26 : Một kim loại có diện tích 120cm2 đem mạ niken làm catot bình điện phân dung dịch muối niken có anot làm niken Tính bề dày lớp niken mạ biết dòng điện qua bình điện phân có cường độ 0,3A chạy qua giờ, niken có A = 58,7; n = 2; D = 8,8.103kg/m3: A 0,021mm B 0,0155mm C 0,012mm D 0,0321 Câu 27: Dòng điện chất điện phân dòng dịch chuyển có hướng của: A ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường B ion dương theo chiều điện trường ion âm, electron tự ngược chiều điện trường C electron ngược chiều điện trường, lỗ trống theo chiều điện trường D ion electron điện trường Câu 28 : Mạ kền cho bề mặt kim loại có diện tích 40cm2 điện phân Biết Ni = 58, hóa trị 2, D = 8,9.103kg/m3 Sau 30 phút bề dày lớp kền 0,03mm Dòng điện qua bình điện phân có cường độ: A 1,5A B 2A C 2,5A D 3A Câu 29: Một mạch điện hình vẽ R = 12Ω, Đ: 6V – 9W; bình điện phân CuSO4 có B ξ, r Đ R Tuyensinh247.com 10 anot Cu; ξ = 9V, r = 0,5Ω Đèn sáng bình thường, khối lượng Cu bám vào catot phút bao nhiêu: A 25mg B 36mg C 40mg D 45mg Câu 30 : Đề giống câu hỏi 17 Tính hiệu suất nguồn: A 69% B 79% C 89% D 99% Câu 31 : Điện phân dung dịch H2SO4 có kết sau H2O bị phân tích thành H2 O2 Sau 32 phút thể tích khí O2 thu dòng điện có cường độ 2,5A chạy qua bình, trình làm điều kiện tiêu chuẩn: A 112cm3 B 224 cm3 C 280 cm3 D 310cm3 Câu 32 : Đương lượng điện hóa đại lượng có biểu thức: A m/Q B A/n Tuyensinh247.com C F D 1/F 11 [...]... 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 Câu 32 : Đương lượng điện hóa là đại lượng có biểu thức: A m/Q B A/n Tuyensinh247.com C F D 1/F 11