Trong một pin điện hóa đang phát điện ion dương dịch chuyển cùng chiều điện trường
|
I. Bản chất dòng điện trong chất điện phân 1. Thuyết điện li Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion; ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. Video mô phỏng truyền dẫn điện phân 2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân - Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. + Ion dương chạy về phía catôt nên gọi là cation + Ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion. - Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất (theo nghĩa hẹp) đi theo. Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân. - Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại. II. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan Ta xét chi tiết những gì xảy ra ở điện cực của bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện cực bằng đồng bình điện phân này thuộc loại đơn giản nhất, vì chất tan là muối của kim loại dùng làm điện cực (trường hợp này là đồng) Khi dòng điện chạy qua, cation Cu2+ chạy về catôt, về nhận electron từ nguồn điện đi tới. Ta có ở các điện cực: + Ở catốt: Cu2+ + 2e- → Cu + Ở anốt: Cu → Cu2+ + 2e- Khi anion (SO4)2- chạy về anôt, nó kéo ion Cu2+ vào dung dịch. Như vậy, đồng ở anôt sẽ tan dần vào trong dung dịch. Đó là hiện tượng dương cực tan. Vậy: - Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. - Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anot kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch. III. Các định luật Fa-Ra-Đây Vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vật chất (theo nghĩa hẹp) nên khối lượng chất đi đến điện cực: - Tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân - Tỉ lệ thuận với khố lượng của ion (hay khối lượng mol nguyên tử A của nguyên tố tạo nên ion ấy); - Tỉ lệ nghịch với điện tích của ion (hay hoá trị n của nguyên tố tạo ra ion ấy) 1. Định luật Fa-ra-đây thứ nhất Khối lượng 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 gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. 2. Định luật Fa-ra-đây thứ hai Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam \( \frac{A}{n}\) của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là \( \frac{1}{F}\), trong đó F gọi là số Fa-ra-đây k = \( \frac{1}{F}\).\( \frac{A}{n}\) 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 = \( \frac{1}{F}\).\( \frac{A}{n}\).It m là lượng chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam. IV. 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. Sơ đồ tư duy về dòng điện trong chất điện phân 
I. Dòng điện Dòng điện là dòng các điện tích (các hạt tải điện) dịch chuyển có hướng. Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương. II. Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi 1. Cường độ dòng điện Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian ∆t và khoảng thời gian đó. $I = \frac{{\vartriangle q}}{{\vartriangle t}}$
Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. $I = \frac{q}{t}$
a) Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe và được xác định là: 1 A = 1 C/s b) Đơn vị của điện lượng là culông (C), được định nghĩa theo đơn vị ampe: 1 C = 1 A.s III. Nguồn điện 1. Điều kiện để có dòng điện Điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện. 2. Nguồn điện Nguồn điện duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện. IV. Suất điện động của nguồn điện 1. Công của nguồn điện Công của các lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn được gọi là công của nguồn điện. Nguồn điện là một nguồn năng lượng, vì nó có khả năng thực hiện công khi dịch chuyển các điện tích dương bên trong nguồn điện ngược chiều điện trường, hoặc dịch chuyển các điện tích âm bên trong nguồn điện cùng chiều điện trường. 2. Suất điện động Suất điện động của một nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó. Đơn vị suất điện động là vôn (V). Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở. Mỗi nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động và điện trở trong của nó. V. Pin và acquy 1. Pin điện hoá Cấu tạo chung gồm hai cực có bản chất hoá học khác nhau được ngâm trong chất điện phân (dung dịch axit, bazơ hoặc muối...). Do tác dụng hoá học, các cực của pin điện hoá được tích điện khác nhau và giữa chúng có một hiệu điện thế bằng giá trị của suất điện động của pin. Khi đó năng lượng hoá học chuyển thành điện năng dự trữ trong nguồn điện. Có 2 loại: - Pin Vôn-ta (Volta) - Pin Lơ-clan-sê (Leclanché) 2. Acquy Acquy là nguồn điện hoá học hoạt động dựa trên phản ứng hoá học thuận nghịch: nó tích trữ năng lượng lúc nạp điện và giải phóng năng lượng này khi phát điện. a) Acquy chì Gồm bản cực dương bằng chì điôxit (PbO2) và bản cực âm bằng chì (Pb). Chất điện phân là dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng. b) Acquy kiềm Được dùng phổ biến là acquy cađimi kền. Nó có cực dương làm bằng kền hiđrôxit Ni(OH)2, còn cực âm làm bằng cađimi hiđrôxit Cd(OH)2; các cực này được ngâm trong dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH. Page 2SureLRN
Câu 1. Chọn phát biểu đúng A. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều không thay đổi B. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều thay đổi theo thời gian Quảng cáo C. Dòng điện là dòng chuyển dời của các điện tích D. Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian
Đáp án: D Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. Cường độ của dòng điện không đổi được tính bằng công thức: Trong đó: q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t. Câu 2. Cường độ dòng điện được đo bằng A. Vôn kế B. Lực kế C. công tơ điện D.ampe kế
Đáp án: D Để đo cường độ dòng điện qua một vật dẫn, dùng ampe kết mắc nối tiếp với vật dẫn. Câu 3. Công thức xác định cường độ dòng điện không đổi là: A. I=qt B. I = q/t C. I = t/q D. I = q/e
Đáp án: B Cường độ của dòng điện không đổi được tính bằng công thức: Trong đó: q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t. Câu 4. Điều kiện để có dòng điện là: A. Chỉ cần có hiệu điện thế B. Chỉ cần có các vật dẫn nối liền thành một mạch lớn. C. Chỉ cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn D. chỉ cần có nguồn điện Quảng cáo
Đáp án: C Dòng điện là chuyển dời có hướng của các hạt mang điện, các hạt mang điện dương sẽ di chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, các hạt mang điện âm sẽ di chuyển ngược lại. Do vậy để có dòng điện thì phải có sự chênh lệch điện thế giữa hai đầu vật dẫn. Tức là cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn. Câu 5. Ngoài đơn vị ampe (A), đơn vị cường độ dòng điện có thể là A. culông (C) B. vôn (V) C. culong trên giây (C/s) D. jun (J)
Đáp án: C Ta có: trong đó ∆q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian ∆t. Mà ∆q có đơn vị Culông (C), ∆t có đơn vị là giây (s), do đó I có đơn vị là Culông trên giây (C/s). Câu 6. Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng A. thực hiện công của các lực lạ bên trong nguồn điện B. sinh công trong mạch điện C. tạo ra điện tích dương trong một giây D. dự trữ điện tích của nguồn điện
Đáp án: A Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng công của lực lạ khi làm dịch chuyển một đơn vị điện tích dương ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện: Câu 7. Hai điện cực kim loại trong pin điện hoá phải A. Có cùng kích thước B. Là hai kim loại khác nhau về bản chất hoá học C. Có cùng khối lượng D. Có cùng bản chất
Đáp án: B Pin là nguồn điện hóa học có cấu tạo gồm hai điện cực nhúng vào dung dịch điện phân. Hai điện cực đó là hai vật dẫn khác chất. Câu 8. Hai cực của pin điện hoá được ngâm trong chất điện phân là dung dịch A. Muối B. Axit C. Bazơ D. Một trong các dung dịch trên
Đáp án: D Pin là nguồn điện hóa học có cấu tạo gồm hai điện cực nhúng vào dung dịch điện phân Và muối, axit, bazơ đều là dung dịch chất điện phân. Câu 9. Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy) có sự chuyển hoá từ A. Cơ năng thành điện năng B. Nội năng thành điện năng C. Hoá năng thành điện năng D. Quan năng thành điện năng
Đáp án: C Trong nguồn điện hóa học (pin, ắc quy) có sự chuyển hóa từ hóa năng thành điện năng. Câu 10. Công của lực lạ làm dịch chuyển điện lượng 4C từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện là 24J. Suất điện động của nguồn là: A. 6V B. 96V C. 12V D. 9,6V
Đáp án: A Suất điện động của nguồn là: Câu 11. Suất điện động của một acquy là 3V. Lực lạ dịch chuyển một điện lượng đã thực hiện công là 6mJ. Điện lượng dịch chuyển qua acquy đó là A. 3.103C B. 2.10-3C C. 18.10-3C D. 18C
Đáp án: B Điện lượng dịch chuyển qua acquy đó là: Câu 12. Một điện lượng 5.10-3C dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2s. Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này là: A. 10 mA B. 2,5mA C. 0,2mA D. 0,5mA
Đáp án: B Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này là: Câu 13. Dòng điện có cường độ 0,32 A đang chạy qua một dây dẫn. Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫ đó trong 20s là: A. 4.1019 B. 1,6.1018 C. 6,4.1018 D. 4.1020 Quảng cáo
Đáp án: A Điện lượng dịch chuyển qua dây dẫn: q = I.t = 0,32.20 = 6,4C. Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn đó trong 20s là: Câu 14. Đặt hiệu điện thế 24 V vào hai đầu điện trở 20 Ω trong khoảng thời gian 10s . Điện lượng chuyển qua điện trở này trong khoảng thời gian đó là A.12C B.24C C.0,83C D.2,4C
Đáp án: A Cường độ dòng điện qua điện trở là: Điện lượng dịch chuyển qua điện trở: q = It = 1,2.10 = 12C. Câu 15. Một pin Vôn-ta có suất điện động 1,1V, công của pin này sản ra khi có một điện lượng 27C dịch chuyển qua pin là A. 0,04J B. 29,7 J C. 25,54J D.0 ,4J
Đáp án: B Công của nguồn điện là: A = q.E =1,1.27 = 29.7J Câu 16. Một bộ acquy có thể cung cấp một dòng điện có cường độ 3A lien tục trong 1 giờ thì phải nạp lại. Cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp nếu nó được sử dụng liên tục trong 15 giờ thì phải nạp lại là A. 45A B.5A C.0,2A D.2A
Đáp án: C Ta có: Câu 17. Một bộ acquy có suất điện động 12V. KHi được mắc vào mạch điện, trong thời gian 5 phút, acquy sinh ra một công là 720J. Cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó là A. 2A B. 28,8A C. 3A D. 0,2A
Đáp án: D Công thực hiện của bộ acquy là: Suy ra cường độ dòng điện chạy qua acquy khi đó là: Câu 18. Khi nói về nguồn điện, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Mỗi nguồn có hai cực luôn ở trạng thái nhiễm điện khác nhau. B. Nguồn điện là cơ cấu để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong đoạn mạch. C. Để tạo ra các cực nhiễm điện, cần phải có lực thực hiện công tách và chuyển các electron hoặc ion dương ra khỏi điện cực, lực này gọi là lực lạ. D. Nguồn là pin có lực lạ là lực tĩnh điện.
Đáp án: D Lực điện tác dụng giữa electron và ion dương là lực hút tĩnh điện nên để tách chúng ra xa nhau thì bên trong nguồn điện cần có những lực lạ mà bản chất của nó không phải lực tĩnh điện. Lực lạ có thể là lực hóa học, lực từ,... Câu 19. Tại sao có thể nói acquy là một pin điện hóa? A. Vì hai cực của acquy sau khi nạp là hai vật dẫn cùng chất. B. Vì acquy sau khi nạp có cấu tạo gồm hai cực khác bản chất nhúng trong chất điện phân giống như pin điện hóa C. Vì trong acquy có sự chuyển hóa điện năng thành hóa năng. D. Vì hai cực của acquy và pin điện hóa đều được nhúng vào trong nước nguyên chất.
Đáp án: B Acquy là một pin điện hóa bởi vì sau khi nạp thì acquy có cấu tạo như một pin điện hóa, tức là gồm hai cực có bản chất hóa học khác nhau được nhúng trong chất điện phân. Câu 20. Hai cực của pin Vôn-ta được tích điện khác nhau là do A. các êlectron dịch chuyển từ cực đồng tới cực kẽm qua dung dịch điện phân. B. chỉ có các ion hiđrô trong dung dịch điện phân thu lấy êlectron của cực đồng. C. các ion dương kẽm đi vào dung dịch điện phân và cả các ion hiđrô trong dung dịch thu lấy êlectron của cực đồng. D. chỉ có các ion dương kẽm đi vào dung dịch điện phân.
Đáp án: C Hai cực của pin Vôn-ta được tích điện khác nhau là do các ion dương kẽm đi vào dung dịch điện phân và cả các ion hiđrô trong dung dịch thu lấy êlectron của cực đồng. Câu 21. Acquy hoạt động như thế nào để có thể sử dụng được nhiều lần? A. Acquy hoạt động dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch, nó giải phóng năng lượng khi được nạp và tích trữ năng lượng khi phát điện. B. Acquy hoạt động dựa trên phản ứng hóa học không thuận nghịch, nó giải phóng năng lượng khi được nạp và tích trữ năng lượng khi phát điện. C. Acquy hoạt động dựa trên phản ứng hóa học không thuận nghịch, nó tích trữ năng lượng khi được nạp và giải phóng năng lượng khi phát điện. D. Acquy hoạt động dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch, nó tích trữ năng lượng khi được nạp và giải phóng năng lượng khi phát điện.
Đáp án: D - Khi acquy phát điện, do tác dụng của các bản cực với dung dịch axit , mặt ngoài của các bản cực xuất hiện một lớp chì sunfat (PbSO4) mỏng và xốp. Vì thế suất điện động của acquy giảm dần và acquy cần phải được nạp lại. - Khi nạp điện cho acquy, các lớp PbSO4 tác dụng với dung dịch điện phân và các cực trở lại tương ứng là PbO2 và Pb như trước. Bây giờ acquy lại có thể phát điện như một pin điện hóa. - Như vậy, acquy là nguồn điện hoạt động dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch, nó tích trữ năng lượng khi được nạp điện và giải phóng năng lượng khi phát điện. Câu 22. Có thể tạo ra một pin điện hoá bằng cách ngâm trong dung dịch muối ăn A. hai mảnh nhôm. B. hai mảnh đồng. C. một mảnh nhôm và một mảnh kẽm. D. hai mảnh tôn.
Đáp án: C Có thể tạo ra một pin điện hoá bằng cách ngâm trong dung dịch muối ăn hai kim loại khác bản chất. Câu 23. Nguồn điện tạo ra điện thế giữa hai cực bằng cách A. tách electron ra khỏi nguyên tử và chuyển eletron và ion ra khỏi các cực của nguồn. B. sinh ra eletron ở cực âm. C. sinh ra eletron ở cực dương. D. làm biến mất eletron ở cực dương.
Đáp án: A Nguồn điện tạo ra điện thế giữa hai cực bằng cách tách electron ra khỏi nguyên tử trung hòa và chuyển eletron và ion dương tạo thành ra khỏi các cực của nguồn. Câu 24. Điểm khác nhau chủ yếu giữa acquy và pin vôn ta là A. sử dụng các dung dịch điện phân khác nhau. B. chất dùng làm hai cực khác nhau. C. phản ứng hóa học trong acquy có thể xảy ra thuận nghịch. D. sự tích điện khác nhau ở hai cực.
Đáp án: C Điểm khác nhau chủ yếu giữa acquy và pin vôn ta là phản ứng hóa học trong acquy có thể xảy ra thuận nghịch. Câu 25. . Trong trường hợp nào sau đây ta có một pin điện hóa? A. Một cực nhôm và một cực đồng cùng nhúng vào nước muối. B. Một cực nhôm và một cực đồng nhúng vào nước cất. C. Hai cực cùng bằng đồng giống nhau nhúng vào nước vôi. D. Hai cực nhựa khác nhau nhúng vào dầu hỏa.
Đáp án: A Pin điện hóa gồm hai cực có bản chất khác nhau ngâm trong dung dịch điện phân. Suy ra, Trường hợp A ta sẽ có một pin điện hóa. Câu 26. A. hai cực bằng kẽm (Zn) nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng (H2SO4). B. hai cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng (H2SO4). C. một cực bằng kẽm (Zn) một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng (H2SO4). D. một cực bằng kẽm (Zn) một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch muối.
Đáp án: C Pin vônta được cấu tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn) một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng (H2SO4). Câu 27. Acquy chì gồm A. hai bản cực bằng chì nhúng vào dung dịch điện phân là bazơ. B. bản dương bằng PbO2 và bản âm bằng Pb nhúng trong dung dịch chất điện phân là axit sunfuric loãng. C. bản dương bằng PbO2 và bản âm bằng Pb nhúng trong dung dịch chất điện phân là bazơ. D. bản dương bằng Pb và bản âm bằng PbO2 nhúng trong dung dịch chất điện phân là axit sunfuric loãng.
Đáp án: B Pin vônta được cấu tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn) một cực bằng đồng (Cu) nhúng trong dung dịch axit sunphuric loãng (H2SO4). Câu 28. Tính số electron đi qua tiết diện thẳng của một dây dẫn kim loại trong 1 giây nếu có điện lượng 15 culông dịch chuyển qua tiết diện đó trong 30 giây. A. 0,3125.1019 electron B. 0,7125.1020 electron C. 0,9125.1019 electron D. 0,9125.1020 electron
Đáp án: A Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện trong 1s là: q = 15/30 = 0,5C Độ lớn điện tích của electron: 1e = 1,6.10-19 C Số electron đi qua tiết diện thẳng trong 1s là: Câu 29. Bốn đồ thị a, b, c, d ở hình vẽ diễn tả sự phụ thuộc của đại lượng trên trục tung theo đại lượng trên trục hoành. Các trường hợp trong đó vật dẫn tuân theo định luật Ôm là: A. Hình a B. Hình d C. Hình c D. Hình b
Đáp án: C Công thức trường hợp trong đó vật dẫn có điện trở R tuân theo định luật Ôm là: → đồ thị của I theo U là đường thẳng Hệ quả: U = I.R ⇒ đồ thị của U theo I là đường thẳng ⇒ đồ thị c thỏa mãn. Câu 30. Dòng điện chạy qua bóng đèn hình của một ti vi thường dùng có cường độ 30 µA. Số electron tới đập vào màn hình của tivi trong mỗi giây là A. 1,875.1014 B. 3,75.1014 C. 2,66.10-14 D. 0,266.10-14.
Đáp án: A Lượng điện tích chạy qua bóng đèn hình của ti vi trong mỗi giây là q = It = 30μC Số electron tới đập vào màn hình tivi trong mối giây là : Tham khảo thêm các Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 11 khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/ Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |
