Bài giảng Vật lý 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân - Năm học 2022-2023 - Hoàng Quyên - Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm

CHÀO CÁC EM ĐÃ THAM GIA 
GIỜ HỌC VẬT LÝ 
Ôn lại kiến thức bài trước 
Câu 1: Hãy nêu nội dung chính của thuyết điện ly? Nêu ví dụ? 
Thuyết điện ly 
+ Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân ly (một phần hoặc toàn bộ) thành các ion dương (+) và ion âm (-); các ion chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện trong chất điện phân 
+ Axit (gốc axit) – + H + 
+ Bazơ (OH) – + (kim loại) + 
+ Muối (gốc axit) – + (kim loại) + 
Ôn lại kiến thức bài trước 
Câu 2: Mô tả chuyển động của các ion trong chất điện phân khi chưa có và khi có điện trường? Phát biểu về bản chất của dòng điện trong chất điện phân? 
+ Khi chưa có điện trường (chưa đóng K) các ion trong bình điện phân chuyển động hỗn độn về mọi phía 
+ Khi có điện trường (đã đóng K) các ion trong bình điện phân chịu tác dụng của lực điện có thêm chuyển động có hướng và sinh ra dòng điện 
+ Bản chất dòng điện trong chất điện phân: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển động có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường 
Nguồn điện 
Đèn 
K 
+ 
- 
Anôt 
Catôt 
E 
SO 4 2- 
F đ 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
F đ 
SO 4 2- 
F đ 
Nguồn điện 
Đèn 
K 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
dd CuSO 4 
Anot 
Catot 
Ôn lại kiến thức bài trước 
Câu 3: Mô tả hiện tượng diễn ra ở điện cực trong bình điện phân? 
Các hiện tượng diễn ra ở điện cực của bình điện phân 
+ Khi đến điện cực các ion trao đổi điện tích với điện cực hoặc tác dụng với điện cực 
+ Chất tạo thành ở điện cực có thể bám vào điện cực, là chất khí bay lên, có thể tác dụng với dung môi, với điện cực tạo ra các phản ứng tiếp theo gọi là phản ứng phụ (phản ứng thứ cấp) 
+ Khi về đến điện cực, các ion tác dụng dụng với điện cực thành chất tan với dung môi thì điện cực dương tan dần gọi là hiện tượng dương cực tan 
+ Điện phân dung dịch muối mà cực dương là kim loại của chính muối đó thì luôn có hiện tượng dương cực tan 
Bài 13. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN 
(Tiếp theo) 
IV. Các định luật Faraday 
 1. Định luật Faraday thứ nhất 
 2. Định luật Faraday thứ hai 
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân 
 1. Điều chế hoá chất bằng điện phân 
 2. Luyện kim 
 3. Mạ điện 
Nội dung chính của bài: 
Luyện nhôm (điện phân nóng chảy) 
IV. Các định luật Faraday 
- Ở điện cực trong bình điện phân có hiện tượng giải phóng các chất 
- Khối lượng chất được giải phóng ở điện cực: 
+ Tỉ lệ thuận với khối lượng ion đó (khối lượng mol A của nguyên tử đó) 
+ Tỉ lệ nghịch với điện tích ion đó (hoá trị n của nguyên tố tạo ra ion đó) 
1. Định luật Faraday 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 điện phân đó 
	m = kq = kIt	 
k: Đương lượng điện hoá của chất được giải phóng 
q: Điện lượng chuyển qua bình điện phân 
Ở điện cực của bình điện phân có hiện tượng gì diễn ra? 
Khối lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân phụ thuộc vào những gì? 
2. Định luật Faraday thứ hai 
+ Đương lượng điện hoá của một nguyên tố: 
Đương lượng điện hoá của một nguyên tố được xác định như thế nào? 
F: Số Faraday có giá trị như nhau với mọi nguyên tố 
F = 96494 C/mol 96500 C/mol 
Định luật Faraday thứ hai: Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tổ đó. Hệ số tỉ lệ là trong đó F gọi là số Faraday 
Đương lượng gam của nguyên tố 
(A: Khối lượng mol của nguyên tố; n: Hoá trị của nguyên tố đó trong chất điện phân) 
Hãy phát biểu nội dung định luật Faraday thứ hai? 
3. Khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân 
Hãy tìm biểu thức tính khối lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân? 
m: Khối lượng chất được giải phóng (gam: g) 
F = 96500 (C/mol): Số Faraday 
A: Khối lượng mol của nguyên tố (gam: g); 
n: Hoá trị của nguyên tố đó trong chất điện phân 
I: Cường độ dòng điện qua bình điện phân (A) 
t: Thời gian dòng điện chạy qua (s) 
V. Ứng dụng của hiện t ư ợng điện phân 
Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và trong đời sống như điều chế hoá chất, luyện kim, mạ điện . 
1. Điều chế hoá chất bằng điện phân 
+ Nhiều hoá chất được sản xuất bằng điện phân vì nhiều nguyên nhân như nguồn nguyên liệu, giá thành Ví dụ: NaOH; nước javen; H 2 ; Cl 2 
+ Một số hoá chất chỉ có thể điều chế bằng điện phân như các kim loại hoạt động hoá học mạnh Na, K, Ca được điều chế bằng điện phân muối của nó ở trạng thái nóng chảy 
Em đã biết những gì về ứng dụng của hiện tượng điện phân? 
Em đã biết những gì về điều chế hoá chất bằng điện phân? 
2. Luyện kim 
+ Luyện kim là sản xuất kim loại từ quặng tự nhiên gồm luyện kim đen (sản xuất gang, thép) và luyện kim màu (sản xuất các kim loại khác) 
+ Ví dụ: Luyện nhôm 
Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dùng điện phân quặng nhôm nóng chảy 
Quặng nhôm phổ biến là boxit giàu Al 2 O 3 
3. Mạ điện 
- Mạ điện: Dùng hiện tượng điện phân phủ một lớp kim loại lên một vật. 
- Tác dụng 
+ Làm đẹp cho sản phẩm: Mạ kền, mạ vàng, mạ bạc 
+ Chống gỉ sét cho sắt thép 
+ Sử dụng được tính chất quý của kim loại đắt tiền: Mạ crom, mạ vonfram, mạ bạch kim 
Em hiểu như thế nào về luyện kim? 
Em đã biết những gì về mạ điện? 
Củng cố bài học 
Bài 1: Một bình điện phân dung dịch CuSO 4 cực dương bằng đồng. Cho khối lượng mol của Cu là 64 g. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là 10A. Sau mười giờ điện phân, khối lượng Cu được giải phóng ở catot là bao nhiêu? 
Ta có: A = 64 g; n = 2; 
I = 10A; t = 10h = 36000s 
F = 96500 C/mol 
Áp dụng công thức: 
Đáp số: 119,4g 
Giải 
Củng cố bài học 
Bài 2: Một bình điện phân dung dịch NaCl các điện cực bằng than chì. Cho khối lượng mol của H 2 là 2 g. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là 20A. Sau 15 giờ điện phân , khối lượng hidro thu được ở catot là bao nhiêu? 
Ta có: A = 2g; n = 1; 
I = 15A; t = 15h = 54000s 
F = 96500 C/mol 
Áp dụng công thức: 
Đáp số: 11,2g 
Ở Catot: Na + + e Na 
2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2  
Như vậy: giải phóng 1 nguyên tử Na tạo ra một nguyên tử hidro 
Giải 
Nội dung tự học 
1. Ôn tập nội dung bài đã học 
+ Chất điện phân 
+ Thuyết điện ly 
+ Bình điện phân 
+ Bản chất của dòng điện trong chất điện phân 
+ Các hiện tượng diễn ra ở điện cực 
+ Hiện tượng dương cực tan, trường hợp xảy ra 
+ Khối lượng chất được giải phóng ở điện cực (Định luật Faraday) 
+ Làm các bài tập có liên quan trong SGK và tài liệu học tập 
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo: 
Bài 15: Dòng điện trong chất khí 
+ Các nội dung chính của bài 
+ Các nội dung đó như thế nào 
Cái cần thiết nhất cho mỗi con người là ý chí và tri thức 
Ý chí giúp con người quyết tâm làm 
Tri thức giúp con người làm được