50 bài tập về Hiện tượng dương cực không tan (có đáp án 2023) - Vật lí 11

Hiện tượng dương cực không tan và cách giải bài tập - Vật lý lớp 11

1. Phương pháp giải

* Khi không có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân xem như một máy thu điện, và có suất phản điện E_p. Suất phản điện của bình điện phân phụ thuộc vào bản chất của điện cực và chấy điện phân.

* Xét một mạch điện chỉ có bộ nguồn (E, r) và bình điện phân có điện trở r_p. Dòng điện qua bình tuân theo định luật ôm cho đoạn mạch chứa máy thu.

- Khi đó để tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính và qua bình điện phân, ta áp dụng:

                                $I=\frac{{\text{E-E}}_p}{r_p+r}$

Trong đó:

+ E_p và r_p là suất phản điện và điện trở của bình điện phân (V)

+ E và r lần lượt là suất điện động và điện trở trong của nguồn (V)

 * Để tính các đại lượng:

+ Khối lượng các chất giải phóng ở các điện cực.

+ Thể tích khí thoát ra ở điều kiện điện phân.

+ Tính khối lượng m, suy ra thể tích của khí đó ở điều kiện chuẩn (p₀, V₀, T₀).

+ Tính bề dày lớp kim loại bám trên điện cực.

Ta sử dụng các công thức ở dạng 1 đã đưa để tính toán.

2. Bài tập ví dụ

Bài 1:

a) Điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân.

b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân.

c) Thời gian điện phân.

Hướng dẫn 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: $m=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}.q$

=>$q=\frac{m.F.n}{A}=\frac{\mathrm{2,4.96500.2}}{64}=7237.5$ (C)

b) Cường độ dòng điện qua bình điện phân:

$I=\frac{{\text{E-E}}_p}{r_p+r}=\frac{6-2}{\mathrm{0,5}+\mathrm{1,5}}=2A$

c) Thời gian điện phân:

$\mathrm{t}=\frac{q}{I}=\frac{7237,5}{2}=3618,75$(s)

Bài 2: Khi điện phân dung dịch muối ăn NaCl trong bình điện phân có điện cực anôt bằng graphit, người ta thu được khí clo ở anôt và khí hidro ở catôt. Thể tích của các khí H₂ và Cl₂ thu được ở điều kiện tiêu chuẩn khi điện phân trong khoảng thời gian 10 phút với cường độ dòng điện 10A lần lượt là

A. 0,696 (

B. 0,696 (

C. 1,392 (

D. 1,392 (

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức tính khối lượng các chất giải thoát ở điện cực:

Khối lượng Clo và Hidro giải phóng lần lượt là:

$m_{Cl}=\frac{1}{96500}.\frac{A}{n}.I.t=\frac{1}{96500}.\frac{\mathrm{35,5}}{1}\mathrm{.10.10.60}=\mathrm{2,21}\left(g\right)$

$m_H=\frac{1}{96500}.\frac{A}{n}.I.t=\frac{1}{96500}.\frac{1}{1}\mathrm{.10.10.60}=\mathrm{0,062}\left(g\right)$

Số mol khí của Cl₂; H₂ lần lượt là:

$n_{Cl}=\frac{m_{Cl}}{M_{C{l}_2}}=\frac{\mathrm{2,207}}{71}=\mathrm{0,031}$(mol)

$n_H=\frac{m_H}{{M_H}_{2_{}}}=\frac{\mathrm{0,062}}{2}=\mathrm{0,031}$(mol)

Thể tích khí Cl₂ H₂ lần lượt là:

$V_{Cl}=\mathrm{22,4.}{n}_{Cl}=\mathrm{22,4.0,031}=\mathrm{0,696}\left(l\right)$

$V_H=\mathrm{22,4.}{n}_H=\mathrm{22,4.0,031}=\mathrm{0,696}\left(l\right)$

Đáp án A

3.Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. ion dương và ion âm.

B. êlectron.

C. êlectron và ion dương.

D. êlectron, ion dương và ion âm.

Đáp án A

Câu 2: 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 êlectron dịch chuyển ngược chiều điện trường.

D. dòng ion dương và dòng ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.

Đáp án D

Câu 3: Bản chất của hiện tượng dương cực tan là

A. cực dương của bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mức nóng chảy.

B. cực dương của bình điện phân bị mài mòn cơ học.

C. cực dương của bình điện phân bị tác dụng hóa học tạo thành chất điện phân và tan vào dung dịch.

D. cực dương của bình điện phân bị bay hơi.

Đáp án C

Câu 4:

A. điện phân dung dịch bạc clorua với cực dương là bạc.

B. điện phân dung dịch CuSO₄ với cực dương là đồng.

C. điện phân dung dịch muối đồng sunfat với cực dương là graphit (than chì).

D. điện phân dung dịch niken sunfat với cực dương là niken.

Đáp án C

Câu 5:

A. khối lượng mol của chất được giải phóng.

B. hóa trị của chất được giải phóng.

C. thời gian lượng chất được giải phóng.

D. cả 3 đại lượng trên.

Đáp án C

Câu 6:

A. 4,32 g.

B. 4,32 kg.

C. 2,16 g.

D. 2,16 kg.

Đáp án A

Câu 7:

A. 0,965 A.

B. 1,93 A.

C. 0,965 mA.

D. 1,93 mA.

Đáp án B

Câu 8: Cho dòng điện chạy qua bình điện phân chứa dung dịch CuSO₄, có anôt bằng Cu. Biết rằng đương lượng điện hóa của đồng k = 3,3.10^-4g/C. Để trên catôt xuất hiện 726 g đồng thì điện lượng chuyển qua bình phải bằng:

A. 2,2.10⁶C.

B. 2,2.10⁹C.

C. 4,55.10^-7C.

D. 4,55.10^-10C.

Đáp án A

Câu 9:

A. Sắt.

B. Đồng.

C. Bạc.

D. Kẽm.

Đáp án C

Câu 10: Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d = 5µm trên một tấm đồng diện tích S = 10cm² bằng phương pháp điện phân với dòng điện 0,1A. Biết khối lượng riêng của đồng là 8900kg/m³. Thời gian điện phân bằng:

A. 2,237 phút.

B. 22,3

C. 44,73

D. 4,473 phút

Đáp án B

Câu 11:

A. 1680cm³.

B. 8400cm³.

C. 840cm³.

D. 16800cm³.

Đáp án C

Câu 12: Khi điện phân một dung dịch HCl điện cực anôt bằng graphit, người ta thu được 3,32 lít khí hyđro ở điều kiện tiêu chuẩn. Biết thời gian thực hiện điện phân là 90 phút. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân bằng:

A. 1,32A.

B. 2,65A.

C. 5,30A.

D. 5,50A.

Đáp án C

Câu 13:

A. 1,1h.

B. 1,5h.

C. 1,3h.

D. 1,0h.

Đáp án A

Câu 14: Chiều dày của lớp Niken phủ lên một tấm kim loại là d = 0,05(mm) sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30cm². Cho biết Niken có khối lượng riêng là ρ = 8,9.10³ kg/m³, nguyên tử khối A = 58 và hoá trị n = 2. Cường độ dòng điện qua bình điện phân là:

A. I = 2,5 (μA).

B. I = 2,5 (mA).

C. I = 250 (A).

D. I = 2,5 (A).

Đáp án D

Câu 15:

Đáp án: 0,03mm

Câu 16: Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h = 0,05 mm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30 cm². Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Biết niken có A = 58, n = 2 và có khối lượng riêng là ρ = 8,9 g/cm³.

Đáp án: 2,47A

Câu 17:

Đáp án: 0,013 g

Câu 18:

a) Cường độ dòng điện qua bình điện phân và điện trở của bình điện phân.

b) Số pin và công suất của bộ nguồn.

c) Số chỉ của vôn kế.

d) Khối lượng bạc giải phóng ở catôt sau 32 phút 10 giây.

e) Đèn Đ có sáng bình thường không? Tại sao?

Đáp án: a) 0,2A; 22 Ω; b) 14 nguồn; P_ng = 12,6 W; c) 16,8 V; d) 0,432 g; e) đèn sáng yếu hơn bình thường.