Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 3: Dòng điện trong các môi trường - Bài 2: Dòng điện trong chất điện phân - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 11 - Chương 3: Dòng điện trong các môi trường - Bài 2: Dòng điện trong chất điện phân - Chu Văn Biên

1. CHƯƠNG 3 BÀI 2. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Trong dung dịch, các axit, bazơ và muối bị phân li thành ion (thuyết điện li): Anion mang điện âm là gốc axit hoặc nhóm (OH)-, còn cation mang điện dương là ion kim loại ion H+ hoặc một số nhóm nguyên tử khác. + Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường. + Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch. + Khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực khi điện phân: 1 A m kq It 96500 n Trong đó m tính bằng gam, A là khối lượng mol nguyên tử của chất, I tính bằng ampe, t tính bằng giây, n là hóa trị của nguyên tố tạo ra ion. + Hiện tượng điện phân được áp dụng trong các công nghệ luyện kim, hóa chất, mạ điện, TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của A. các chất tan trong dung dịch. B. các ion dương trong dung dịch. C. các ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường trong dung dịch. D. các ion dương và ion âm theo chiều điện trường trong dung dịch. Câu 2. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chất điện phân A. tăng.B. giảm. C. không đổi.D. có khi tăng có khi giảm. Câu 3. Hạt mang tải điện trong chất điện phân là A. ion dương và ion âm.B. electron và ion dương C. electron.D. electron, ion dương và ion âm. Câu 4. Khi nhiệt độ tăng điện trở của chất điện phân giảm là do A. số electron tự do trong bình điện phân tăng. B. số ion dương và ion âm trong bình điện phân tăng. C. các ion và các electron chuyển động hỗn độn hơn. D. bình điện phân nóng lên nên nở rộng ra. Câu 5. Chọn phương án đúng. Khi nhiệt độ tăng điện trở chất điện phân giảm là do: (1) Chuyển động nhiệt của các phân tử tăng nên khả năng phân li thành các ion tăng do tác dụng của các va chạm. Kết quả là làm tăng nồng độ hạt tải điện. (2) Độ nhớt của dung dịch giảm làm cho các ion chuyển động được dễ dàng hơn.
2. A. (1) đúng, (2) sai.B. (1) sai, (2) đúng. C. (1) đúng, (2) đúng.D. (1) sai, (2) sai. Câu 6. Hiện tượng tạo ra hạt tải điện trong dung dịch điện phân A. là kết quả của dòng điện chạy qua chất điện phân. B. là nguyên nhân chuyển động của các phân tử. C. là dòng điện trong chất điện phân. D. cho phép dòng điện chạy qua chất điện phân. Câu 7. Hiện tượng phân li các phân tử hòa tan trong dung dịch điện phân A. là kết quả của dòng điện chạy qua chất điện phân. B. là nguyên nhân duy nhất của sự xuất hiện dòng điện chạy qua chất điện phân. C. là dòng điện trong chất điện phân. D. tạo ra hạt tải điện trong chất điện phân. Câu 8. Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt tải điện trong chất điện phân là A. do sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điện cực. B. do sự phân li của các chất tan trong dung môi. C. do sự trao đổi electron với các điện cực. D. do nhiệt độ của bình điện phân giảm khi có dòng điện chạy qua. Câu 9. 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. anôt bị ăn mòn. C. đồng bám vào catôt. D. đồng chạy từ anôt sang catôt. Câu 10. Trong dung dịch điện phân, các hạt tải điện được tạo thành do A. các electron bứt ra khỏi nguyên tử trung hòa. B. sự phân li các phân tử thành ion. C. các nguyên tử nhận thêm electron. D. sự tái hợp các ion thành phân tử. Câu 11. Để xác định số Farađay ta cần phải biết đương lượng gam của chất khảo sát, đồng thời phải đo khối lượng của chất đó bám vào. A. một điện cực và cường độ dòng điện. B. anot và thời gian chạy qua chất điện phân của các ion dương. C. catot và thời gian chạy qua chất điện phân của các ion âm. D. một điện cực và điện lượng chạy qua bình điện phân. Câu 12. Khối lượng khí clo sản xuất ra cực dương của các bình điện phân 1, 2, 3 (xem hình vẽ) trong một khoảng thời gian nhất định sẽ
3. A. bằng nhau trong cả ba bình điện phân. B. nhiều nhất trong bình 1 và ít nhất trong bình 3. C. nhiều nhất trong bình 2 và ít nhất trong bình 3. D. nhiều nhất trong bình 2 và ít nhất trong bình 1. Câu 13. Để tiến hành các phép đo cần thiết cho việc xác định đương lượng điện hóa của một kim loại nào đó, ta cần phải sử dụng các thiết bị A. cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây. B. cân, vôn kế, đồng hồ bấm giờ. C. ôm kế, vôn kế, đồng hồ bấm giờ. D. vôn kế, ampe kế, đồng hồ bấm giờ. Câu 14. Người ta bố trí các điện cực của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO4, như trên hình vẽ, với các điện cực đều bằng đồng, có diện tích bằng nhau. Sau thời gian t, khối lượng đồng bám vào các điện cực 1, 2 và 3 lần lượt là m 1, m2 và m3. Chọn phương án đúng. A. m1 m2 m3 B. m1 m2 m3 C. m3 m2 m1 D. m2 m3 m1 . Câu 15. Bản chất dòng điện trong chất điện phân là A. dòng các electron chuyển động có hướng ngược chiều điện trường. B. dòng các ion dương chuyển động có hướng thuận chiều điện trường. C. dòng các ion âm chuyển động có hướng ngược chiều điện trường. D. dòng chuyển động có hướng đồng thời của các ion dương thuận chiều điện trường và của các ion âm ngược chiều điện trường. Câu 16. Hiện tượng điện phân có dương cực tan là hiện tượng điện phân dung dịch A. axit hoặc bazơ với điện cực là graphit. B. muối có chứa kim loại dùng làm catôt. C. muối có chứa kim loại dùng làm anôt. Kết quả là kim loại tan dần từ anôt tải sang catôt. D. muối có chứa kim loại dùng làm anôt. Kết quả là kim loại được tải dần từ catôt sang anôt. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1C 2B 3A 4B 5C 6D 7D 8B 9D 10B 11D 12A 13A 14B 15D 16C
4. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG DẠNG 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN BÌNH ĐIỆN PHÂN TRONG MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN + Định luật I Farađay: m kq kIt 1 A + Định luật II Farađay: k ; với F 96500 C / mol . F n 1 A + Công thức Farađay: m It F n U I R l + Định luật Ôm: R E S I R r Câu 1. Đương lượng điện hóa của niken k 0,3.10 3 g / C . Một điện lượng 5C chạy qua bình điện phân có anôt bằng niken thì khối lượng của niken bám vào catôt là A. 6.10 3 g B. 6.10 4 g C. 1,5.10 3 g D. 1,5.10 4 g Hướng dẫn * Tính: m kq 0,3.10 3 (g / C).5(C) 1,5.10 3 (g) => Chọn C. Câu 2. Đương lượng điện hóa của đồng là k 3,3.10 7 kg / C . Muốn cho trên catôt của bình điện phân chứa dung dịch CuSO 4, với cực dương bằng đồng xuất hiện 1,65 g đồng thì điện lượng chạy qua bình phải là A. 5.103 C B. 5.104 C C. 5.105 C D. 5.106 C Hướng dẫn m 1,65(g) * Từ: m kq q 5.103 (C) => Chọn A. k 3,3.10 4 (g / C) Câu 3. Khi điện phân dung dịch nhôm ôxit Al 2O3 nóng chảy, người ta cho dòng điện cường độ 20 kA chạy qua dung dịch này tương ứng với hiệu điện thế giữa các điện cực là 5,0 V. Nhôm có khối lượng mol là A 27 g / mol và hóa trị n 3 . Để thu được 1 tấn nhôm thời gian điện phân và lượng điện năng đã tiêu thụ lần lượt là A. 7,2 ngày và 53,6 MJB. 6,2 ngày và 53,6 MJ. C. 7,2 ngày và 54,6 MJ.D. 6,2 ngày và 54,6 MJ. Hướng dẫn 1 A 1 27 4825000 1 ngày * Từ m It 106 .20.103 t t 6,2 ngày F n 96500 3 9 86400(s) 4825000 Q UIt 5.20.103. 5,36.1010 (J) => Chọn B. 9
5. Câu 4. Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d 10 m trên một bản đồng diện tích S 1 cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,01 A. Biết đương lượng gam của đồng là 32 g/mol, khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/m3. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng. A. 45 phút.B. 2684 phút.C. 22 phút.D. 1342 phút. Hướng dẫn 1 A 1 A * Tính: m It m VD dSD dSD It F n F n 1 64 10.10 6.10 4.8900.103 . .0,01t t 2684(s) 45 phút => Chọn A. 96500 2 Câu 5. Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h 0,00496 cm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là S 30 cm2 . Biết niken có A 58,n 2 và có khối lượng riêng là D 8,9 g/ cm3 . Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 1,96 A.B. 2,85 A.C. 2,68 A.D. 2,45 A. Hướng dẫn 1 A 1 A * Tính: m It m VD dSD hSD It F n F n 1 58 0,00496.30.8,9 . .I.30.60 I 2,45 (A) => Chọn D. 96500 2 Câu 6. Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200 cm 2, người ta dùng tấm sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện có cường độ I 10 A chạy qua trong thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Cho biết đồng có A 64;n 2 và có khối lượng riêng D 8,9.103 kg / m3 . Tìm bề dày lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. A. 0,196 mm.B. 0,285 mm.C. 0,180 mm.D. 0,145 mm. Hướng dẫn 1 A 1 A * Tính: m It m VD dSD hSD It F n F n 1 64 h.200.10 4.8,9.106 . .10.9650 h 1,8.10 4 (m) => Chọn C. 96500 2 Câu 7. Hai bình điện phân: ( FeCl3 / Fe và CuSO4 /Cu ) mắc nối tiếp. Sau một khoảng thời gian, bình thứ nhất giải phóng một lượng sắt là 1,4 g. Biết khối lượng mol của đồng và sắt là 64 và 56, hóa trị của đồng và sắt là 2 và 3. Tính lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai trong cùng khoảng thời gian đó. A. 2,8 g.B. 2,4 g.C. 2,6 g.D. 3,2 g. Hướng dẫn
6. 1 A 2 It 1 A m F n A n 64.3 12 * Từ: m= It 2 2 2 1 m m 2,4(g) F n m 1 A A n 56.2 2 1 7 1 1 It 1 2 F n1 => Chọn B. Câu 8. Hai bình điện phân: ( CuSO4 / Cu và AgNO3 / Ag ) mắc nối tiếp, trong một mạch điện. Sau một thời gian điện phân, tổng khối lượng catôt của hai bình tăng lên 2,8 g. Biết khối lượng mol của đồng và bạc là 64 và 108, hóa trị của đồng và bạc là 2 và 1. Gọi điện lượng qua các bình điện phân là q, khối lượng Cu và Ag được giải phóng ra catôt lần lượt là m1 và m2. Chọn phương án đúng. A. q 193 C B. m1 m2 1,52 g C. 2m1 m2 0,88 g D. 3m1 m2 0,24 g Hướng dẫn 1 A 1 A1 1 A2 * Từ: m= q m1 m2 q q F n F n1 F n2 1 A1 m1 q 0,64(g) 1 64 108 F n1 2,8 q q 1930(C) 96500 2 1 1 A m 2 q 2,16(g) 2 F n2 => Chọn D. Câu 9. Hai bình điện phân: ( CuSO4 / Cu và AgNO3 / Ag ) mắc nối tiếp, trong một mạch điện có cường độ 0,5 A. Sau thời gian điện phân t, tổng khối lượng catôt của hai bình tăng lên 5,6 g. Biết khối lượng mol của đồng và bạc là 64 và 108, hóa trị của đồng và bạc là 2 và 1. Tính t. A. 2h 28 phút 40s.B. 7720 phút.C. 2h 8 phút 40s.D. 8720 phút. Hướng dẫn 1 A 1 A1 1 A2 1 64 108 * Từ m= It m1 m2 It It 5,6 0,5t F n F n1 F n2 96500 2 1 t 2h8'40" => Chọn C. Câu 10. Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO 3) có điện trở 2 . Anôt của bình bằng bạc và hiệu điện thế đặt vào hai điện cực của bình điện phân là 12 V. Biết bạc có A=108 g/mol , có n 1. Khối lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân sau 16 phút 5 giây là A. 4,32 mg.B. 4,32 g.C. 6,486 mg.D. 6,48 g. Hướng dẫn 1 A 1 A U 1 108 12 * Từ: m It t . .965 6,48(g) => Chọn D. F n F n R 96500 1 2 Câu 11. Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4 với các điện cực đều bằng đồng, diện tích catot bằng 10 cm2, khoảng cách từ catot đến anot là 5 cm. Đương lượng gam của đồng là 32. Hiệu điện thế
7. đặt vào U 15 V , điện trở suất của dung dịch là 0,2 m . Sau thời gian t 1 h , khối lượng đồng bám vào catot gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,327 g.B. 1,64 g.C. 1,78 g.D. 2,65 g. Hướng dẫn * Từ: 1 A 1 A U 1 A U 1 15 1 m It t St .32. .10.10 4.3600 1,79(g) F n F n R F n l 96500 0,2 0,05 => Chọn C. Câu 12. Người ta bố trí các điện cực của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4, như trên hình vẽ, với các điện cực đều bằng đồng có diện tích đều bằng 10 cm2, khoảng cách từ chúng đến anot lần lượt là 30 cm, 20 cm và 10 cm. Đương lượng gam của đồng là 32. Hiệu điện thế đặt vào U 15 V , điện trở suất của dung dịch là 0,2 m . Sau thời gian t 1 h , khối lượng đồng bám vào các điện cực 1, 2 và 3 lần lượt là m1, m2 và m3. Giá trị của (m1 m2 m3 ) gần giá trị nào nhất sau đây? A. 0,327 g.B. 0,164 g. C. 0,178 g.D. 0,265 g. Hướng dẫn 1 A 1 A U 1 A U 1 A U 1 1 1 * Từ: m It t St m1 m2 m3 St F n F n R F n l F n l1 l2 l3 1 15 4 1 1 1 m1 m2 m3 .32. .10.10 .3600 1,64(g) 96500 0,2 0,3 0,2 0,1 => Chọn A. Câu 13. Một bình điện phân chứa dung dịch nitrat (AgNO 3) có điện trở 2  . Anôt của bình bằng bạc có đương lượng gam là 108. Nối hai cực của bình điện phân với nguồn điện có suất điện động 12 V và điện trở trong 2  . Khối lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân sau 16 phút 5 giây là A. 4,32 mg.B. 4,32 g.C. 3,24 mg.D. 3,24 g. Hướng dẫn 1 A 1 A E 1 108 12 * Tính: m It t .965 3,24(g) => Chọn D. F n F n R r 96500 1 2 2 Câu 14. Xác định khối lượng đồng bám vào catôt của bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat (CuSO4) khi dòng điện hạy qua bình này trong 1 phút và có cường độ thay đổi theo thời gian với quy luật I 0,05t (A) với t tính bằng s. Đồng có khối lượng mol là A 63,5 g / mol và hóa trị n 2 . A. 4,32 mg.B. 4,32 g.C. 29,6 mg.D. 29,6 g. Hướng dẫn
8. q dq 60 * Điện lượng chuyển qua: I dq Idt q 0,05tdt 90(C) t dt 0 1 A 1 63,5 * Tính: m q .90 29,6.10 3 (g) => Chọn C. F n 96500 2 Câu 15. Xác định độ lớn điện tích nguyên tố e bằng cách dựa vào định luật II Faraday về điện phân. 23 Biết số Faraday F 96500 C / mol , số Avogadro NA 6,023.10 . A. 1,606.10 19 C B. 1,601.10 19 C C. 1,605.10 19 C D. 1,602.10 19 C Hướng dẫn 1 A 1 * Từ: m q , xét nguyên tố hóa trị n 1 thì m Aq . F n F * Khi có 1 mol chất (số hạt là N A) giải phóng ra ở điện cực, tức m A thì q F 96500 C => Độ lớn 96500 điện tích của một hạt ion hóa trị 1 (bằng độ lớn điện tích nguyên tố): q 1,602.10 19 (C) => e 6,023.1023 Chọn D. Câu 16. 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 H 2 và khí 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 lít và 0,696 lít.B. 0,696 lít và 1,392 lít. C. 1,392 lít và 0,696 lít.D. 1,392 lít và 1,392 lít. Hướng dẫn 1 A 1 m 1 * Vì H và Cl đều có n 1 nên từ: m It m AIt It đây là số mol nguyên tử giải F n F A F phóng ra => Số mol phân tử (gồm 2 nguyên tử) giải phóng ra: 1 m 1 1 1 1 6 n It .10.10.60 (mol) 0 2 A 2 F 2 96500 193 6 * Thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn: V n .22,4 (l) .22,4 0,696 (l) 0 193 => Chọn A. Câu 17. Khi điện phân một dung dịch muối ăn trong nước, người ta thu được khí hiđro vào một bình có thể tích V 1 lit . Biết hằng số khí R 8,314 J / mol.K , hiệu điện thế đặt vào hai cực của bình là U 50 V , áp suất của khí hiđro trong bình bằng p 1,3 atm và nhiệt độ của khí là 27 0C. Chất khí này thỏa mãn chương trình Clapeyron – Mendeleev: pV n0RT , với n0 là số mol và T là nhiệt độ tuyệt đối của khối khí. Công thực hiện bởi dòng điện khi điện phân gần giá trị nào nhất sau đây? A. 6.105 J B. 4.105 J C. 5.105 J D. 7.105 J Hướng dẫn * Từ phương trình Clapeyron – Mendeleev:
9. 1,3.105.10 3 650 pV n R n .8,314 n (mol) 0 27 273 0 0 12471 1300 => Số mol nguyên tử hidro: n 2n (mol) H 0 12471 1 A m 1 1300 q * Vì H có hóa trị n 1 nên từ: m q n q F n H A F 12471 96500 q 10,0593.103 (C) * Công của dòng điện: A Uq 50.10,0593.103 5.105 (J) => Chọn C. Câu 18. Để xác định đương lượng điện hóa của đồng (Cu), một học sinh đã cho dòng điện có cường độ 1,2 A chạy qua bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat (CuSO 4) trong khoảng thời gian 5,0 phút và thu được 120 mg đồng bám vào catôt. Xác định sai số tỉ đối của kết quả thí nghiệm do học sinh thực hiện với kết quả tính toán theo định luật II Faraday về điện phân khi lấy số Faraday F 96500 (C / mol) , khối lượng mol nguyên tử của đồng A 63,5 g / mol và hóa trị n 2 . A. 2,2%.B. 2,3%.C. 1,3%.D. 1,2%. Hướng dẫn m m 120.10 3 1 * Kết quả thí nghiệm: k ' .10 3 (g / C) q It 1,2.5.60 3 1 A 1 63,5 127 * Kết quả tính theo định luật II Faraday: k (g / C) F n 96500 2 386000 1 .10 3 k k ' k * Sai số tỉ đối: 3 1 0,013 => Chọn C. k k 127 386000 Câu 19. Tốc độ chuyển động có hướng của ion Na+ và Cl- trong nước có thể tính theo công thức: v E , trong đó E là cường độ điện trường,  có giá trị lần lượt là 4,5.10 8 m2 / (Vs) và 6,8.10 8 m2 / (Vs) . Số 23 19 Avogadro là NA 6,023.10 , độ lớn điện tích nguyên tố là 1,6.10 C . Tính điện trở suất của dung dịch NaCl nồng độ 0,1 mol / l , cho rằng, toàn bộ các phân tử NaCl đều phân li thành ion. A. 0,948 m B. 0,828 m C. 0,918 m D. 0,928 m Hướng dẫn * Mật độ số hạt Na+ bằng số hạt Cl-: n 0,1.103.6,023.1023 6,023.1025 (hạt/m3). * Trong thời gian t, điện lượng chuyển qua diện tích S bằng tổng điện tích (mỗi hạt mang điện tích e) có trong hình hộp: n e Sl n e Svt * Vì cả ion dương và ion âm đều dịch chuyển nên tổng điện tích dịch chuyển qua S sau thời gian t là: q q n e Sv t n e Sv t n e StE   I n e SE   1 2 1 2 t 1 2
10. U El ES ES 1 * Mặt khác: I n e SE   R l 1 2 n e   1 2 S 1 0,918(m) => Chọn C. 6,023.1025.1,6.10 19 (4,5 6,8).10 8 DẠNG 2: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN BÌNH ĐIỆN PHÂN TRONG MẠCH ĐIỆN PHỨC TẠP + Định luật I Farađay: m kq kIt . 1 A + Định luật II Farađay: k ; với F 96500 C / mol . F n 1 A + Công thức Farađay: m It . F n + Phân tích mạch để tính điện trở tương đương mạch ngoài R. + Phân tích để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn Eb và rb . U I R l + Định luật Ôm: R E I b S R rb Câu 1. Một bộ nguồn điện gồm 30 pin mắc thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin mắc song song; mỗi pin có suất điện động 0,9 V và điện trở trong 0,6  . Một bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4 có điện trở 1,82  được mắc vào hai cực của bộ nguồn nói trên. Anôt của bình điện phân bằng đồng. Biết Cu có A 64;n 2. Tính khối lượng đồng bám vào catôt của bình trong thời gian 50 phút. A. 2,8 g.B. 2,4 g.C. 2,6 g.D. 1,34 g. Hướng dẫn E 3E 2,7(V) b E 2,7 * Tính: r I b 1,35(A) r 3 0,18() R r 1,82 0,18 b 10 b 1 A 1 64 * Từ: m It .1,35.50.60 1,34(g) => Chọn D. F n 96500 2 Câu 2. Người ta dùng 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở trong 0,9  để cung cấp điện cho một bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4 với cực dương bằng kẽm, có điện trở R 3,6  . Biết đương lượng gam của kẽm là 32,5. Bộ nguồn được mắc thành n dãy song song trên mỗi dãy có m nguồn nối tiếp thì khối lượng kẽm bám vào catôt trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây là lớn nhất và bằng A. 3,25 g.B. 4,25 g.C. 5,15 g.D. 2,15 g. Hướng dẫn
11. E mE 1,5m b E 1,5m 60 * Từ: mr 0,9m I b 2,5 r 0,025m2 R r 3,6 0,025m2 144 b n n b m m 2 144 1 A 1 m I t .32,5.2,5.3860 3,25(g) => Chọn A. max 96500 n max 96500 Câu 3. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết nguồn có suất điện động 24 V, điện trở trong 1  ; tụ điện có điện dung C 4 F; đèn Đ loại 6 V – 6 W; các điện trở có giá trị R1 6 ;R 2 4  ; bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và có anôt làm bằng Cu, có điện trở Rp 2  . Đương lượng gam của đồng là 32. Coi điện trở của đèn không đổi. Khối lượng Cu bám vào catôt sau 16 phút 5 giây và điện tích của tụ điện lần lượt là A. 1,38 g và 28 C .B. 1,38 g và 56 C . C. 1,28 g và 56 C .D. 1,28 g và 28 C . Hướng dẫn * Phân tích mạch: Rp nt ((R1 nt Rd) PR 2 ) R R R 12 2 1d 1 d Ud * Tính: R d 6 () R R R R p R1d2 5 () R 1d 2 3 Pd 1d2 R1d R 2 1 A 1 m Ip t 32.4.965 1,28(g) E 24 96500 n 96500 * Tính: I 4(A) U IR R r 5 1 1d2 1d2 I1 1(A) R1d R1d 6 UC IR p I1R1 14(V) q CUC 56.10 (C) => Chọn A. Câu 4. Cho điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có n pin mắc nối tiếp, mỗi pin có suất điện động 1,5 V và điện trở trong 0,5  . Mạch ngoài gồm các điện trở R1 20 ;R 2 9 ;R3 2  ; đèn Đ loại 3 V – 3 W; Rp là bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, có cực dương bằng bạc. Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể; điện trở của vôn kế rất lớn. Biết ampe kế A 1 chỉ 0,6 A, ampe kế A2 chỉ 0,4 A. Coi điện trở của đèn không đổi. Đương lượng gam của bạc là 108. Chọn phương án đúng. A. Điện trở của bình điện phân là 20  . B. n 15 . C. Khối lượng bạc giải phóng ở catôt sau 32 phút 10 giây là 0,432 g. D. Đèn Đ sáng bình thường. Hướng dẫn
12. Pd Ud * Tính: Id 1 (A) R d 3 () Ud Id * Phân tích mạch: R1 nt ((R2 nt Rd) P (R3 nt Rp)). (R2 Rd )IA 2 (R3 Rp )Ip * Tính: Ip IA1 IA2 0,2(A)  12.0,4 (2 R p )0,2 R p 22 nE (R R )(R R ) I 2 d 3 p R nr n.1,5 * Tính: R R1 28()  0,6 n 14 R 2 R d R3 R p 28 n.0,5 1 A 1 * Khối lượng bạc: m I t .108.0,2.1930 0,432(g) 96500 n p 96500 * Vì cường độ dòng điện qua đèn bằng IA2 0,4A Id nên đèn sáng yếu. => Chọn C. Câu 5. Cho mạch điện như hình vẽ. Ba nguồn điện giống nhau, R1 3 ;R 2 6  ; bình điện phân chứa dung dịch CuSO 4 với cực dương bằng đồng và có điện trở R p 0,5  . Đương lượng gam của đồng là 32. Sau thời gian điện phân 386 giây, người ta thấy khối lượng của bản cực làm catôt tăng lên 0,64 gam. Dùng một vôn có điện trở rất lớn mắc vào 2 đầu A và C của bộ nguồn. Nếu bỏ mạch ngoài đi thì vôn kế chỉ 20 V. Điện trở trong của mỗi nguồn điện là A. 1,0  .B. 0,5  .C. 1,5  .D. 2,0  . Hướng dẫn 1 A 1 * Từ: m I t 0,64 .32.I .386 I 5(A) I 96500 n p 96500 p p R1R 2 * Điện trở mạch ngoài: R R p 2,5 () R1 R 2 E 2E U 20(V) b v E 20 * Từ: r I b 5 r 1() => Chọn A. r r 1,5r R r 2,5 1,5r b 2 b Câu 6. Cho mạch điện như hình vẽ: Bộ nguồn gồm 6 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 2,25 V, điện trở trong 0,5  . Bình điện phân có điện trở Rp chứa dung dịch CuSO4, anôt làm bằng đồng. Đương lượng gam của đồng là 32. Tụ điện có điện dung C 6 F . Đèn Đ loại 4 V – 2 W, các điện trở có giá trị R1 0,5R 2 R3 1  . Biết đèn Đ sáng bình thường. Chọn phương án đúng. A. Hiệu điện thế UAB 5 (V) . B. Khối lượng đồng bám vào catôt sau 32 phút 10 giây là 0,838 g. C. Điện trở của bình điện phân là 2,96  .
13. D. Điện phân của tụ điện là 8,4 C. Hướng dẫn E 4E 9(V) b * Từ: 2r r r r 1,5() b 2 * Phân tích mạch: ((R1 nt Rd) P (Rp nt R2)) nt R3) Pd 2 Id 0,5(A) Ud 4 * Tính: R1d R1 R d 9 UAB IdR1d 4,5(V) U R d 8() d Id * Mà: UAB Eb I(rb R3 ) 4,5 9 I(1,5 1) I 1,8 Ip I Id 1,3(A) 1 A 1 m I t 32.1,3.1930 0,832(g) 96500 n p 96500 UAB 4,5 19 R p R 2 2 () Ip 1,3 13 U U U I R I R 1,4(V) q CU 8,4.10 6 (C) MN MA AN d 1 p p MN => Chọn D. Câu 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn gồm 8 nguồn giống nhau, mỗi cái có suất điện động 5 V; có điện trở trong 0,25  mắc nối tiếp; đèn Đ có loại 4 V – 8 W; R1 3 ;R 2 R3 2 ;R p 4  và Rp là bình điện phân đựng dung dịch Al2(SO4)3 có cực dương bằng Al. Đương lượng gam của nhôm là 9. Điều chỉnh biến trở Rb để đèn Đ sáng bình thường thì A. Điện trở của biến trở bằng 6  . B. Khối lượng Al giải phóng ở cực âm trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây là 0,5 g. C. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là 1,5 V. D. Hiệu điện thế hai cực của bộ nguồn là 100/3 V. Hướng dẫn Eb 8E 40 (V) * Tính: rb 8r 2 () * Phân tích mạch: R1 nt ((R2 nt Rp) P (R3 nt Rd)) nt Rb P 8 U I (R R ) 2(2 2) 8(V) I d 2(A) CD d 3 d d U 4 d UCD 4 10 * Tính: Ip (A) I Id Ip (A) U R R 3 3 R d 2() 2 p d I d UCD Eb I(rb R1 R b ) R b 4,6()
14. 1 A 1 4 m I t 9. .3860 0,48(g) 96500 n p 96500 3 10 100 U Eb Irb 40 .2 (V) => Chọn D. 3 3 4 UMN UMC UCN IdR 2 IdR3 (V) 3 Câu 8. Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó bộ nguồn có 8 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động 1,5 V, điện trở trong 0,5  , mắc thành 2 nhóm, mỗi nhánh có 4 nguồn mắc nối tiếp. Đèn Đ loại 3 V – 3 W; R1 2 ;R 2 3 ;R3 2 ;R p 1  và là bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4, có cực dương bằng Cu. Biết Cu có khối lượng mol 64 và có hóa trị 2. Coi điện trở của đèn không thay đổi. Khối lượng Cu giải phóng ra ở cực âm trong thời gian 32 phút 10 giây và hiệu điện thế UMN lần lượt là A. 0,512 g và +0,4 V.B. 0,512 g và -0,4 V. C. 0,28 g và +0,8 V.D. 0,28 g và -0,8 V. Hướng dẫn E 4E 6 (V) b * Tính: 4r r 1 () b 2 * Phân tích mạch: R1 nt ((Rd nt R2) P (Rp nt R3)) R R 2 2 R R R 6 R d2 p3 2 Ud 3 d2 d 2 CD * Tính: R d 3() R d2 R p3 R R R 3 Pd 3 p3 p 3 R R1 R CD 4() UCD IR CD 1,2.2 I2 0,4(A) E 6 R d2 R d2 6 * Tính: I 1,2(A) R r 4 1 U IR 1,2.2 I CD CD 0,8(A) p R p3 R p3 3 1 A 1 64 m Ip t . .0,8.1930 0,512(g) 96500 n 96500 2 Chọn B UMN UMC UCN I2R d IpR p 0,4(V) BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Một bình điện phân chứa dung dịch muối niken với hai điện cực bằng niken. Xác định khối lượng niken bám vào catôt khi cho dòng điện có cường độ 5,0 A chạy qua bình này trong khoảng thời gian 1 giờ. Đương lượng điện hóa của niken là 0,3.10 3 g / C . A. 1,5 kg.B. 5,4 g.C. 1,5 g.D. 5,4 kg. Câu 2. Cho dòng điện có cường độ 2 A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối đồng có cực dương bằng đồng trong 1 giờ 4 phút 20 giây. Đương lượng gam của đồng là 32. Khối lượng đồng bám vào cực âm là
15. A. 2,65 g.B. 6,25 g.C. 2,56 g.D. 5,62 g. Câu 3. Cho dòng điện có cường độ 0,75 A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có cực dương bằng đồng trong thời gian 16 phút 5 giây. Đương lượng gam của đồng là 32. Khối lượng đồng giải phóng ra ở cực âm là A. 0,24 kg.B. 24 g.C. 0,24 g.D. 24kg. Câu 4. Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO 3) có điện trở 2,5  . Anôt của bình bạc và hiệu điện thế đặt vào hai điện cực của bình điện phân là 10 V. Biết bạc có A 108 g / mol, có n 1. Khối lượng bạc bám vào catôt của bình điện phân sau 16 phút 5 giây là A. 4,32 mg.B. 4,32 g.C. 2,16 mg.D. 2,14 g. Câu 5. Một bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat (CuSO 4) với anôt bằng đồng. Khi cho dòng điện không đổi chạy qua bình này trong khoảng thời gian 30 phút, thì thấy khối lượng đồng bám vào catôt là 1,143 g. Biết đồng có A 63,5g / mol, n=2 . Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 1,93 mA.B. 1,93 A.C. 0,965 mA.D. 0,965A. Câu 6. Đương lượng điện hóa của niken k 0,3.10 3 g / C . Một điện lượng 2 C chạy qua bình điện phân có anôt bằng niken thì khối lượng của niken bám vào catôt là A. 6.10 3 g B. 6.10 4 g C. 1,5.10 3 g D. 1,5.10 4 g Câu 7. Đương lượng điện hóa của đồng là k 3,3.10 7 kg / C . Muốn cho trên catôt của bình điện phân chứa dung dịch CuSO 4, với cực dương bằng đồng xuất hiện 16,5 g đồng thì điện lượng chạy qua bình phải là A. 5.103 C B. 5.104 C C. 5.105 C D. 5.106 C Câu 8. Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d 10 m trên một bản đồng diện tích S 1 cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,02 A. Biết khối lượng riêng của đồng là 8900 kg / m3 . Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng. A. 45 phút.B. 2684 s.C. 22 phút.D. 1342 s. Câu 9. Một ampe kế được mắc nối tiếp với bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO 3) và chỉ số của nó là 0,90 A. Số chỉ này bằng bao nhiêu phần trăm giá trị thực, nếu dòng điện chạy qua bình điện phân trong khoảng thời gian 5,0 phút đã giải phóng 316 mg bạc tới bám vào catôt của bình này. Đương lượng điện hóa của bạc (Ag) là 1,118 mg / C A. 95,5%.B. 85,65%.C. 95,6%.D. 85,5%. Câu 10. Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h 0,006 cm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là S 30 cm2 . Biết niken có A 58;n 2 và có khối lượng riêng là D 8,9 g / cm3 . Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 2,96 A.B. 2,85 A.C. 2,68 A.D. 2,45 A.
16. Câu 11. Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 120 cm 2, người ta dùng sắt làm catôt của một bình điện phân đựng dung dịch CuSO 4 và anôt là một thanh đồng nguyên chất, rồi cho dòng điện có cường độ I 10 A chạy qua trong thời gian 2 giờ 40 phút 50 giây. Cho biết đồng có A 64;n 2 và có khối lượng riêng D 8,9.103 kg / m3 . Tìm bề dày lớp đồng bám trên mặt tấm sắt. A. 0,300 mm.B. 0,285 mm.C. 0,180 mm.D. 0,145 mm. Câu 12. Một vật kim loại diện tích 120 cm 2 được mạ niken. Dòng điện chạy qua bình điện phân có cường độ 30 A và thời gian mạ là 5 giờ. Niken (Ni) có khối lượng mol là A 58,7 g / mol , hóa trị n 2 và khối lượng riêng D 8,8.103 kg / m3 . Độ dày của lớp niken phủ đều trên mặt vật kim loại là A. 0,300 mm.B. 0,285 mm. C. 0,156 mm. D. 0,145 mm. Câu 13. Hai bình điện phân: (FeCl3/Fe và CuSO4/Cu) mắc nối tiếp. Sau một khoảng thời gian, bình thứ nhất giải phóng một lượng sắt là 2,1 g. Biết khối lượng mol của đồng và sắt là 64 và 56, hóa trị của đồng và sắt là 2 và 3. Tính khối lượng đồng giải phóng ở bình thứ hai trong cùng khoảng thời gian đó. A. 2,8 g.B. 2,4 g.C. 3,6 g.D. 3,2 g. Câu 14. Mắc nối tiếp một bình điện phân chứa dung dịch đồng sunfat (CuSO 4) có anôt bằng đồng (Cu) với một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO 3) có anôt bằng bạc (Ag). Sau một khoảng thời gian có dòng điện không đổi chạy qua hai bình này, thì khối lượng anôt của bình chứa dung dịch CuSO 4 bị giảm bớt 2,3 g. Xác định khối lượng bạc tới bám vào catôt của bình chứa dung dịch AgNO 3. Đồng thời có khối lượng mol là A1 63,5 g / mol và hóa trị n1 2 , bạc có khối lượng mol là A2 108 g / mol và hóa trị n2 1 A. 7,8 g.B. 2,4 g.C. 3,6 g.D. 3,2 g. Câu 15. Cho dòng điện không đổi chạy qua hai bình điện phân mắc nối tiếp: bình thứ nhất chứa dung dịch đồng sunfat (CuSO4), bình thứ hai chứa dung dịch bạc nitrat (AgNO 3). Đồng có khối lượng mol nguyên tử A1 63,5 g / mol và hóa trị n1 2 ; bạc có khối lượng mol nguyên tử A2 108 g / mol và hóa trị n2 1. Xác định khối lượng đồng bám vào catôt của bình thứ nhất khi khối lượng bạc bám vào catôt của bình thứ 2 là 40,24 g trong cùng khoảng thời gian điện phân A. 11,8 g.B. 12,4 g.C. 13,6 g.D. 11,2 g. Câu 16. Hai bình điện phân: (CuSO4/Cu và AgNO3/Ag) mắc nối tiếp, trong một mạch điện. Sau một thời gian điện phân, tổng khối lượng catôt của hai bình tăng lên 5,6 g. Biết khối lượng mol của đồng và bạc là 64 và 108, hóa trị của đồng và bạc là 2 và 1. Gọi điện lượng qua các bình điện phân là q, khối lượng Cu và Ag được giải phóng ở catôt lần lượt là m1 và m2. Chọn phương án đúng. A. q 1930 C B. m1 m2 1,52 g C. 4m1 m2 0,8 g D. 3m1 m2 0,24 g