THẦY MỸ DẠY LÝ 10 +11 + 12 + LUYỆN THI ĐẠI HỌC
Đ/C : HẺM 2 - SÂN BÓNG AN BÌNH – QUẬN NINH KIỀU – TPCT
ĐT : 0913.540.971
CHƯƠNG BA : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
LÝ THUYẾT
(1) TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
+ Kim loại là chất dẫn điện tốt, điện trở suất
ρ
của kim loại rất nhỏ.
+ Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm :
=
U
I
R
… (1)
+ Dòng điện chạy qua kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
+ Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ :
( )
0 0
1
= + −
t t
ρ ρ α
…(2)
(2) BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
+ Khi ta đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế, thì do chịu tác dụng của lực
điện trường, các electron tự do chuyển động có hướng, ngược với chiều điện trường, nhưng vẫn
chuyển động nhiệt hỗn loạn. Do đó, có sự dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện, nghĩa là có
dòng điện chạy trong kim loại.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dịch có hướng của các electron tự do ngược
chiều điện trường.
(3) SUẤT NHIỆT ĐIỆN ĐỘNG
Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn
khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau là hiện tượng nhiệt điện.
Dòng nhiệt điện được tạo ra bởi suất nhiệt điện động E
n
đ
. Khi hiệu nhiệt độ T
1
– T
2
giữa
hai mối hàn không lớn, ta có công thức thực nghiệm : E =
( )
1 2
−
T
T T
α
…(3) với hệ số
T
α
là
hệ số nhiệt động phụ thuộc vào vật liệu làm cặp kim loại.
BÀI TẬP MẪU
CÂU 1: Dây tóc bóng đèn 220V – 100W chế tạo bằng bạch kim khi sáng bình thường ở
2500
0
C, điện trở của nó 25
0
C bằng 40,3
Ω
. Tính hệ số nhiệt điện trở
α
? Coi rằng điện trở
suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ.
GIẢI
Điện trở của dây tóc đèn ở t = 2500
0
C khi đã sáng bình thường là :
2 2
220
484
100
= = = Ω
U
R
P
Do điện trở suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất nên :
( ) ( )
0 0 0 0
1 1= + − ⇒ = + −
t t R R t t
ρ ρ α α
484 = 40,3
( )
3 1
1 2500 25 4,45.10 ( )
− −
+ − ⇒ =
k
α α
Vậy hệ số nhiệt điện trở của bạch kim là
3 1
4,45.10 ( )
− −
= k
α
1 | P a g e
CÂU 2: Tính cường độ dòng điện do electron quay tròn quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô ?
Electron có điện tích e = -1,6.10
-19
C, khối lượng m = 9,1.10
-31
(kg) và bán kính quỹ đạo tròn
r = 5,3.10
-11
(m).
GIẢI
Lực tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm :
2 2 2
2
.
= = ⇒ =
ke v ke
F m v
r r m r
Thay số ta được v = 2,19.10
6
(m/s)
Chu kỳ quay của êlectrôn :
16
2
1,52.10 ( )
−
= =
r
T s
v
π
Cường độ dòng điện do êlectrôn quay tròn quanh hạt nhân nguyên tử Hiđrô :
1,05( )= =
e
I mA
T
CÂU 3- Ở nhiệt độ t
1
= 25
0
C, hiệu điện thế giữa hai cực của bóng đèn là U
1
= 10(mV) và
cường độ dòng điện chạy qua đèn là I
1
= 4(mA). Khi sáng bình thường, hiệu điện thế giữa
hai cực của đèn là U
2
= 120(V) và cường độ dòng điện chạy qua đèn là I
2
= 4(A). Tính nhiệt
độ t của dây tóc đèn khi sáng bình thường ? Coi rằng điện trở suất của bạch kim trong
khoảng nhiệt độ này tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở
3 1
4,2.10 ( )
− −
= k
α
.
GIẢI
Điện trở của dây tóc bóng đèn ở t = 25
0
C khi đã sáng bình thường ở nhiệt độ t
1
= 25
0
C :
1
0
1
0,01
2,5
0,004
= = = Ω
U
R
I
Điện trở của dây tóc đèn ở t
0
C khi đã sáng bình thường :
2
2
120
30
4
= = = Ω
U
R
I
Do điện trở suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này tăng tỉ lệ bậc nhất nên :
( ) ( )
0 0 0 0
1 1= + − ⇒ = + −
t t R R t t
ρ ρ α α
( )
3 0
30 2,5 1 4,2.10 25 2644
−
= + − ⇒ =
t t C
CÂU 4: Một dòng điện có cường độ đo được 1,2.10
-4
(A) tồn tại trong một dây đồng có
đường kính 2,5(mm). Cho nguyên tử lượng của đồng là M = 63.10
-3
(kg/mol), khối lượng
riêng là D = 9000 (kg/m
3
). Hãy tính :
a) Mật độ dòng ?
b) Vận tốc trôi của electron ?
GIẢI
a) Diện tích tiết diện thẳng của dây đồng :
( )
2
3
2
2 6
2,5.10 .3,14
4,9.10
4 4
−
−
= = = =
d
S r
π π
(m
2
).
Mật độ dòng điện :
4
2
6
1,2.10
24,5( / )
4,9.10
−
−
= = =
I
j A m
S
b) Tính vận tốc trôi trung bình của electron
Mật độ electron tự do trong đồng :
29
.
0,85.10= =
A
N D
n
M
( electron / m
3
).
9
29 19
24,5
1,8.10
. 0,85.10 .1,6.10
−
−
= = =
j
v
n e
(m/s).
2 | P a g e
CÂU 5: Dòng điện chạy qua sợi dây sắt tiết diện S = 0,64 (mm
2
) có cường độ I = 24(A). Sắt
có nguyên tử lượng A = 56.10
-3
(kg/mol), khối lượng riêng D = 7,8.10
3
(kg/m
3
) và điện trở
suất
8
9,68.10 ( )
−
= Ωm
ρ
. Electron có điện tích –e = - 1,6.10
-19
C , khối lượng m = 9,1.10
-31
(kg). Tính :
a) Mật độ electron n và cường độ điện trường E trong dây sắt ?
b) Độ linh động
0
µ
của các electron ?
c) Vận tốc trôi trung bình của các electron ?
GIẢI
a) Mật độ dòng điện :
6 2
6
24
37,5.10 ( / )
0,64.10
−
= = =
I
j A m
S
Mật độ electron tự do trong dây sắt :
29
.
0,84.10= =
A
N D
n
M
(electron / m
3
).
Cường độ điện trường :
.
=
E j
ρ
= 3,63 (V/m).
b) Độ linh động của electron
4
1
7,69.10
. .
−
= =
n e
µ
ρ
( m
2
/ Vs).
c) Vận tốc trôi trung bình
.
=
j
v
n e
= 2,93.10
-3
(m/s).
CÂU 6: Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với một milivôn kế thành một mạch kín.
Nhúng mối hàn thứ nhất vào nước đá đang tan và mối hàn thứ hai vào hơi nước sôi,
milivôn kế chỉ 4,25 (mV). Hệ số nhiệt điện động
T
α
của cặp nhiệt điện là :
A. 4,25
μV/K
B. 42,5
μV/K
C. 4,25
mV/K
D. 42,5
mV/K
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
CÂU 7: cặp nhiệt điện đồng – constantan có hệ số nhiệt động
T
α
= 41,8(
μV/K
) điện trở
trong r = 1 (
Ω
). Nối cặp nhiệt điện này với điện kế G điện trở trong R
G
= 30
Ω
. Mối hàn
thứ nhất ở nhiệt độ 20
0
C, mối hàn thứ hai ở nhiệt độ 520
0
C. Cường độ dòng điện chạy qua
điện kế là
A. 0,7 A. B. 0,7 mA. C. 0,67A. D. 0,67 mA.
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
3 | P a g e
CÂU 8: Một bóng đèn 220V – 100W khi sáng bình thường thì nhiệt độ của dây tóc bóng
đèn là 2000
0
C. Xác định điện trở của bóng đèn ở 20
0
C, biết dây tóc đèn làm bằng Vônfram
có hệ số nhiệt điện trở
3 1
4,5.10 ( )
− −
= k
α
?
A. 48,8
Ω
B. 0,484
Ω
C. 484
Ω
D. 4,84
Ω
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
CÂU 9: Một dây bạch kim ở 20
0
C có điện trở suất
8
0
10,6.10
−
= Ωm
ρ
. Tính điện trở suất
ρ
của dây dẫn này ở 500
0
C ?. Coi rằng điện trở suất của bạch kim trong khoảng nhiệt độ này
tăng tỉ lệ bậc nhất theo nhiệt độ với hệ số nhiệt điện trở
3 1
3,9.10 ( )
− −
= k
α
.
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
CÂU 10: Dùng cặp nhiệt điện sắt – Constantan có hệ số suất điện động
50,4 /= V K
α µ
nối
với milivôn kế để đo nhiệt độ nóng chảy của vàng. Giữ nguyên mối hàn thứ nhất của cặp
nhiệt điện này trong nước đá đang tan và nhúng mối hàn thứ hai của nó vào vàng đang
nóng chảy. Khi đó milivôn kế chỉ 53,5 (mV). Tính nhiệt độ nóng chảy t
C
của thiếc ?
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
(*) CÂU 11: Khi nhiệt độ chênh lệch giữa hai đầu là 200
0
C thì suất điện động của cặp nhiệt
điện Fe – Constantan là
10
ξ =15,8(mV)
và của cặp nhiệt điện Cu – Constantan là
20
ξ =14,9(mV)
. Tính suất điện động
12
ξ
của cặp nhiệt điện Fe – Cu khi chênh lệch nhiệt độ
giữa hai đầu là 200
0
C ?
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
4 | P a g e
CÂU 12: Cặp nhiệt điện Fe – Constantan có hệ số suất điện động là
52 /= V K
α µ
và điện
trở trong r = 0,5(
Ω
). Nối cặp nhiệt điện này với điện kế G có điện trở trong R
G
= 20
Ω
. Đặt
một mối hàn của cặp nhiệt điện này trong không khí ở 25
0
C. Nhúng mối hàn thứ hai vào
trong lò điện có nhiệt độ 800
0
C. Tính cường độ dòng điện chạy qua điện kế G ?
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
BÀI TẬP RÈN LUYỆN
Câu 1: Pin nhiệt điện gồm:
A. hai dây kim loại hàn với nhau, có một đầu được nung nóng.
B. hai dây kim loại khác nhau hàn với nhau, có một đầu được nung nóng.
C. hai dây kim loại khác nhau hàn hai đầu với nhau, có một đầu được nung nóng.
D. hai dây kim loại khác nhau hàn hai đầu với nhau, có một đầu mối hàn được nung nóng.
Câu 2: Suất nhiệt điện động phụ thuộc vào:
A. Nhiệt độ mối hàn
B. Độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn
C. Độ chênh lệch nhiệt độ mối hàn và bản chất hai kim loại
D. Nhiệt độ mối hàn và bản chất hai kim loại
Câu 3: Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào:
A. Tăng khi nhiệt độ giảm B. Tăng khi nhiệt độ tăng
C. Không đổi theo nhiệt độ D. Tăng hay giảm phụ thuộc vào bản chất kim loại
Câu 4: Hiện tượng siêu dẫn là:
A. Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ T
C
nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá
trị bằng không
B. Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ T
C
nào đó thì điện trở của kim loại tăng đột ngột đến giá
trị khác không
C. Khi nhiệt độ tăng tới nhiệt độ T
C
nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá trị
bằng không
D. Khi nhiệt độ tăng tới dưới nhiệt độ T
C
nào đó thì điện trở của kim loại giảm đột ngột đến giá
trị bằng không
5 | P a g e
Câu 5: Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ có biểu thức:
A. R = ρ B. R = R
0
(1 + αt) C. Q = I
2
Rt D. ρ = ρ
0
(1+αt)
Câu 6: Người ta cần một điện trở 100Ω bằng một dây nicrom có đường kính 0,4mm. Điện trở
suất nicrom ρ = 110.10
-8
Ωm. Hỏi phải dùng một đoạn dây có chiểu dài bao nhiêu:
A. 8,9m B. 10,05m C. 11,4m D. 12,6m
Câu 7: Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω ở nhiệt độ 50
0
C. Điện trở của sợi dây đó ở 100
0
C là
bao nhiêu biết α = 0,004K
-1
:
A. 66Ω B. 76Ω C. 86Ω D. 96Ω
Câu hỏi 8: Một sợi dây đồng có điện trở 37Ω ở 50
0
C. Điện trở của dây đó ở t
0
C là 43Ω. Biết α =
0,004K
-1
. Nhiệt độ t
0
C có giá trị:
A. 25
0
C B. 75
0
C C. 90
0
C D. 100
0
C
Câu 9: Một dây kim loại dài 1m, đường kính 1mm, có điện trở 0,4Ω. Tính điện trở của một dây
cùng chất đường kính 0,4mm khi dây này có điện trở 125Ω:
A. 4m B. 5m C. 6m D. 7m
Câu 10: Một dây kim loại dài 1m, tiết diện 1,5mm
2
có điện trở 0,3Ω. Tính điện trở của một dây
cùng chất dài 4m, tiết diện 0,5mm
2
:
A. 0,1Ω B. 0,25Ω C. 0,36Ω D. 0,4Ω
Câu 11: Một thỏi đồng khối lượng 176g được kéo thành dây dẫn có tiết diện tròn, điện trở dây
dẫn bằng 32Ω. Tính chiều dài và đường kính tiết diện của dây dẫn. Biết khối lượng riêng của
đồng là 8,8.10
3
kg/m
3
, điện trở suất của đồng là 1,6.10
-8
Ωm:
A.l =100m; d = 0,72mm B. l = 200m; d = 0,36mm
C. l = 200m; d = 0,18mm D. l = 250m; d = 0,72mm
Câu 12: Một bóng đèn ở 27
0
C có điện trở 45Ω, ở 2123
0
C có điện trở 360Ω. Tính hệ số nhiệt
điện trở của dây tóc bóng đèn:
A. 0,0037K
-1
B. 0,00185 K
-1
C. 0,016 K
-1
D. 0,012 K
-1
Câu 13: Hai dây đồng hình trụ cùng khối lượng và ở cùng nhiệt độ. Dây A dài gấp đôi dây B.
Điện trở của chúng liên hệ với nhau như thế nào:
A. R
A
= R
B
/4 B. R
A
= 2R
B
C. R
A
= R
B
/2 D. R
A
= 4R
B
Câu 14: Hai thanh kim loại có điện trở bằng nhau. Thanh A chiều dài l
A
, đường kính d
A
; thanh B
có chiều dài l
B
= 2l
A
và đường kính d
B
= 2d
A
. Điện trở suất của chúng liên hệ với nhau như thế
nào:
A. ρ
A
= ρ
B
/4 B. ρ
A
= 2ρ
B
C. ρ
A
= ρ
B
/2 D. ρ
A
= 4ρ
B
Câu 15: Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của:
A. các ion âm, electron tự do ngược chiều điện trường.
B. các electron tự do ngược chiều điện trường.
C. các ion, electron trong điện trường.
6 | P a g e
D. các electron,lỗ trống theo chiều điện trường.
Câu 16: Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là sự va chạm của:
A. Các electron tự do với chỗ mất trật tự của ion dương nút mạng
B. Các electron tự do với nhau trong quá trình chuyển động nhiệt hỗn loạn
C. Các ion dương nút mạng với nhau trong quá trình chuyển động nhiệt hỗn loạn
D. Các ion dương chuyển động định hướng dưới tác dụng của điện trường với các electron
Câu 17: Khi hai kim loại tiếp xúc với nhau:
A. luôn luôn có sự khuếch tán của các electron tự do và các ion dương qua lại lớp tiếp xúc
B. luôn luôn có sự khuếch tán của các hạt mang điện tự do qua lại lớp tiếp xúc
C. các electron tự do chỉ khuếch tán từ kim loại có mật độ electron tự do lớn sang kim loại có
mật độ electron tự do bé hơn
D. Không có sự khuếch tán của các hạt mang điện qua lại lớp tiếp xúc nếu hai kim loại giống hệt
nhau
Câu 18: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại tuân theo định luật Ôm phụ thuộc vào
điều kiện nào sau đây:
A. Dòng điện qua dây dẫn kim loại có cường độ rất lớn
B. Dây dẫn kim loại có nhiệt độ tăng dần
C. Dây dẫn kim loại có nhiệt độ giảm dần
D. Dây dẫn kim loại có nhiệt độ không đổi
Câu 19: Đơn vị điện dẫn suất σ là:
A. ôm(Ω) B. vôn(V) C. ôm.mét(Ω.m) D. Ω.m
2
Câu 20: Chọn đáp án chưa chính xác nhất ?
A. Kim loại là chất dẫn điện tốt
B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm
C. Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt
D. Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ
Câu 1D 2C 3B 4A 5D 6C 7C 8D 9B 10D
11B 12A 13D 14C 15B 16A 17B 18D 19D 20B
Câu 21: Chọn đáp án đúng ?
A. Điện trở dây dẫn bằng kim loại giảm khi nhiệt độ tăng
B. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển rời của các electron
C. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các ion
D. Kim loại dẫn điện tốt vì mật độ electron trong kim loại lớn
Câu 22: Chọn đáp án sai ?
A. Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt
B. Hạt tải điện trong kim loại là ion
C. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do
D. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm khi giữ ở nhiệt độ không đổi
Câu 23: Một dây vônfram có điện trở 136Ω ở nhiệt độ 100
0
C, biết hệ số nhiệt điện trở α =
4,5.10
-3
K
-1
. Hỏi ở nhiệt độ 20
0
C điện trở của dây này là bao nhiêu:
7 | P a g e
A. 100Ω B. 150Ω C. 175Ω D. 200Ω
Câu 24: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của suất nhiệt điện động vào hiệu nhiệt độ giữa hai
mối hàn của cặp nhiệt điện sắt – constantan như hình vẽ. Hệ số nhiệt điện động của cặp này là:
A. 52µV/K B. 52V/K C. 5,2µV/K D. 5,2V/K
Câu 25: Chọn đáp án sai: ?
A. Suất điện động suất hiện trong cặp nhiệt điện là do chuyển động nhiệt của hạt tải
điện trong mạch có nhiệt độ không đồng nhất sinh ra
B. Cặp nhiệt điện bằng kim loại có hệ số nhiệt điện động lớn hơn của bán dẫn
C. Cặp nhiệt điện bằng kim loại có hệ số nhiệt điện động nhỏ hơn của bán dẫn
D. Hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vào bản chất chất làm cặp nhiệt điện
Câu 26: Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện 65µV/K đặt trong không khí ở 20
0
C,
còn mối kia được nung nóng đến nhiệt độ 232
0
C. Suất nhiệt điện của cặp này là:
A. 13,9mV B. 13,85mV C. 13,87mV D. 13,78mV
Câu 27: Khi nhúng một đầu của cặp nhiệt điện vào nước đá đang tan, đầu kia vào nước đang sôi
thì suất nhiệt điện của cặp là 0,860mV. Hệ số nhiệt điện động của cặp này là:
A. 6,8µV/K B. 8,6 µV/K C. 6,8V/K D. 8,6 V/K
Câu 28: Nối cặp nhiệt điện đồng – constantan với milivôn kế để đo suất nhiệt điện động trong
cặp. Một đầu mối hàn nhúng vào nước đá đang tan, đầu kia giữ ở nhiệt độ t
0
C khi đó milivôn kế
chỉ 4,25mV, biết hệ số nhiệt điện động của cặp này là 42,5µV/K. Nhiệt độ t trên là:
A. 100
0
C B. 1000
0
C C. 10
0
C D. 200
0
C
Câu 29: Dùng một cặp nhiệt điện sắt – Niken có hệ số nhiệt điện động là 32,4µV/K có điện trở
trong r = 1Ω làm nguồn điện nối với điện trở R = 19Ω thành mạch kín. Nhúng một đầu vào nước
đá đang tan, đầu kia vào hơi nước đang sôi. Cường độ dòng điện qua điện trở R là:
A. 0,162A B. 0,324A C. 0,5A D. 0,081A
8 | P a g e
ξ(mV)
T(K
)
O
10 2030 40
50
2
1
3
2,08
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN – ĐỊNH LUẬT PHA-RA-ĐÂY
LÍ THUUYẾT
(1)- DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Các dung dịch muối, axit, bazơ được gọi là các chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng
là chất điện phân.
(2) – BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
+ Theo thuyết điện ly, khi muối, axit, bazơ được hòa tan vào nước, chúng dễ dàng tách
ra thành các ion trái dấu.
+ Khi ta đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực, trong bình điện phân có một điện trường,
thì các ion có thêm chuyển động có hướng theo phương của điện trường ( ngoài chuyển động
nhiệt hỗn loạn ). Chuyển động có hướng đó của các ion tạo nên dòng điện trong bình điện phân.
+ Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo
chiều điện trường và các 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, còn các ion dương đến
Catốt nhận electron từ Catốt. Các ion đó trở thành nguyên tử hay phân tử trung hòa, có thể bám
vào điện cực, hoặc bay lên dưới dạng khí. Chúng cũng có thể tác dụng với điện cực và dung môi,
gây ra các phản ứng hóa học. Các phản ứng hóa học này gọi là phản ứng phụ hay phản ứng thứ
cấp.
(4) HIỆN TƯỢNG CỰC DƯƠNG TAN
a) HIỆN TƯỢNG
Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anốt
làm bằng chính kim loại ấy. Anốt ( dương cực) tan dần đi, còn catốt có một lớp kim loại ấy bám
vào.
b) ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI CHẤT ĐIỆN PHÂN
khi có hiện tượng cực duơng tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm
giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R.
(5) – ĐỊNH LUẬT PHA – RA – ĐÂY VỀ ĐIỆN PHÂN
A – ĐỊNH LUẬT I
Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực tỉ lệ với điện lượng Q chạy qua
bình đó : m = kQ
K ( kg/ C) : gọi là đương lượng điện hóa, phụ thuộc bản chất của các chất được giải
phóng.
B – ĐỊNH LUẬT II
9 | P a g e
Đương lượng điện hóa của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
A
n
của nguyên tố
=
A
k c
n
+ A : nguyên tử khối
+ n : Hóa trị của chất đó
+ Hệ số tỉ lệ c có cùng một giá trị đối với tất cả các chất. Người ta thường ký hiệu
1
=F
c
,
trong đó F cũng là một hằng số chung đối với mọi chất và gọi là số Fa-ra-day. Trị số của số Fa-
ra-day : F = 9,65.10
7
( C/ kmol ).
C – CÔNG THỨC FA-RA-DAY VỀ ĐIỆN PHÂN
1 A
m= q
F n
HAY
1 A
m=
F n
It
+ I (A) : cường độ dòng điện không đổi đi qua bình điện phân
+ t (s) : thời gian dòng điện chạy qua bình
+ A : nguyên tử lượng
+ n : hóa trị
+ q (C) : Điện lượng
+ m (g) : khối lượng của chất điện phân.
BÀI TẬP MẪU
CÂU 1: Để tách đồng ra khỏi một hỗn hợp rắn chứa 12% tạp chất khác người ta dùng
thanh hỗn hợp này làm cực dương của bình điện phân đựng dung dịch CuSO
4
. Hiệu điện
thế giữa hai cực là U = 6(V). Tính điện năng tiêu hao để xử lý 1 (kg) hỗn hợp ?
GIẢI
Khối lượng đồng có trong thanh :
( )
Cu
100-12
m = m=0,88( )
100
kg
Định luật Faraday :
3
1 A 1 64
m= q 880= . 2654.10
F n 96500 2
⇒ ⇒ =q q
(C )
Điện năng tiêu hao để xử lý 1 (kg) hỗn hợp : W = qU = 2654.10
3
.6 = 15923 (kJ) = 4,42 (kWh).
CÂU 2: Điện phân dung dịch H
2
SO
4
với các điện cực Platin, ta thu được khi Hyđrô và Ôxi
ở các điện cực. Tính thể tích khí thu được ở mỗi điện cực (ở điều kiện tiêu chuẩn) nếu dòng
điện qua bình điện phân có cường độ I = 10(A) trong thời gian t = 32 phút 10 giây ?
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
CÂU 3: Một nhà máy dùng phương pháp điện phân để sản xuất Hiđro. Hiệu điện thế ở hai
cực bình điện phân là 2(V) và sản lượng của nhà máy là 56 (m
3
/h ) ở (Điều kiện tiêu chuẩn).
Tính công suất điện cần thiết cho sản xuất ?
10 | P a g e
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
CÂU 4: Một tấm kim loại được đem mạ niken bằng phương pháp điện phân. Tính chiều
dày của lớp Niken trên tấm kim loại sau khi điện phân 30 phút ? Biết diện tích bề mặt kim
loại là 40 (cm
2
), cường độ dòng điện qua bình điện phân là 2(A), niken có khối lượng riêng
D = 8,9.10
3
(kg/m
3
), A = 58, n = 2. Coi như niken bám đều trên mặt tấm kim loại.
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
CÂU 5: Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó E = 9(V), r = 0,5
Ω
, B là bình điện phân
chứa CuSO
4
với hai cực bằng Cu. ( Đ) là đèn ( 6 V – 9 W) ; R
1
= 12
Ω
thì đèn sáng bình
thường. Tính lượng Cu bám vào Catốt bình điện phân trong mỗi phút, công suất mạch
ngoài và công suất nguồn ?
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
CÂU 6: Một bình điện phân đựng dung dịch bạc Nitrat với Anốt làm bằng bạc. Điện trở
của bình điện phân là R = 2
Ω
. Hiệu điện thế đặt ở hai cực là U = 10(V). Cho A = 108, n =
1. Khối lượng bạc bám vào cực âm sau 2 giờ là
A. 8,04.10
- 2
kg. B. 8,04 g C. 40,3 kg D. 40,3 g
GIẢI
+ Dòng điện qua bình :
U
I= =5(A )
R
+ Công thức pha-ra-đây về điện phân :
1 A
m= 40,3( )
F n
=q g
CÂU 7: Đuơng lượng điện hóa của Niken là k = 4 mg / C. Cho một điện lượng q = 20 (mC)
chạy qua bình điện phân có anốt bằng niken thì khối lượng niken bám vào catốt là
A. 0,8 g B. 0,8 mg C. 0,08 mg. D. 8
μg
11 | P a g e
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
CÂU 8: Hai bình điện phân đựng dung dịch FeCl
3
và CuSO
4
mắc nối tiếp. Sau một khoảng
thời gian, bình thứ nhất giải phóng một lượng sắt là 1,4(g). Tính lượng đồng được giải
phóng ở bình thứ hai trong cùng khoảng thời gian đó ? biết nguyên tử lượng của sắt và
đồng lần lượt là 56 và 64.
A. 2,4 g B. 0,42g C. 1,22g D. 0,82g
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
CÂU 9: Một vật kim loại được mạ niken có diện tích 120 (cm
2
). Dòng điện chạy qua bình
điện phân có cường độ 0,3(A) và thời gian mạ là 5 giờ. Niken có khối lượng mol nguyên tử
là 58,7 (g/mol) và hoá trị 2, khối lượng riêng là 8,8.10
3
(kg/ m
3
). Độ dày của lớp niken phủ
trên bề mặt của vật là
A. 0,0156
μm
B. 15,6 mm. C. 7,8mm. D. 7,8
μm
.
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
CÂU 10: Chiều dày của lớp niken phủ lên một tấm kim loại d = 0,05 (mm) sau thời gian
điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30(cm
2
). Xác định cường
độ dòng điện qua bình điện phân ? Cho biết niken có khối lượng riêng D = 8,9.10
3
(kg/ m
3
) ;
A = 58 và n = 2.
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 của niken là 3.10
-4
g/C. Khi cho một điên lượng 10C chạy qua
bình điện phân có anốt làm bằng niken thì khối lượng của niken bám vào catốt là:
A. 3.10
-3
g B. 0,3.10
-3
g C. 3.10
-4
g D. 0,3.10
-4
g
Câu 2: Một tấm kim loại được mạ niken bằng phương pháp điện phân. Biết diện tích bề mặt của
tấm kim loại là 40cm
2
, cường độ dòng điện là 2A, khối lượng riêng của niken là 8900kg/m
3
.
A=58, n=2. hỏi chiều dày của lớp niken sau 30phút điện phân bằng bao nhiêu?
A. 0,03mm. B. 0,06mm C. 0,3mm D. 0,6mm
Câu 3: Điện phân dung dịch H
2
SO
4
với các cực làm bằng platin, ta thu được khí hydro và oxi ở
12 | P a g e
các cực. Tìm thể tích khí hydro thu được ở catốt (ở đktc) nếu dòng điện là 5A, thời gian điện
phân là 32phút 10giây.
A. 1,12l B. 2,24l C. 11,2l D. 22,4l
Câu 4: Khi điện phân dung dịch muối ăn trong nước, người ta thu được khí hydro tại catốt. Khí
thu được có thể tích 1l ở 27
0
C và 1atm. hỏi điện lượng đã dịch chuyển qua bình điện phân bằng
bao nhiêu?
A. 7840C B. 6500C C. 5430C D. 2500C
Câu 5: Điện phân dung dịch AgNO
3
. biết cường độ dòng điện qua bình là 0,2A. Khối lượng Ag
bám vào catôt là 0,216g. Hỏi thời gian điện phân bằng bao nhiêu?
A. 16phút 5giây. B. 30phút 20giây.
C. 40phút 15giây D. 54 phút 10giây
Câu 6: Điện phân dung dịch CuSO
4
trong 16phút 5giây thu được 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 của một kim loại dùng làm anốt. Biết cường độ dòng điện
qua bình là 1A, trong thời gian 16phút 5giây ta thu được 1,08g kim loại đó bám vào catốt. Hỏi
kim loại đó là 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 bằng niken.Đương
lượng điện hóa của niken là k=0,30 g/C.Khi cho dòng điện cường độ I = 5A chạy qua bình này
trong khoảng thời gian t =1 giờ thì khối lượng m của niken bám vào catot bằng bao nhiêu ?
A. 5,40 g B.5,40 mg C.1,50g D.5,40 kg
Câu 9: Chất nào sau đây là chất cách điện.
A. nước cất. B. Dung dịch muối.
C. Dung dịch nước vôi trong. D. Dung dịch xút
Câu 10: Hạt tải điện trong chất điện phân là:
A. i ôn âm và iôn dương. B. Electron tự do.
C. Iôn â m và electron tự do. D. Iôn âm.
Câu 11: Dòng điện trong chất điện phân không được ứng dụng làm gì sau đây:
A. điốt điện tử. B. luyện kim. C. điều chế hoá chất. D. mạ điện.
Câu 12: một bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anốt bằng bạc. điện trở của bình là
10Ω, hiệu điện thế đặt vào hai cực là 50V. xác định lượng bạc bám vào 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 bằng bạc, cường độ dòng điện
chạy qua bình điện phân là 5A. Lượng bạc bám vào cực âm của bình điện phân trong 2 giờ là
bao nhiêu, biết bạc có A = 108, n = 1:
A. 40,29g B. 40,29.10
-3
g C. 42,9g D. 42,910
-3
g
Câu 14: Đơn vị của đương lượng điện hóa và của hằng số Farađây lần lượt là:
A. N/m; F B. N; N/m C. kg/C; C/mol D. kg/C; mol/C
13 | P a g e
Câu 15: Một bình điện phân chứa dung dịch bạc nitrat có đương lượng điện hóa là 1,118.10
-
6
kg/C. Cho dòng điện có điện lượng 480C đi qua thì khối lượng chất được giải phóng ra ở điện
cực là:
A. 0,56364g B. 0,53664g C. 0,429g D. 0,0023.10
-3
g
Câu 16: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa khối lượng chất giải phóng ra ở điện cực của bình
điện phân và điện lượng tải qua bình. Đương lượng điện hóa của chất điện phân trong bình này
là:
A. 11,18.10
-6
kg/C B. 1,118.10
-6
kg/C C. 1,118.10
-6
kg.C D.11,18.10
-6
kg.C
Câu 17: Bình điện phân có anốt làm bằng kim loại của chất điện phân có hóa trị 2. Cho dòng
điện 0,2A chạy qua bình trong 16 phút 5 giây thì có 0,064g chất thoát ra ở điện cực. Kim loại
dùng làm anot của bình điện phân là:
A. niken B. sắt C. đồng D. kẽm
Câu 18: Hai bình điện phân mắc nối tiếp với nhau trong một mạch điện, bình 1 chứa dung dịch
CuSO
4
có các điện cực bằng đồng, bình 2 chứa dung dịch AgNO
3
có các điện cực bằng bạc.
Trong cùng một khoảng thời gian nếu lớp bạc bám vào catot của bình thứ 2 là m
2
= 41,04g thì
khối lượng đồng bám vào catot của bình thứ nhất là bao nhiêu. Biết A
Cu
= 64, n
Cu
= 2, A
Ag
= 108,
n
Ag
= 1:
A. 12,16g B. 6,08g C. 24, 32g D. 18,24g
Câu 19: Muốn mạ đồng một tấm sắt có diện tích tổng cộng 200cm
2
người ta dùng tấm sắt làm
catot của bình điện phân đựng dung dịch CuSO
4
và anot là một thanh đồng nguyên chất, cho
dòng điện 10A chạy qua bình trong 2 giờ 40 phút 50 giây. Tìm chiều dày của lớp đồng bám trên
mặt tấm sắt. Biết A
Cu
= 64, n = 2, D = 8,9g/cm
3
A. 1,6.10
-2
cm B. 1,8.10
-2
cm C. 2.10
-2
cm D. 2,2.10
-2
cm
Câu 20: Một bình điện phân chứa dung dịch muối kim loại có điện cực làm bằng chính kim loại
đó. Cho dòng điện 0,25A chạy qua trong 1 giờ thấy khối lượng catot tăng xấp xỉ 1g. Hỏi các điện
cực làm bằng gì trong các kim loại: sắt A
1
= 56, n
1
= 3; đồng A
2
= 64, n
2
= 2; bạc A
3
= 108, n
3
=
1 và kẽm A
4
= 65,5; n
4
= 2
A. sắt B. đồng C. bạc D. kẽm
Câu 21: Muốn mạ niken cho một khối trụ bằng sắt có đường kính 2,5cm cao 2cm, người ta dùng
trụ này làm catot và nhúng trong dung dịch muối niken của một bình điện phân rồi cho dòng điện
5A chạy qua trong 2 giờ, đồng thời quay khối trụ để niken phủ đều. Tính độ dày lớp niken phủ
trên tấm sắt biết niken có A = 59, n = 2, D = 8,9.10
3
kg/m
3
:
A. 0,787mm B. 0,656mm C. 0,434mm D. 0,212mm
Câu 22 : Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân dung dịch:
A. muối kim loại có anốt làm bằng kim loại
14 | P a g e
200
2
2,236
m(10
-
4
kg)
Q(C)
O
B. axit có anốt làm bằng kim loại đó
C. muối kim loại có anốt làm bằng kim loại đó
D. muối, axit, bazơ có anốt làm bằng kim loại
Câu 23: Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt mang điện tự do trong chất điện phân là do:
A. sự tăng nhiệt độ của chất điện phân
B. sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực
C. sự phân ly của các phân tử chất tan trong dung môi
D. sự trao đổi electron với các điện cực
Câu 24: Do những nguyên nhân gì mà độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng?
A. chuyển động nhiệt của các phân tử tăng làm khả năng phân ly thành ion tăng do va chạm
B. độ nhớt của dung dịch giảm làm các ion chuyển động dễ dàng hơn
C. chuyển động nhiệt của các phân tử ở điện cực tăng lên vì thế tác dụng mạnh lên dung dịch
D. cả A và B
Câu 25: Một bộ nguồn gồm 30 pin mắc hỗn hợp thành 3 nhóm nối tiếp, mỗi nhóm có 10 pin
mắc song song, mỗi pin có suất điện động 0,9V và điện trở trong 0,6Ω. Một bình điện phân dung
dịch đồng có anot bằng đồng có điện trở 205Ω nối với hai cực bộ nguồn trên thành mạch kín.
Tính khối lượng đồng bám vào catot trong thời gian 50 phút, biết A = 64, n = 2:
A. 0,01g B. 0,023g C. 0,013g D. 0,018g
Câu 26 : Một tấm kim loại có diện tích 120cm
2
đem mạ niken được làm catot của bình điện phân
dung dịch muối niken có anot làm bằng niken. Tính bề dày của lớp niken được mạ biết dòng điện
qua bình điện phân có cường độ 0,3A chạy qua trong 5 giờ, niken có A = 58,7; n = 2; D =
8,8.10
3
kg/m
3
:
A. 0,021mm B. 0,0155mm C. 0,012mm D. 0,0321
Câu 27: Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của:
A. các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường
B. các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron tự do ngược chiều điện trường
C. các electron ngược chiều điện trường, lỗ trống theo chiều điện trường
D. các ion và electron trong điện trường
Câu 28 : Mạ kền cho một bề mặt kim loại có diện tích 40cm
2
bằng điện phân. Biết Ni = 58, hóa
trị 2, D = 8,9.10
3
kg/m
3
. Sau 30 phút bề dày của lớp kền là 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 như hình vẽ. R = 12Ω, Đ: 6V – 9W; bình điện phân CuSO
4
có
anot bằng Cu; ξ = 9V, r = 0,5Ω. Đèn sáng bình thường, khối lượng Cu bám vào catot mỗi
phút là bao nhiêu:
A. 25mg B. 36mg C. 40mg D. 45mg
15 | P a g e
ξ, r
R
Đ
B
Câu 30 : Đề bài giống câu hỏi 17. Tính hiệu suất của nguồn:
A. 69% B. 79% C. 89% D. 99%
Câu 31 : Điện phân dung dịch H
2
SO
4
có kết quả sau cùng là H
2
O bị phân tích thành H
2
và O
2
.
Sau 32 phút thể tích khí O
2
thu được là bao nhiêu nếu dòng điện có cường độ 2,5A chạy qua
bình, và quá trình trên làm ở điều kiện tiêu chuẩn:
A. 112cm
3
B. 224 cm
3
C. 280 cm
3
D. 310cm
3
Câu 32 : Đương lượng điện hóa là đại lượng có biểu thức:
A. m/Q B. A/n C. F D. 1/F
16 | P a g e