Giáo án Vật lý 11 Cơ bản - Bài 14 - Dòng điện trong chất điện phân

Tuần14; Tiết 27. Ngày soạn: Bài 14: dòng điện trong chất điện phân I.Mục tiêu 1/ Kiến thức: - Hiểu được các hiện tượng xảy ra ở điện cực trong bình điện phân - Nắm được nội dung định luật Farađây, viết và vận dụng được biểu thức định luật - Nắm được các ứng dụng của hiện tượng điện phân trong đời sống và kĩ thuật 2/ Kỹ năng: - Giải thích được hiện tượng cực dương tan và cách mạ, đúc điện, tinh chế kim loại - Giải các bài tập về định luật Farađây II.Chuẩn bị: 1/ Giáo viên: - Thí nghiệm về hiện tượng cực dương tan - Xem các ứng dụng của hiện tượng điện phân: mạ điện, đúc điện ... - Các câu hỏi trắc nghiệm củng cố bài 2/ Học sinh: - Đọc trước bài ở nhà - Xem trước một số bài tập trong SGK và SBT - Ôn tập lại kiến thức về dòng điện trong chất điện phân, trong kim loại II. Tổ chức hoạt động dậy và học A.Hoạt động đầu giờ( Time:03 min) 1/ ổn định tổ chức lớp: Lớp Ngày dạy Sĩ số Học sinh nghỉ 11H 2/ Hoạt động vào bài: ở tiết trước ta được biết về dòng điện trong chất điện phân,tuy nhiên chưa hiểu hết về các ứng dụng của nó trong đời sống là dựa vào hiện tượng nào?Và có thể tính được chính xác khối lượng kim loại cần đem đi mạ cho đồ vật hay không? B.Bài mới ( Time :40 min) Time Hoạt động của Giáo viên và học sinh Cách tổ chức H.động 05’ 1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ * (1?)Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân,so sánh độ dẫn điện của chất điện phân với của kim loại, so sánh các hạt tải điện trong chất điện phân và trong kim loại? * Hoạt động cá nhân: - HS Suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV. 20’ 2. Hoạt động 2: Tìm hiểu các hiện tượng diễn ra ở điện cực, hiện tượng dương cực tan: III/Các hiện tượng diễn ra ở điện cực, dương cực tan: 1/ Thí nghiệm: Cho CuSO4 vào bình đựng nước và hoa tan nó,lưu ý ta chỉ nên nhúng một phần điện cực vào dung dịch.Xét hai trường hợp là điện cực trơ và dương cực tan *(1?) ở hiện tượng cực dương tan, hãy mô tả quá trình diễn ra ở hai điện cực khi điện phân dung dịch CuSO4 với cực dương là Cu? Quá trình này có tiêu hao năng lượng không? *(2?) ở hiện tượng điện cực trơ, hãy mô tả quá trình diễn ra ở hai điện cực khi điện phân dung dịch H 2SO4 với điện cực bằng than chì? Quá trình này có tiêu hao năng lượng không? *( 3?) Hiện tượng dương cực tan là gì?Khi nào bình điện phân đóng vai trò là một máy thu có suất phản điện? TL1:ở Catốt: iôn Cu2+ sẽ nhận 2e- từ nguồn điện theo phương trình sau: Cu2++2e-đ Cu ởAnốt: nguyên tử Cu bị mất 2e-về phía cực dương nên trở thành Cu2+ bám trên bề mặt điện cực và tiếp xúc với dung dịch.Khi (SO4)2- chạy về Anốt, nó sẽ kéo Cu2+ tan vào dung dịch.Kết quả là Anốt bị mòn dầnị Hiện tượng này là hiện tượng dương cực tan.Trong phản ứng này bình điện phân đóng vai trò như một điện trở, năng lượng không tiêu hao cho phản ứng chỉ tiêu hao do toả nhiệt. TL2: Hình 14.5(SGK 82) ở Catốt: thừa iôn H+ nên tạo điều kiện huỷ nó bằng cách nhận thêm 4e- để tạo thành 2H2 bay lên 4H++4e-đ 2H2ư Sẽ có H2 bay ra ở Catốt ởAnốt: thiếu iôn H+ nên tạo đièu kiện sinh iôn H+ Nước phân li thành (OH)- và H+.Các ion (OH)- sẽ nhường êlectron cho Anốt theo phản ứng 4(OH)- đ 2H2O + O2ư+ 4e- Kết quả:+ Chỉ có nước bị phân tích thành hiđrô và ôxi.Hiđrô bay ra ở Catốt còn Ôxi bay ra ở Anốt + Năng lượng W dùng để thực hiện phản ứng lấy từ năng lượng của dòng điện,do đó bình điện phân lúc này đóng vai trò cuả một máy thu có suất phản điện EP và W được tính W= EP .I.t EP phụ thuộc vào bản chất của điện cực và chất điện phân EP = 0 khi cực dương tan *Hiện tượng dương cực tan: xảy ra khi điện phân muối của kim loại làm Anốt * Hoạt động cá nhân: - HS nghiên cứu SGK suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV. 10’ 3. Hoạt động 3:Các định luật Fa-ra-đây IV .Các định luật Fa-ra-đây: *(1?) Phát biểu nội dung các định luật Fa-ra-đây?và viết biểu thức ? TL1: Định luật I:Khối lượng chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. ịBT: m = k.q(14.1) k:( đương lượng hoá học); Định luật II:Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó.Hệ số tỉ lệ là1/F, trong đó F gọi là số Fa-ra-đây. ịBT: k=A/(F.n); (14.2) với F=9, 65.104 C/mol hay F=9, 65.107C/kmol Vậy BT định luật Fa-ra-đây: ịBT: m =A.I.t/n.9,65.104 (14.3) Với n là hoá trị của nguyên tố đó m khối lượng chất được giải phóng ra ở điện cực( đơn vị là kg) *Câu hỏi C3:(SGK-83) TL C3: số nguyên tử được chứa trong một mol kim loại làN N=96500/1,6.10-19=6,023.1023nguyên tử /mol * Hoạt động cá nhân: - HS nghiên cứu SGK suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV. - Kết hợp với sự giải thích của Giáo viên 05’ 4. Hoạt động 4:ứng dụng của hiện tượng điện phân: V. ứng dụng của hiện tượng điện phân: (SGK- 83;84) - Một số ứng dụng như: Mạ điện,đúc điện, tinh chế kim loại ....đều ứng dụng từ hiện tượng cực dương tan. * Hoạt động cá nhân: -HS đọc thêm phần ứng dụng ở trong sách C.Củng cố, dặn dò:( Time:02 min) - Nắm được biểu thức định luật Fa-ra-đây tổng quát (14.3) - Làm các bài tập trong SGK và SBT giờ sau là Bài tập