Giáo án Vật lý phân ban 11 - Bài 37 - Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa–ra–đây

Tiết : ________ Bài 37 - 38 : DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN ĐỊNH LUẬT FA–RA–ĐÂY I. MỤC TIÊU : Hiểu được hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất điện phân: phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân ; hiện tượng cực dương tan. Hiểu và vận dụng định luật Fa – ra – day. Hiểu nguyên tắc mạ địên đúc điện, tinh chế và điều chế kim loại. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và phương pháp đàm thoại. III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC . IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt đông của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) Hạt tải điện trong kim loại là hạt nào? Bản chất của dòng điện trong kim loại? Giải thích nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại và hiện tượng toả nhiệt của dây dẫn kim loại? Nghiên cứu bài mới I. Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân Thí nghiệm : SGK. Kết quả thí nghiệm : SGK. Kết luận: Các dung dịch muối, axit, bazơ được gọi là các chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng là chất điện phân. II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân. Khi muối, axit, bazơ được hòa tan vào nước, chúng dễ dàng tách ra thành các ion trái dấu. Quá trình này gọi là sự phân li. VD : NaCl -> Na+ + Cl - . Trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn, môt số ion dương có thể kết hợp với ion âm khi va chạm, để trở thành phân tử trung hòa. Quá trình này gọi là sự tái hợp. Số cặp ion được tạo thành mỗi giây tăng khi nhiệt độ tăng. Khi Engoài = 0: Các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn => không có dòng điện trong chất điện phân. Khi Engoài 0: Các ion chuyển động có hướng theo phương của điện trường => có dòng điện trong chất điện phân. * Kết luận: 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. III. Phản ứng phụ trong chất điện phân. Các ion di chuyển đến các điện cực. Chúng nhường bớt hoặc nhận thêm các e trở thành nguyên tử hay phân tử trung hoà có thể bám vào điện cực, hoặc bay lên dưới dạng khí. Chúng cũng có thể tác dụng với các điện cực gây ra các phản ứng hoá học => gọi là các phản ứng phụ. IV. Hiện tượng cực dương tan. 1. Thí nghiệm. Điện phân dung dịch CuSO4 với cực dương bằng Cu. Sau một thời gian điện phân, ta thấy có một lớp Cu bám vào catốt. 2. Giải thích. Ion Cu2+ dịch chuyển đến catôt, nhận thêm hai e trở thành nguyên tử Cu bám vào catôt. Ion SO2- thì dịch chuyển về anôt, tác dụng với một nguyên tử Cu ở cực đồng, tạo thành một phân tử CuSO4 tan vào dung dịch và nhường hai êlectron cho anôt. Kết quả là cực dương làm bằng đồng bị hao dần đi, còn ở catôt lại có đồng bám vào. 3. Kết luận. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân một muối kim loại mà anôt làm bằng chính kim loại ấy. 4. Định luật Om đối với chất điện phân. Khi có hiện tượng cực dương tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Khi không có hiện tượng cực dương tan, bình điện phân là một máy thu => dòng điện qua bình điện phân tuân theo định luật Oâm đối với máy thu.. V. Định luật Faradây về điện phân. 1. Định luật Faradây. Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực tỉ lệ với đương lượng hóa học của chất đó với điện lượng q đi qua dung dịch điện phân (37.1) A: là nguyên tử khối. n : là hóa trị (số êlectron trao đổi) của chất đó. k: là hệ số tỉ lệ và , trong đó F cũng là hằng số Pha-ra-đây. Từ thực nghiệm ta có: F = 9,65.107 C/kmol. Ta có: (37.2) 2. Bài tập vận dụng: SGK. VI. Ứng dụng hiện tượng điện phân. Luyện kim. Mạ điện. Đúc điện. I. Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân GV: Trình bày thí nghiệm như SGK. Yêu cầu HS tự rút ra nhận xét. GV: Yêu cầu HS trình bày các kiến thức hoá học liên quan đến hiện tượng điện phân: sự phân li và tái hợp. GV: Trong dung dịch điện phân tồn tại hạt mang điện loại nào? GV: Trong hai trường hợp không có Engoài và có Engoài GV yêu cầu HS mô tả chuyển động của các hạt mang điện trong chất điện phân. GV: Đưa ra kết luận. GV: Trình bày với học sinh về các phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. GV: Trình bày về hiện tượng dương cực tan. Yêu cầu HS tham khoả SGK và trả lời câu hỏi. Tổng hợp các ý kiến của HS => giải thích hiện tượng. Kết luận: SGK. GV: Trình bày điện luật Faraday: phát biểu và biểu thức tính toán. Thông báo SGK. Cá nhân suy nghĩ. Ghi nhớ. Suy nghĩ và thảo luận nhóm. Cá nhân xây dựng bài học. Thảo luận nhóm và trả lời. Ghi nhớ. Theo dõi SGK và trả lời câu hỏi. Tham gia đóng góp xây dựng bài. Ghi nhớ. Ghi nhớ. Xem SGK. Trả lời câu hỏi H.1 Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi và làm một số bài tập trong SGK.