Giáo án Dòng điện trong chất điện phân

I. Mục tiêu dạy học 1. Kiến thức Phát biểu được nội dung của thuyết điện li. Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân. Mô tả được các hiện tượng xảy ra ở các điện cực và hiện tượng dương cực tan. Phát biểu được các định luật Farađây về hiện tượng điện phân và viết được hệ thức của các định luật này, giải thích các đại lượng. Nêu được một số ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân. 2. Kỹ năng Vận dụng kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân. Giải được các bài tập có vận dụng định luật Fara đây. 3. Thái độ Có hứng thú, say mê, tích cực trong học tập. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Thí nghiệm mô phỏng Sách giáo khoa. Một số hình ảnh về ứng dụng của hiện tượng điện phân. 2. Học sinh Ôn lại kiến thức cũ môn Hóa về thuyết điện li. Ôn lại kiến thức cũ về dòng điện trong kim loại. III. Tiến trình dạy học Hoạt động 1: (.....phút) Ổn định lớp học, kiểm tra sĩ số, kiểm tra bài cũ. Câu hỏi: Câu 1: Nêu bản chất của dòng điện trong kim loại. Câu 2:Hạt tải điện trong kim loại là gì? Tại sao kim loại là chất dẫn điện tốt? Đáp án: Câu1: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. Câu 2: Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Kim loại dẫn điện tốt vì có mật độ electron tự do trong kim loại rất cao. Hoạt động 2: (….phút) Đặt vấn đề Những năm gần đây nhôm ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp như công nghiệp điện điện tử, công nghiệp hàng không, công nghiệp xây dựng, chế tạo đồ gia dụng… Vậy quy trình luyện nhôm dựa trên hiện tượng nào và được sản xuất nhưng thế nào?

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY

Họ và tên sinh viên: Lê Thị Thu Thảo

Lớp : Sư phạm Lý K35

Ngày soạn : 06/10/2015

Bài 44: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT

ĐIỆN PHÂN

I Mục tiêu dạy học

1 Kiến thức

-Phát biểu được nội dung của thuyết điện li

-Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân

-Mô tả được các hiện tượng xảy ra ở các điện cực và hiện tượng dương cực tan

-Phát biểu được các định luật Fa-ra-đây về hiện tượng điện phân và viết được hệ thức của các định luật này, giải thích các đại lượng

-Nêu được một số ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân

2 Kỹ năng

-Vận dụng kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân

-Giải được các bài tập có vận dụng định luật Fa-ra- đây

3 Thái độ

-Có hứng thú, say mê, tích cực trong học tập

II Chuẩn bị

1 Giáo viên

-Thí nghiệm mô phỏng Sách giáo khoa

-Một số hình ảnh về ứng dụng của hiện tượng điện phân

2 Học sinh

-Ôn lại kiến thức cũ môn Hóa về thuyết điện li

-Ôn lại kiến thức cũ về dòng điện trong kim loại

III Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: ( phút) Ổn định lớp học, kiểm tra sĩ số, kiểm tra bài cũ.

Câu hỏi:

Câu 1: Nêu bản chất của dòng điện trong kim loại.

Câu 2:Hạt tải điện trong kim loại là gì? Tại sao kim loại là chất dẫn điện tốt? Đáp án:

Câu1: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron

tự do dưới tác dụng của điện trường

Câu 2: Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do Kim loại dẫn điện tốt vì có

mật độ electron tự do trong kim loại rất cao

Hoạt động 2: (….phút) Đặt vấn đề

Những năm gần đây nhôm ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp như công nghiệp điện - điện tử, công nghiệp hàng không, công nghiệp xây dựng, chế tạo đồ gia dụng… Vậy quy trình luyện nhôm dựa trên hiện tượng nào và được sản xuất nhưng thế nào?

Hoạt động 3: (….phút) Tìm hiểu thuyết điện li

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

-Cho học sinh xem hình ảnh và yêu cầu

học sinh suy nghĩ vấn đề đặt ra là gì?

-Yêu cầu học sinh nhắc lại thuyết điện li

học sinh đã được học ở môn Hóa học

-Giáo viên chuẩn kiến thức

Thuyết điện li: Trong dung dịch các hợp

chất hóa học như axit, bazơ, muối bị phân

li (một phần hoặc toàn bộ) thành các

nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích

điện gọi là ion có thể chuyển động tự do

trong dung dịch và trở thành hạt tải điện

-Suy nghĩ, nêu ý kiến

-Trả lời

-Ghi nhận

Hoạt động 4: (….phút) Tìm hiểu bản chất của dòng điện trong chất điện phân.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

-Cho học sinh quan sát mô hình thí

nghiệm sau:

-Cho nước tinh khiết vào một cái cốc có

2 điện cực bằng kim loại rồi nối với

một bộ pin

-Gọi học sinh nhận xét dòng điện chạy

qua mạch như thế nào?

-Dựa vào thuyết điện li dự đoán xem

hiện tượng gì xảy ra khi đổ vào trong

nước một lượng nhỏ muối ăn hoặc

chanh Giải thích?

-Quan sát

-Trả lời: Dòng điện chạy qua rất nhỏ Nước cất không dẫn điện vì nước cất

có rất ít hạt tải điện

-Đưa ra dự đoán: Dòng điện tăng mạnh Dung dịch NaCl dẫn điện vì NaCl bị phân li: NaCl Na Cl

kiểm tra Kết quả đúng như dự đoán.

-Thông báo: Những chất bị điện li trong

dung dịch gọi là chất điện phân

-Những chất điện li thường gặp: muối,

axit, bazơ Trong các phần tử axit,

bazơ, muối tồn tại các ion dương và ion

âm chúng liên kết với nhau bằng lực

hút Culông Khi tan vào nước hoặc

dung môi khác lực hút Culông yếu đi,

liên kết trở nên lỏng lẻo và trở thành

ion tự do

-Cho học sinh quan sát thí nghiệm mô

phỏng sau:

Lấy một bình đựng chất điện phân

CuSO4 và cắm vào đó 2 điện cực dẫn

điện (kim loại đồng)

-Khi chưa có điện trường ngoài Trong

dung dịch có các ion tự do không?

Trong mạch có điện không?

-Nối 2 điện cực với một nguồn điện (pin

hoặc acquy) qua một điện trở bảo vệ và

một ampe kế Trong mạch có dòng điện

không?

Vậy vì sao trong mạch có dòng điện

chạy qua?

-Thông báo: Điện cực nối với cực

dương của nguồn là anot, điện cực nối

với cực âm là catot

-Khi có điện trường: Ion dương chạy về

phía catot nên gọi là catôt, ion âm chạy

về phía anôt gọi là anion

-Yêu cầu học sinh rút ra kết luận về

bản chất của dòng điện trong chất

điện phân

tăng lên

- Ghi nhận

- Ghi nhận

- Ghi nhận

- Quan sát

- Trả lời:

Trong dung dịch có các ion tự do:

CuSO →Cu + +SO −

Trong mạch không có dòng điện

-Trả lời: Trong mạch có dòng điện

-Ghi nhận

-Yêu cầu học sinh so sánh độ dẫn điện

của kim loại và chất điện phân bằng

cách điền vào bảng

-Từ bảng yêu cầu học sinh so sánh sự

dẫn điện của chất điện phân và kim loại

Nhấn mạnh: Dòng điện trong chất điện

phân không chỉ tải điện mà tải cả vật

chất đi theo Tới điện cực chỉ có

electron đi tiếp, còn lượng chất động

lại ở chất điện cực gây ra hiện tượng

điện phân

- Rút ra kết luận: Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo 2 chiều ngược nhau

- Trả lời:

So sánh độ dẫn điện Kim loại

Mật độ hạt tải điện

Kích thước và khối lượng hạt

tải điện

Sự mất trật tự

-Học sinh so sánh: chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại

-Ghi nhận

Hoạt động 5: (….phút) Tìm hiểu các hiện tượng diễn ra ở điện cực Hiện tượng

cực dương tan.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

-Xét chi tiết những gì xảy ra ở điện cực

của bình điện phân ở thí nghiệm trên

Ở catot: Cu2+ chạy về catot và nhận

electron từ nguồn điện đi tới

2 2

Cu ++ e→Cu

Đồng hình thành sẽ bám vào catot

Ở anot:

2 2

Cu→Cu ++ e−

Ion Cu2+ bị ion 2

4

SO −

kéo vào dung dịch làm cho anot

tan ra

Đó là hiện tượng cực dương tan

-Yêu cầu học sinh nêu khái niệm thế

nào là hiện tượng cực dương tan

- Nhấn mạnh: Khi có hiện tượng dương

cực tan bình điện phân không khác gì

một điện trở nên tuân theo định luật

Ohm

- Cho học sinh quán sát thí nghiệm mô

phỏng trong trường hợp bình điện phân

là dung dịch H2SO4 và các điện cực làm

bằng graphit

- Phân tử H2SO4 bị phân li thành những

ion nào? Graphit (cacbon) có tạo thành

ion tan vào dung dịch điện phân không?

- Hiện tượng xảy ra ở 2 điện cực:

Quanh catot, các ion H+ nhận electron

tạo thành khí H2 bay ra ở catot

4H+ + 4e− → 2H ↑

Quanh anot , nước bị phân li thành H+ và

OH−

, các ion OH

−

nhường electron cho anot theo một phản ứng:

4(OH)−→ 2H O O+ ↑ + 4e−

Kết quả là chỉ có nước phân tách thành

H2 và O2 Hidrô bay ra ở catot còn oxi

bay ra ở anot

- Thông báo: Suất phản điện được tính

- Ghi nhận

- Trả lời: là hiện tượng dương cực bị mòn dần xảy ra khi điện phân muối của kim loại dùng làm điện cực

-Ghi nhận

-Quan sát

-Trả lời: H2SO4 bị phân li thành H+ và

SO42 - Graphit không tạo thành ion tan vào dung dịch khi điện phân

-Ghi nhận

-Ghi nhận

theo công thức

.

p

W = ε I t

Hoạt động 6: (….phút) Tìm hiểu các định luật Farađây.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

-Giới thiệu vài nét về Farađây

-Thông báo:

Định luật Fa-ra-đây thứ nhất

m k q= Định luật Fa-rađây thứ hai

1 A

k

F n

= ×

Kết hợp 2 định luật Fa-ra-đây , ta được

công thức Fa-ra-đây:

1 A .

m I t

F n

=

Trong đó: m: lượng vật chất giải phóng

ở điện cực, tính bằng gam

F: 96500 (C/mol)

A: số khối (g/mol)

I: cường độ dòng điện (A)

t: thời gian (s)

n: số mol

- Ghi nhận

- Ghi nhận

Hoạt động 7: (….phút) Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng điện phân.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

-Hiện tượng điện phân có nhiều ứng

dụng trong thực tế sản xuất và đời

sống như luyện nhôm, đồng, điều chế

clo, mạ điện

-Giáo viên giới thiệu luyện nhôm

-Giáo viên giới thiệu quá trình mạ điện

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C4

-Ghi nhận

-Ghi nhận

-Ghi nhận

-Trả lời

IV Rút kinh nghiệm

………

………

………

………

………

………

V Nội dung ghi bảng

Bài 14: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

I Thuyết điện li

- Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặn nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion, ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện

II Bản chất dòng điện trong chất điện phân

- Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo 2 chiều ngược nhau

- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại

- Dòng điện không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo Tới điện cực chỉ có electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất động lại ở điện cực gây ra hiện tượng điện phân

III Các hiện tượng diễn ra ở điện cực, hiện tượng cực dương tan

1 Hiện tượng cực dương tan

- Là hiên tượng dương cực bị mòn dần khi có dòng điện chạy qua chất điện phân, xảy ra khi điện phân dung dịch muối của kim loại dùng làm điện cực

- Khi có hiện tượng dương cực tan, bình điện phân giống như một điện trở

⇒

Dòng điện chạy qua bình điện phân tuân theo định luật Ohm:

U I R

=

Trong đó: R là điện trở của bình điện phân.

2 Bình điện phân với điện cực trơ

IV Các định luật Fa-ra-đây

- Định luật Fa-ra-đây thứ nhất:

m k q=

(1)

k là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực

- Định luật Fa-ra-đây thứ hai:

1 A

k

F n

= ×

(2)

A

n

là đương lượng điện hóa của nguyên tố đó

A, n: là số khối, số hóa trị của nguyên tố đó

F = 96500 (C/mol) số Farađây

Từ (1) và (2) ta có

1 A .

F n

=

m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực

V Ứng dụng

1 Mạ điện

2 Luyện nhôm