Để tinh chế đồng từ một mẫu đồng không tinh khiết (chứa đồng và phần tạp chất còn lại không tham gia vào quá trình điện phân), một nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm sau:
– Nối mẫu đồng không tinh khiết với một điện cực và miếng đồng tinh khiết với điện cực còn lại của nguồn điện một chiều, rồi nhúng vào bình điện phân chứa dung dịch copper(II) sulfate.
– Tiến hành điện phân với cường độ dòng điện 24A. Sau t giờ, các điện cực được lấy ra, làm khô và đem cân.
– Khối lượng các điện cực trước và sau điện phân được ghi lại trong bảng dưới đây:
Thời điểm…… m mẫu đồng…… m đồng tinh khiết
Trước điện phân…. 1030……… 155
Sau t giờ………….. 85,6………. 980
Giả sử hiệu suất quá trình điện phân là 100%. Biết q = ne.F = I.t, trong đó: q là điện lượng (C), ne là số mol electron đi qua dây dẫn, I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (giây), F là hằng số Faraday (96500 C/mol).
a. Trong thí nghiệm, mẫu đồng không tinh khiết được nối với cực âm, miếng đồng tinh khiết được nối với cực dương của nguồn điện.
b. Ở cực âm xảy ra quá trình khử Cu2+.
c. Theo số liệu thu được, giá trị của t là 33,0. (kết quả được làm tròn đến hàng phần mười)
d. Mẫu đồng thô có độ tinh khiết lớn hơn 90%.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, mẫu đồng không tinh khiết được nối với cực dương, miếng đồng tinh khiết được nối với cực âm của nguồn điện.
(b) Đúng, tại cực âm: Cu2+ + 2e —> Cu
(c) Sai
mCu mới tạo ra ở cực âm = 980 – 155 = 825 = 64It/2F
—> t = 103662s = 28,8h
(d) Sai
m cực dương giảm = 1030 – 85,6 = 944,4
—> Độ tinh khiết = 825/944,4 = 87,36%