Điện phân có nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống thực tiễn như luyện kim, tinh chế kim loại, mạ điện,…
a) Sau quá trình điều chế copper bằng phương pháp điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực than chì thì pH của dung dịch sẽ giảm.
b) Trong quá trình điện phân dung dịch, khối lượng dung dịch thu được sau điện phân luôn giảm.
c) Người ta cần mạ đồng lên 100 chiếc chìa khóa giống nhau (mỗi chiếc có tổng diện tích cần mạ là 30 cm2 và độ dày trung bình lớp mạ là 0,006 cm) bằng cách điện phân dung dịch CuSO4 với anode làm bằng thanh đồng nguyên chất, cathode là các chìa khóa cần mạ. Nếu quá trình điện phân được cung cấp nguồn điện một chiều có hiệu điện thế không đổi 110 V thì điện năng mà bình điện phân tiêu thụ là 14,861 kWh.
Biết: khối lượng riêng của Cu là 8,96 g/cm³, hiệu suất điện phân là 100%, 1 kWh = 3,6.10^6 J.
Điện lượng : q = It = ne.F.
Điện năng tiêu thụ: A = UIt (J).
Trong đó: q là điện lượng (C), I là cường độ dòng điện (A); ne là số mol electron trao đổi (mol), t là thời gian điện phân (s); F = 96500 C/mol; A là điện năng tiêu thụ (J hay Ws), U là hiệu điện thế (V).
d) Do tính oxi hoá của H2O yếu hơn ion Na+ nên khi điện phân dung dịch NaCl (điện cực trơ) ở cathode (cực âm) xảy ra quá trình khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, pH dung dịch giảm do sinh ra acid mạnh:
CuSO4 + H2O —> Cu + ½O2 + H2SO4
(b) Sai, khối lượng dung dịch điện phân có thể tăng, giảm hoặc không đổi, tùy chất điện phân và điện cực.
(c) Đúng
mCu = 100.30.0,006.8,96 = 161,28 gam
ne = 2nCu = 5,04 mol
—> A = U.ne.F = 110.5,04.96500 = 53499600 J = 14,861 kWh
(d) Sai, H2O có tính oxi hóa mạnh hơn nhiều so với Na+ nên H2O sẽ bị khử trước tại cathode.