Đồng với độ tinh khiết cao có khả năng dẫn điện tốt, bền về mặt hóa học nên được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử. Để thu được đồng tinh khiết từ một đồng xu làm bằng hợp kim Cu-Zn chứa 95% đồng về khối lượng (không chứa tạp chất khác), một nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm như sau:
– Cân để xác định khối lượng ban đầu của đồng xu (2,340 gam) và thanh đồng tinh khiết (2,550 gam).
– Nối đồng xu với một điện cực và thanh 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 dư.
– Điện phân với cường độ dòng điện 2A (hiệu suất điện phân là 100%).
– Sau t giây, lấy 2 điện cực, làm khô rồi cân để xác định lại khối lượng của đồng xu và thanh đồng tinh khiết, thấy khối lượng đồng xu là 1,935 gam và khối lượng thanh đồng là m gam.
a) Trong thí nghiệm trên, đồng xu và thanh đồng tinh khiết được nối với điện cực nào của nguồn điện?
b) Viết các quá trình xảy ra tại các điện cực.
c) Tính giá trị của t và m.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đồng xu nối với anode (cực dương), thanh đồng tinh khiết nối với cathode (cực âm) của nguồn điện.
(b) Anode: Cu —> Cu2+ + 2e
Cathode: Cu2+ + 2e —> Cu
(c) m anode giảm = 2,340 – 1,935 = 0,405 gam, gồm mCu = 0,405.95% = 0,38475 gam và mZn = 0,405.5% = 0,02025 gam
ne = 0,38475.2/64 + 0,02025.2/65 = It/F
—> t = 610s
m thanh đồng = 2,550 + 64.ne/2 = 2,9547 gam