Hai nhóm học sinh (A, B) tìm hiểu quá trình điện phân với cực dương (Anode) bằng kim loại Cu, dung dịch điện phân sử dụng khác nhau. Sau khi bàn luận hai nhóm đưa ra giả thuyết như sau:
– Giả thuyết của nhóm A “khi điện phân với các dung dịch khác nhau thì cực dương sẽ tan và cho hiện tượng giống nhau”.
– Giả thuyết của nhóm B “khi điện phân với các dung dịch khác nhau thì cực dương sẽ tan và có thể cho hiện tượng khác nhau”.
Để kiểm tra các giả thuyết hai nhóm học sinh tiến hành làm ba thí nghiệm điện phân cực dương anode bằng Cu (nguyên chất), cực âm cathode bằng thép không gỉ (inox) với ba dung dịch khác nhau bằng dòng điện một chiều hợp lí.
Thí nghiệm 1: Sử dụng dung dịch điện phân là H2SO4 loãng.
Thí nghiệm 2: Sử dụng dung dịch điện phân là KOH.
Thí nghiệm 3: Sử dụng dung dịch điện phân là KNO3.
(a) Cả 3 thí nghiệm đều có khí thoát ra ở cực cathode.
(b) Ở thí nghiệm 2 dung dịch sau điện phân xuất hiện vẫn đục màu đen.
(c) Cả 3 thí nghiệm anode đều bị tan (ăn mòn).
(d) Giả thuyết của nhóm B là đúng còn nhóm A là sai.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, tại cathode:
TN1: 2H+ + 2e —> H2
TN2 và 3: 2H2O + 2e —> H2 + 2OH-
(b) Sai, TN2 dung dịch sau điện phân xuất hiện vẫn đục màu xanh:
Anode: Cu —> Cu2+ + 2e
Sau đó: Cu2+ + 2OH- —> Cu(OH)2 (xanh)
(c) Đúng, anode cả 3 TN:
Chung: Cu —> Cu2+ + 2e
Riêng (phản ứng phụ, có thể có):
TN1 và 3: H2O —> O2 + 4H+ + 4e
TN2: 4OH- —> 2H2O + O2 + 4e
(d) Đúng
Lưu ý: thép không gỉ (inox) được sản xuất để không gỉ với các điệu kiện sử dụng thông thường chứ không phải không gỉ khi tiếp xúc với hóa chất hoặc vai trò điện cực. Lời giải trên giả sử nó không gỉ thật sự (đây là điều phi lý, coi như để đối phó với những đề bài “tự mua dây buộc mình” như này).