Một nhóm học sinh muốn sử dụng phương pháp điện phân để mạ đồng (copper) cho chiếc chìa khóa làm bằng thép (hợp kim Fe – C). Nhóm học sinh đã lấy một đồng xu bằng hợp kim Cu – Zn chứa khoảng 95% đồng về khối lượng; chuẩn bị dung dịch điện phân là 300mL dung dịch copper (II) sulfate 0,5M. Nhóm học sinh đưa ra dự đoán: “Khi tăng cường độ dòng điện, lượng đồng bám lên chìa khóa thép trong cùng một khoảng thời gian sẽ tăng”. Nhóm học sinh tiến hành thực nghiệm lần lượt như sau:
-Cân để xác định khối lượng ban đầu của chìa khóa (35,2 gam) và đồng xu (10,3 gam).
– Nối chìa khóa với điện cực âm và đồng xu với điện cực dương của nguồn điện một chiều, rồi nhúng -trong dung dịch điện phân.
– Điện phân ở hiệu điện thế phù hợp; cường độ dòng điện ban đầu là 2A.
– Sau mỗi khoảng thời gian x phút điện phân: làm khô, rồi cân để xác định lại khối lượng của chìa khóa; điều chỉnh cường độ dòng điện tăng thêm 0,5A rồi tiếp tục điện phân. Kết quả thực nghiệm của nhóm học sinh ghi lại trong bảng sau:
Thời điểm Ban đầu x phút điện phân 2x phút điện phân 3x phút điện phân
Khối lượng chìa khoá 35,2 gam 35,6 gam 36,1 gam m gam
Giả sử toàn bộ đồng sinh ra bám hết lên chìa khoá. Số mol electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận tính bằng công thức n It/F I là cường độ dòng điện (ampe), t là thời gian (giây), F = F 96500 C/mol.
a) Trên bề mặt của chìa khoá, xảy ra quá trình khử ion Cu2+ thành Cu.
b) Dự đoán của nhóm học sinh đưa ra không chính xác.
c) Tại mỗi thời điểm trong quá trình điện phân, khối lượng chìa khoá tăng lên bằng khối lượng đồng xu giảm đi.
d) Giá trị của m là 36,7 (kết quả làm tròn đến hàng phần mười).