Một nhóm học sinh nghiên cứu về tinh chế kim loại đồng (copper) bằng phương pháp điện phân từ một thanh đồng không tinh khiết (chứa tạp chất không tham gia vào quá trình điện phân). Nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm theo các bước sau:
– Bước 1: Cân để xác định khối lượng ban đầu của thanh đồng nguyên chất (3,21 gam) và thanh đồng không tinh khiết (3,30 gam).
– Bước 2: Nối thanh đồng nguyên chất với một điện cực và thanh đồng không tinh khiết với điện cực còn lại của nguồn điện một chiều, rồi nhúng vào bình điện phân chứa dung dịch copper (II) sulfate đã acid hóa bằng dung dịch sulfuric acid.
– Bước 3: Điện phân ở hiệu điện thế phù hợp. Sau thời gian điện phân t giây, các điện cực được lấy ra, làm khô cẩn thận, rồi cân để xác định lại khối lượng của thanh đồng nguyên chất và thanh đồng không tinh khiết, thấy khối lượng thanh đồng nguyên chất là 3,51 gam và khối lượng thanh đồng không tinh khiết là 2,98 gam.
a) Ở cực dương xảy ra quá trình: Cu2+ + 2e → Cu.
b) Màu của dung dịch copper (II) sulfate không thay đổi.
c) Trong thí nghiệm trên, thanh đồng nguyên chất được nối với điện cực âm, thanh không đồng tinh khiết được nối với điện cực dương của nguồn điện.
d) Sau thời gian điện phân t giây, khối lượng đồng trong thanh đồng không tinh khiết tan ra là 0,32 gam.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, ở cực dương (anode) xảy ra quá trình:
Cu —> Cu2+ + 2e
(b) Đúng, tại cathode xảy ra quá trình Cu2+ + 2e —> Cu nên nồng độ Cu2+ không đổi và màu xanh của dung dịch cũng không thay đổi.
(c) Đúng, thanh đồng không tinh khiết nối với cực dương, thanh đồng tinh khiết nối với cực âm.
(d) Sai, khối lượng đồng trong thanh đồng không tinh khiết tan ra là 3,51 – 3,21 = 0,3 gam.
Phần khối lượng giảm 3,30 – 2,98 = 0,32 gam gồm Cu tan và chất bẩn lắng xuống.