Một nhóm học sinh tìm hiểu quá trình thu hồi kim loại bạc (silver) bằng phương pháp điện phân từ một món đồ trang sức bạc hợp kim (bạc 925 là hợp kim Ag-Cu chứa 92,5% Ag). [đã giải]

Một nhóm học sinh tìm hiểu quá trình thu hồi kim loại bạc (silver) bằng phương pháp điện phân từ một món đồ trang sức bạc hợp kim (bạc 925 là hợp kim Ag-Cu chứa 92,5% Ag). Giả thuyết được nhóm đưa ra là: “Khi điện phân, bạc nguyên chất sẽ bám lên điện cực còn tạp chất không bị điện phân sẽ tan vào dung dịch hoặc kết tủa riêng biệt.” Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm sau:
– Cân để xác định khối lượng ban đầu của món đồ bạc (2,50 gam) và một lá bạc tinh khiết có khối lượng 3,00 gam.
– Nối món đồ bạc với một điện cực và lá bạc tinh khiết với điện cực còn lại của nguồn điện một chiều, nhúng cả hai vào dung dịch silver nitrate (AgNO3).
– Tiến hành điện phân ở hiệu điện thế phù hợp và dòng điện không đổi.
– Sau một thời gian điện phân, rửa, làm khô và cân lại, thấy khối lượng món đồ bạc giảm còn 2,20 gam, khối lượng lá bạc tinh khiết tăng thành m gam.
Biết rằng:
– Silver nitrate phân ly hoàn toàn trong dung dịch: AgNO3 → Ag+ + NO3-
– Tại cực dương: Ag → Ag+ + e
Ag ưu tiên bị oxi hóa trong dung dịch AgNO3 không phải vì nó dễ nhường electron hơn Cu, mà vì môi trường dung dịch AgNO3 chỉ cho phép quá trình oxi hóa Ag diễn ra ổn định, và hệ cần duy trì ion Ag+ trong dung dịch. (Theo “Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications” của Bard & Faulkner- Chương 7 – Điện phân dung dịch kim loại đơn ion, sự ưu tiên giải phóng kim loại tại các điện cực.)
a) Giá trị của m có thể dùng để xác định khối lượng bạc đã điện phân ra khỏi món đồ bạc.
b) Kết quả thí nghiệm cho thấy khối lượng món đồ bạc giảm, lá bạc tinh khiết tăng khối lượng, phù hợp với giả thuyết về việc Ag bị oxi hóa và bám lên điện cực.
c) Trong thí nghiệm trên, món đồ bạc được nối với cực dương của nguồn điện.
d) Tại lá bạc tinh khiết (cực âm) xảy ra quá trình khử ion bạc thành bạc kim loại.