Để tinh chế đồng từ một mẫu đồng không tinh khiết (chứa đồng và phần tạp chất còn lại không tham gia vào quá trình điện phân), một nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm sau:
Nối mẫu đồng không tinh khiết với một điện cực và miếng 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.
Tiến hành điện phân với cường độ dòng điện 24A. Sau t giờ, các điện cực được lấy ra, làm khô và đem cân.
Khối lượng các điện cực trước và sau điện phân được ghi lại trong bảng dưới đây:
Thời điểm Khối lượng mẫu đồng Khối lượng miếng đồng tinh khiết Trước điện phân 1030 155 Sau t giờ 85,6 980
Giả sử hiệu suất quá trình điện phân là 100%. Biết q=ne.F, trong đó: q là điện lượng (C), ne là số mol electron đi qua dây dẫn, I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (giây), F là hằng số Faraday (96500 C/mol)
Để tinh chế đồng từ một mẫu đồng không tinh khiết (chứa đồng và phần tạp chất còn lại không tham gia vào quá trình điện phân), một nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm sau:
Nối mẫu đồng không tinh khiết với một điện cực và miếng 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.
Tiến hành điện phân với cường độ dòng điện 24A. Sau t giờ, các điện cực được lấy ra, làm khô và đem cân.
Khối lượng các điện cực trước và sau điện phân được ghi lại trong bảng dưới đây:
Giả sử hiệu suất quá trình điện phân là 100%. Biết q=ne.F, trong đó: q là điện lượng (C), ne là số mol electron đi qua dây dẫn, I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (giây), F là hằng số Faraday (96500 C/mol)
Nối mẫu đồng không tinh khiết với một điện cực và miếng 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.
Tiến hành điện phân với cường độ dòng điện 24A. Sau t giờ, các điện cực được lấy ra, làm khô và đem cân.
Khối lượng các điện cực trước và sau điện phân được ghi lại trong bảng dưới đây:
| Thời điểm | Khối lượng mẫu đồng | Khối lượng miếng đồng tinh khiết |
| Trước điện phân | 1030 | 155 |
| Sau t giờ | 85,6 | 980 |
Giả sử hiệu suất quá trình điện phân là 100%. Biết q=ne.F, trong đó: q là điện lượng (C), ne là số mol electron đi qua dây dẫn, I là cường độ dòng điện (A), t là thời gian (giây), F là hằng số Faraday (96500 C/mol)
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Trong thí nghiệm, mẫu đồng không tinh khiết được nối với cực âm, miếng đồng tinh khiết được nối với cực dương của nguồn điện.
b)
Ở cực âm xảy ra quá trình khử của Cu.
c)
Theo số liệu thu được, giá trị của t là 33,0. (kết quả làm tròn đến hàng phần mười)
d)
Mẫu đồng thô có độ tinh khiết lớn hơn 90%.
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:S,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Điện phân tinh chế đồng: mẫu đồng không tinh khiết nối cực dương (anode), đồng tinh khiết nối cực âm (cathode).
a) SAI: Mẫu đồng thô phải nối cực dương để Cu bị oxi hóa tan: Cu → Cu²⁺ + 2e; miếng đồng tinh khiết nối cực âm.
b) ĐÚNG: Ở cực âm xảy ra quá trình khử Cu²⁺ + 2e → Cu.
c) SAI: Khối lượng Cu tăng ở cực âm: 980 − 155 = 825 g → nCu = 825/64 = 12,890625 mol → ne = 25,78125 mol.
t = ne·F/I = (25,78125 × 96500)/24 ≈ 103662 s ≈ 28,8 giờ ≠ 33,0.
d) SAI: Anode giảm 1030 − 85,6 = 944,4 g; trong đó Cu tan = lượng Cu kết tủa ở cực âm = 825 g. Phần tạp chất rơi ra (không tham gia điện phân) = 944,4 − 825 = 119,4 g.
Khối lượng Cu trong mẫu thô = 1030 − 119,4 = 910,6 g → độ tinh khiết = 910,6/1030 × 100% ≈ 88,4% < 90%.
a) (AI giải đề cho tôi)
Mẫu đồng không tinh khiết phải nối cực dương (anode) để Cu tan ra; đồng tinh khiết nối cực âm.
b) (AI giải đề cho tôi)
Ở cực âm: Cu²⁺ + 2e → Cu, quá trình khử của Cu²⁺.
c) (AI giải đề cho tôi)
nCu = 825/64 = 12,89 mol; ne = 25,78 mol; t = 25,78×96500/24 ≈ 103662 s ≈ 28,8 giờ, không phải 33,0.
d) (AI giải đề cho tôi)
Tạp chất = 944,4 − 825 = 119,4 g; độ tinh khiết = (1030−119,4)/1030 ≈ 88,4% < 90%.
Điện phân tinh chế đồng: mẫu đồng không tinh khiết nối cực dương (anode), đồng tinh khiết nối cực âm (cathode).
a) SAI: Mẫu đồng thô phải nối cực dương để Cu bị oxi hóa tan: Cu → Cu²⁺ + 2e; miếng đồng tinh khiết nối cực âm.
b) ĐÚNG: Ở cực âm xảy ra quá trình khử Cu²⁺ + 2e → Cu.
c) SAI: Khối lượng Cu tăng ở cực âm: 980 − 155 = 825 g → nCu = 825/64 = 12,890625 mol → ne = 25,78125 mol.
t = ne·F/I = (25,78125 × 96500)/24 ≈ 103662 s ≈ 28,8 giờ ≠ 33,0.
d) SAI: Anode giảm 1030 − 85,6 = 944,4 g; trong đó Cu tan = lượng Cu kết tủa ở cực âm = 825 g. Phần tạp chất rơi ra (không tham gia điện phân) = 944,4 − 825 = 119,4 g.
Khối lượng Cu trong mẫu thô = 1030 − 119,4 = 910,6 g → độ tinh khiết = 910,6/1030 × 100% ≈ 88,4% < 90%.
a) (AI giải đề cho tôi)
Mẫu đồng không tinh khiết phải nối cực dương (anode) để Cu tan ra; đồng tinh khiết nối cực âm.
b) (AI giải đề cho tôi)
Ở cực âm: Cu²⁺ + 2e → Cu, quá trình khử của Cu²⁺.
c) (AI giải đề cho tôi)
nCu = 825/64 = 12,89 mol; ne = 25,78 mol; t = 25,78×96500/24 ≈ 103662 s ≈ 28,8 giờ, không phải 33,0.
d) (AI giải đề cho tôi)
Tạp chất = 944,4 − 825 = 119,4 g; độ tinh khiết = (1030−119,4)/1030 ≈ 88,4% < 90%.