Một quả cầu làm bằng sắt (iron) có bán kính 5 cm cần được mạ đồng (copper) để tăng khả năng chống ăn mòn và nâng cao thẩm mỹ. Lớp mạ phải đồng nhất và có độ dày là $2.10^{-4}$ cm. Người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch CuSO_4 dư với cathode là quả cầu sắt và anode là thanh đồng tinh khiết, cường độ dòng điện $I=5$ A, hiệu suất của cả quá trình mạ là 80\%. Biết khối lượng riêng của Cu là $8,96$ g/cm${}^3$; công thức tính thể tích hình cầu $V=4\pi r^3/3$; $\pi =3,14$; hằng số Faraday $F=96500$ C/mol (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, kết quả cuối cùng làm tròn đến hàng phần trăm).
a) Tại anode, xảy ra quá trình: $C{u}^{2+}+2e\to Cu$.
b) Thể tích quả cầu sau khi mạ đồng bằng $524,33$ cm${}^3$.
c) Thời gian cần thiết để mạ xong quả cầu trên là 7,77 phút.
d) Cathode là quả cầu sắt và anode là thanh đồng tinh khiết.

a) Sai. Vì tại anode (đồng tinh khiết) xảy ra quá trình oxi hoá: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$.
b) Sai. Vì sau khi mạ, bán kính quả cầu tăng thêm một lớp đồng, nên thể tích được tính bằng: $$V=\frac{4}{3}\pi (R+d{)}^3=\frac{4}{3}.3,14(5+0,0002{)}^3=523,4c{m}^3$$
c) Sai. Thể tích quả cầu ban đầu: $$V_0=\frac{4}{3}.3,14(5{)}^3=523,33c{m}^3$$ Thể tích lớp Cu mạ: $V_{Cu}$=523,40−523,33=0,06280 cm³; mCu=0,06280×8,96=0,5627 gam; nCu = 0,00879 mol; Điện lượng cần dùng: Q=(0,00879.2.96500)/0,8=2121 C; Thời gian mạ: t=Q/I=2121/5=424,23 s=7,07 phút.
d) Đúng. Vì trong mạ điện, vật cần mạ là cathode (quả cầu sắt), còn kim loại mạ là anode (thanh đồng).
a) Sai. Vì tại anode (đồng tinh khiết) xảy ra quá trình oxi hoá: $Cu\to C{u}^{2+}+2e$.
b) Sai. Vì sau khi mạ, bán kính quả cầu tăng thêm một lớp đồng, nên thể tích được tính bằng: $$V=\frac{4}{3}\pi (R+d{)}^3=\frac{4}{3}.3,14(5+0,0002{)}^3=523,4c{m}^3$$
c) Sai. Thể tích quả cầu ban đầu: $$V_0=\frac{4}{3}.3,14(5{)}^3=523,33c{m}^3$$ Thể tích lớp Cu mạ: $V_{Cu}$=523,40−523,33=0,06280 cm³. mCu=0,06280×8,96=0,5627 gam. nCu = 0,00879 mol. Điện lượng cần dùng: Q=(0,00879.2.96500)/0,8=2121 C. Thời gian mạ: t=Q/I=2121/5=424,23 s=7,07 phút.
d) Đúng. Vì trong mạ điện, vật cần mạ là cathode (quả cầu sắt), còn kim loại mạ là anode (thanh đồng).