Điện phân – Bài tập Hoá học lớp 12 có lời giải

Câu 1.

Một nhóm học sinh tìm hiểu quá trình thu hồi kim loại đồng (copper) bằng phương pháp điện phân từ một đồng xu làm bằng hợp kim Cu – Zn chứa khoảng 95% đồng về khối lượng. Giả thuyết của nhóm học sinh là “khi điện phân, chỉ có tạp chất trong đồng xu tan hết vào trong dung dịch, còn lại sẽ là đồng tinh khiết”. Để kiểm tra giả thuyết này, nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm như sau:

- Cân để xác định khối lượng ban đầu của đồng xu (2,23 gam) và thanh đồng tinh khiết (2,55 gam).

- Nối đồng xu với một điện cực và thanh 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.

- Điện phân ở hiệu điện thế phù hợp.

- Sau một thời gian điện phân, làm khô, rồi cân để xác định lại khối lượng của đồng xu và thanh đồng tinh khiết, thấy khối lượng đồng xu là 1,94 gam và khối lượng thanh đồng là $m_1$ gam.

a)
Trong thí nghiệm trên, đồng xu được nối với cực dương, thanh đồng tinh khiết được nối với cực âm của nguồn điện.
Đúng
b)
Giá trị của $m_1$ lớn hơn 2,55.
Đúng
c)
Ở cực dương xảy ra quá trình khử.
Sai
d)
Do khối lượng của đồng xu giảm, nên giả thuyết ban đầu của nhóm học sinh là đúng.
Sai

Lời giải

a) Đúng: để tinh chế đồng, đồng xu (đồng thô) làm anode nối cực dương và tan ra; thanh đồng tinh khiết làm cathode nối cực âm.

b) Đúng: ở cathode $\mathrm{Cu^{2+} + 2e \longrightarrow Cu}$ bám vào thanh đồng nên khối lượng thanh đồng tăng, $m_1 > 2{,}55$ .

c) Sai: ở cực dương (anode) xảy ra quá trình oxi hóa ( $\mathrm{Cu \longrightarrow Cu^{2+} + 2e}$ , $\mathrm{Zn \longrightarrow Zn^{2+} + 2e}$ ).

d) Sai: khối lượng đồng xu giảm 2,23 − 1,94 = 0,29 gam, lớn hơn toàn bộ lượng tạp chất (khoảng 5% × 2,23 ≈ 0,11 gam), chứng tỏ cả đồng cũng tan; giả thuyết "chỉ tạp chất tan hết" không được chứng minh.