Để mạ đồng cho một vật dụng kim loại có tổng diện tích bề mặt là 10 cm², yêu cầu lớp mạ có độ dày đồng nhất 0,1 mm, người ta tiến hành điện phân dung dịch CuSO4. Vật dụng cần mạ được nối với cực âm và một tấm đồng tinh khiết được nối với cực dương của nguồn điện. Cường độ dòng điện duy trì ổn ở mức 2A. Biết khối lượng riêng của tinh thể Cu là 8,94 g/cm³; hằng số Faraday F = 96485 C/mol; hiệu suất của quá trình điện phân (tính theo sự tạo thành Cu ở cực âm) đạt 90%, số mol electron trao đổi = It/F. Cho các phát biểu sau:
(a) Nồng độ mol của ion Cu2+ trong dung dịch giảm dần trong quá trình điện phân.
(b) Thời gian tiến hành điện phân là 25 phút. (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
(c) Khi kết thúc quá trình điện phân, thể tích khí oxygen thoát ra tại cực dương là 0,173 lít (đkc).
(d) Trong thiết bị mạ điện này, vật dụng cần mạ đóng vai trò là cathode.
Số phát biểu đúng là
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
(a) Sai, các quá trình xảy ra tại điện cực:
Anode: Cu —> Cu2+ + 2e
Cathode: Cu2+ + 2e —> Cu
Lượng Cu2+ tiêu thụ bằng lượng Cu2+ tạo ra, thể tích dung dịch điện phân không thay đổi nên nồng độ của ion Cu2+ cũng không thay đổi.
(b) Đúng
mCu bám lên vật = 10.0,01.8,94 = 0,894 gam
mCu được tạo ra = 0,894/90% = 64.I.t/(2F) —> t = 1498s = 25 phút
(c) Sai, không có O2 thoát ra ở cực dương (anode).
(d) Đúng, vật cần mạ được nối với cực âm (cathode)