Một linh kiện trang trí bằng thép dạng hình cầu có bán kính r = 3 cm cần được mạ một lớp bạc (Ag) để tăng độ bền và tính thẩm mỹ. Lớp mạ bằng bạc có độ dày d = 1,5.10-3 cm. Người ta tiến hành điện phân dung dịch chứa ion Ag+ dư với cathode (cực âm) là linh kiện thép và anode (cực dương) là thanh bạc tinh khiết. Cường độ dòng điện không đổi I = 4 A, hiệu suất của quá trình mạ là 85%.
Biết khối lượng riêng của Ag là 10,5 g/cm³; thể tích quả cầu V = 4πr³/3; lấy π = 3,14; hằng số Faraday F = 96500 C/mol; (không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần trăm).
a) Tại cathode, xảy ra quá trình oxi hóa: Ag+ + 1e → Ag.
b) Thể tích quả cầu sau khi mạ xong bằng 115,40 cm³.
c) Khối lượng bạc bám trên bề mặt linh kiện thép sau khi mạ xong là 1,78 gam.
d) Thời gian cần thiết để mạ xong linh kiện trên là 7,80 phút.
(a) Sai, tại cathode xảy ra quá trình khử: Ag+ + 1e → Ag.
Tại anode xảy ra quá trình oxi hóa: Ag → Ag+ + 1e
(b) Sai
Bán kính quả cầu sau khi mạ: r sau = r + d = 3,0015 cm
—> V sau = 4π(r sau)³/3 = 113,21 cm³.
(c) Đúng
V trước = 4πr³/3 = 113,04 cm³
—> mAg = 10,5(V sau – V trước) = 1,78 gam
(d) Đúng, mAg = 108.85%.I.t/F —> t = 468,117s = 7,80 phút
(Lưu ý chung cho (c) và (d): Không dùng V sau, mAg ở mục trên vì đây là kết quả đã làm tròn theo yêu cầu, tính lại từ đầu để không làm tròn bước trung gian).