Có thể tinh chế đồng không tinh khiết có lẫn một lượng nhỏ Ag, Zn, Ni bằng phương pháp điện phân như hình bên. Trong quá trình điện phân phần lớn dòng điện được sử dụng để hòa tan đồng ở ano
22/28
Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thi sinh chọn đúng hoặc sai.
Có thể tinh chế đồng không tinh khiết có lẫn một lượng nhỏ Ag, Zn, Ni bằng phương pháp điện phân như hình bên. Trong quá trình điện phân phần lớn dòng điện được sử dụng để hòa tan đồng ở anode và kết tủa đồng tinh khiết trên cathode. Tuy nhiên, một phần nhỏ dòng điện bị hao phí cho việc hòa tan các tạp chất ở anode. Khi cho dòng điện 20 A chạy qua bình điện phân tinh chế đồng, sau 10 giờ ngắt dòng điện thì thấy có 225 gam đồng tinh kiết bám trên cathode.
Cho biết: E°Cu2+/Cu=0,34V, E°Ag+/Ag=0,799V.
a). Tỉ lệ phần trăm dòng điện bị hao phí là 5,76%. (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)
b). Muối sử dụng trong quá trình điện phân luôn là CuCl2.
c). Anode làm bằng khối đồng có tạp chất cần tinh chế.
d). Do Ag có tính khử yếu hơn Cu, nên khi đồng trong cực dương tan ra thì bạc vẫn ở dạng nguyên tử kim loại và lắng xuống đáy bình điện phân.
Đáp án đúng là:
a. Đúng. Theo lý thuyết, dòng 20A trong 10h sẽ sản sinh tại cathode một lượng:
mCu=64It2F=64.20.10.36002.96500=238,756 gam.
Thực tế chỉ có mCu = 225 gam nên đã hao phí 238,756 – 225238,756.100% =5,76% dòng điện.
b. Sai. Nếu dùng CuCl2 thì anode có thể tạo thêm cả Cl2 gây ăn mòn thiết bị và không an toàn (vì mục đích ban đầu nên bình không được thiết kế để đón nhận và thu khí Cl2).
Thực tế dùng dung dịch CuSO4 + H2SO4 loãng giúp hệ thống ổn định, dẫn điện tốt, hiệu suất điện phân cao hơn.
c. Đúng.
d. Đúng. Ag có tính khử yếu nên tan không đáng kể, chủ yếu là lắng xuống, còn Zn, Ni có tính khử mạnh hơn nên tan được. Ở phía bên kia Cu2+ có tính oxi hóa mạnh hơn Zn2+, Ni2+ và nồng độ lại áp đảo hơn nên gần như chỉ có Cu2+ bị khử, Cu thu được có độ tinh khiết cao.