Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một.
### Phần 1: Tính khối lượng Br₂ phản ứng với C₂H₄
Phương trình phản ứng giữa ethylene (C₂H₄) và brom (Br₂) như sau:
\[ C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2 \]
Từ phương trình này, ta thấy rằng tỉ lệ mol giữa C₂H₄ và Br₂ là 1:1.
Trước tiên, ta tính số mol của C₂H₄:
\[ n(C_2H_4) = \frac{V}{22,4} = \frac{6,72 \text{ lít}}{22,4 \text{ lít/mol}} \approx 0,3 \text{ mol} \]
Vì tỉ lệ mol giữa C₂H₄ và Br₂ là 1:1, nên số mol của Br₂ cũng là 0,3 mol.
Bây giờ ta tính khối lượng của Br₂:
Khối lượng mol của Br₂ là:
\[ M_{Br_2} = 79,9 \text{ g/mol} \times 2 = 159,8 \text{ g/mol} \]
Khối lượng Br₂ phản ứng là:
\[ m(Br_2) = n(Br_2) \times M_{Br_2} = 0,3 \text{ mol} \times 159,8 \text{ g/mol} \approx 47,94 \text{ g} \]
**Vậy khối lượng Br₂ phản ứng là khoảng 47,94 gam.**
### Phần 2: Tính thể tích khí O₂ thoát ra ở anot khi điện phân dung dịch CuSO₄
Phương trình điện phân CuSO₄ là:
Tại catot:
\[ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \]
Tại anot:
\[ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- \]
Để xác định số mol Cu đã được sản xuất, ta sử dụng khối lượng Cu đã thu được:
Khối lượng Cu là 1,6 g. Khối lượng mol của Cu là 63,5 g/mol.
\[ n(Cu) = \frac{1,6 \text{ g}}{63,5 \text{ g/mol}} \approx 0,0252 \text{ mol} \]
Theo phương trình phản ứng, 1 mol Cu sẽ tiêu tốn 2 mol electron, tức là:
\[ n(e^-) = 2 \times n(Cu) = 2 \times 0,0252 \text{ mol} \approx 0,0504 \text{ mol} \]
Tại anot, theo phương trình, 4 mol electron sẽ tạo ra 1 mol O₂. Vậy:
\[ n(O_2) = \frac{n(e^-)}{4} = \frac{0,0504 \text{ mol}}{4} \approx 0,0126 \text{ mol} \]
Cuối cùng, để tính thể tích O₂ (ở đktc):
\[ V(O_2) = n(O_2) \times 22,4 \text{ lít/mol} = 0,0126 \text{ mol} \times 22,4 \text{ lít/mol} \approx 0,282 \text{ lít} \]
**Vậy thể tích khí O₂ thoát ra ở anot là khoảng 0,282 lít.**