Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Pin điện hóa (Hóa học Lớp 12)

a) Đúng. b) Đúng. c) Sai. d) Đúng.
a) Đúng
b) Đúng
c) Sai
d) Đúng

(AI giải đề cho tôi)
Pin tạo bởi cặp $C{u}^{2+}/Cu$ và $A{g}^{+}/Ag$ ở điều kiện chuẩn: $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,80V>E_{C{u}^{2+}/Cu}^0=+0,34V$, nên $A{g}^{+}$ là chất oxi hoá mạnh hơn và bị khử ở cathode (cực dương), còn $Cu$ bị oxi hoá ở anode (cực âm). Phản ứng ở cathode: $A{g}^{+}+1e\to Ag$. Đáp án A khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Trong phản ứng X(s) + Y^{2+}(aq) → Y(s) + X^{2+}(aq), X bị oxi hóa (X → X^{2+} + 2e) nên X là anode (cực âm); Y^{2+} bị khử (Y^{2+} + 2e → Y) nên Y là cathode (cực dương). Theo quy ước kí hiệu pin: kim loại (anode) - kim loại (cathode), pin được kí hiệu X - Y. Đáp án A, trùng với đáp án nguồn ở trang 8.

(AI giải đề cho tôi)
Trong pin Galvani, cặp có thế chuẩn lớn hơn làm cực dương (xảy ra phản ứng khử), cặp có thế chuẩn nhỏ hơn làm cực âm (xảy ra phản ứng oxi hoá). Ở đây $E_1^o=+0,799V$ của cặp $A{g}^{+}/Ag$ lớn hơn $E_2^o=-0,763V$ của cặp $Z{n}^{2+}/Zn$, nên $A{g}^{+}/Ag$ là cực dương và $Z{n}^{2+}/Zn$ là cực âm. Sức điện động chuẩn của pin bằng hiệu thế điện cực chuẩn giữa cực dương và cực âm:
$$E_{pin}^o=E_{cựcdương}^o-E_{cực\hat{a}m}^o=E_1^o-E_2^o=0,799-(-0,763)=1,562V>0$$
Sức điện động dương cho thấy phản ứng $Zn+2A{g}^{+}\to Z{n}^{2+}+2Ag$ xảy ra tự phát. Vậy công thức đúng là $E_{pin}^o=E_1^o-E_2^o$, tương ứng đáp án A (khớp với đáp án được tô trong tài liệu nguồn ở trang 8).

(AI giải đề cho tôi)
Trong pin điện hoá Zn-Cu, Zn hoạt động hơn nên làm điện cực âm (anode), xảy ra quá trình oxi hoá: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e$. Điện cực dương (Cu) xảy ra quá trình khử $C{u}^{2+}+2e\to Cu$. Đáp án khớp với đáp án nguồn (A).

a) Đúng.
b) Sai. $$E_{pin}^0=0,49-(-0,67)=1,16V$$
c) Đúng.
d) Đúng.
a) Đúng.
b) Sai. $$E_{pin}^0=0,49-(-0,67)=1,16V$$
c) Đúng.
d) Đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Pin Galvani Zn–Cu: Zn là cực âm, bị oxi hóa: Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻; Cu là cực dương, Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s). Phản ứng chung: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s) (C đúng). Sức điện động chuẩn: E⁰ = E⁰(Cu²⁺/Cu) − E⁰(Zn²⁺/Zn) = 0,340 − (−0,763) = 1,103 V (D đúng). Màng bán thấm cho anion SO₄²⁻ di chuyển từ phía CuSO₄ sang phía ZnSO₄ để duy trì trung hòa điện, nên nồng độ SO₄²⁻ ở ZnSO₄ tăng và ở CuSO₄ giảm (A đúng). Về khối lượng: mỗi mol electron chuyển dịch, 1 mol Zn (65,4 g) tan nhưng chỉ 1 mol Cu (63,5 g) bám vào, nên khối lượng Zn giảm nhiều hơn khối lượng Cu tăng (65,4 > 63,5 g/mol) — B sai. Đáp án cần chọn: B.

(AI giải đề cho tôi)
Vì $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,799V>E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,340V$ nên $A{g}^{+}$ có khả năng oxi hóa mạnh hơn, tức dễ bị khử hơn $C{u}^{2+}$ (nhận định D đúng). Trong pin Cu-Ag: Ag là cực dương (cathode) xảy ra phản ứng khử $A{g}^{+}+e\to Ag$; Cu là cực âm (anode) xảy ra phản ứng oxi hóa $Cu\to C{u}^{2+}+2e$. Sức điện động chuẩn: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=0,799-0,340=+0,459V$ (dương, không phải -0,459 V). Vậy A, B, C sai; D đúng, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Sơ đồ pin galvanic gồm hai bán pin XSO₄ 1 M và YSO₄ 1 M với cầu muối, mũi tên 'chiều di chuyển của electron' chỉ electron đi từ điện cực X sang điện cực Y. Trong pin điện hóa, electron luôn di chuyển từ cực âm (anode, nơi xảy ra quá trình oxi hóa) sang cực dương (cathode, nơi xảy ra quá trình khử), nên X là kim loại hoạt động mạnh hơn (E° âm hơn) và Y là kim loại kém hoạt động hơn. Xét các cặp: A (X = Cu, Y = Fe): Cu kém hoạt động hơn Fe (E° Cu²⁺/Cu = +0,34 V > E° Fe²⁺/Fe = −0,44 V) → sai; B (X = Cu, Y = Zn): Cu kém hơn Zn (E° Zn²⁺/Zn = −0,76 V) → sai; C (X = Fe, Y = Zn): Fe kém hơn Zn → sai; D (X = Zn, Y = Fe): Zn mạnh hơn Fe vì E° Zn²⁺/Zn = −0,76 V < E° Fe²⁺/Fe = −0,44 V → đúng. Khi đó tại cực X: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ (oxi hóa); electron chạy qua dây dẫn đến cực Y nơi xảy ra khử: Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe, hoàn toàn phù hợp chiều mũi tên electron từ X sang Y trong sơ đồ. Vậy đáp án là D.

(AI giải đề cho tôi)
Trong pin Galvani, cathode là cặp oxi hoá - khử có thế chuẩn lớn hơn: Ag${}^{+}$/Ag ($E_1^0=+0,799$ V); anode là Zn${}^{2+}$/Zn ($E_2^0=-0,763$ V). Sức điện động chuẩn: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=0,799-(-0,763)=+1,562$ V. Phản ứng pin: $Zn+2A{g}^{+}ightarrowZ{n}^{2+}+2Ag$, tự phát nên $E_{pin}^0>0$. Kết quả khớp đáp án C được tô sáng trong hướng dẫn giải (trang 8).

(AI giải đề cho tôi)
Quy ước $E^0(A\text{-}B)=E_B^0-E_A^0$ với A là anode, B là cathode. Từ dữ kiện: $E_Y^0-E_X^0=0,78$ V; $E_Z^0-E_X^0=1,24$ V; $E_Y^0-E_T^0=0,47$ V. Suy ra thứ tự thế chuẩn khử: $E_X^0<E_T^0<E_Y^0<E_Z^0$ (cụ thể $E_T^0-E_X^0=0,78-0,47=0,31$ V; $E_Z^0-E_Y^0=1,24-0,78=0,46$ V).
- A đúng: trong pin Y-Z, Z có thế khử cao hơn nên Z là cathode, Y là anode.
- B đúng: $E^0(X\text{-}T)=E_T^0-E_X^0=0,31$ V.
- C sai: kim loại có thế khử càng thấp thì tính khử càng mạnh, nên tính khử giảm dần theo dãy X, T, Y, Z (không phải X, T, Z, Y).
- D đúng: X có thế khử thấp nhất nên trong cả ba pin X-Y, X-T, X-Z, X đều là anode và bị oxi hoá.
Vậy khẳng định sai là C, trùng với đáp án được đánh dấu trong tài liệu.

a) Sai

b) Sai

c) Đúng

d) Đúng
a) Sai
b) Sai
c) Đúng
d) Đúng

(AI giải đề cho tôi)
Nguồn điện hoá học là nguồn điện tạo ra từ phản ứng hoá học (pin Galvani, acquy chì, pin nhiên liệu). Pin mặt trời chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành điện năng (quang điện), không phải nguồn điện hoá học. Đáp án khớp với đáp án nguồn: C.

a) Sai. b) Sai. c) Đúng. d) Đúng.
Pin (I): $Fe\to F{e}^{2+}+2e$
$n_e=0,12\times 2=0,24mol$
$Q=0,24\times 96500=23160C$
$t_1=\frac{23160}{0,02}=1158000s\approx 322h$
Pin (II): $Cu\to C{u}^{2+}+2e$
$n_e=0,10\times 2=0,20mol$
$Q=0,20\times 96500=19300C$
$t_2=\frac{19300}{0,02}=965000s\approx 268h$
Hiệu thời gian: $\Delta t=322-268=54h$
a) Sai.
b) Sai.
c) Đúng.
d) Đúng.
Pin (I): $Fe\to F{e}^{2+}+2e$
$n_e=0,12\times 2=0,24mol$
$Q=0,24\times 96500=23160C$
$t_1=\frac{23160}{0,02}=1158000s\approx 322h$
Pin (II): $Cu\to C{u}^{2+}+2e$
$n_e=0,10\times 2=0,20mol$
$Q=0,20\times 96500=19300C$
$t_2=\frac{19300}{0,02}=965000s\approx 268h$
Hiệu thời gian: $\Delta t=322-268=54h$

$E_{pin}=0,34-(-0,44)=0,78$ (V)

(AI giải đề cho tôi)
Vì $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=0,799V>E_{N{i}^{2+}/Ni}^0=-0,257V$ nên cặp $A{g}^{+}/Ag$ có thế khử chuẩn lớn hơn, đóng vai trò cực dương (phản ứng khử $A{g}^{+}+1eightarrowAg$ xảy ra, tức Ag được tạo ra ở cực dương). Cặp $N{i}^{2+}/Ni$ đóng vai trò cực âm, xảy ra phản ứng oxi hoá $NiightarrowN{i}^{2+}+2e$, tức $N{i}^{2+}$ được tạo ra ở cực âm. Sức điện động chuẩn: $E_{pin}^0=0,799-(-0,257)=1,056V>0$, pin hoạt động được. Vậy nhận định đúng là: Ag được tạo ra ở cực dương, $N{i}^{2+}$ được tạo ra ở cực âm, khớp với đáp án B trong đề.

(AI giải đề cho tôi)
Pin: Ni|Ni²⁺ (1,0 M) || Cu²⁺ (0,4 M)|Cu. a) Theo phương trình Nernst $E=E^0+\frac{0,059}{n}\lg [Oxih\acute{o}a]$, thế điện cực phụ thuộc nồng độ ion kim loại, nên khi giảm nồng độ thì thế điện cực thay đổi → Sai. b) $E_{Ni}=-0,257+\frac{0,059}{2}\lg 1=-0,257$ V; $E_{Cu}=0,34+\frac{0,059}{2}\lg 0,4=0,34-0,0118\approx 0,317$ V. Vì $E_{Cu}>E_{Ni}$ nên Cu là cực dương (cathode, xảy ra khử $C{u}^{2+}+2e\to Cu$), Ni là cực âm (anode, xảy ra oxy hóa $Ni\to N{i}^{2+}+2e$) → khẳng định của đề là Sai. c) $E_{pin}=E_{cathode}-E_{anode}=0,317-(-0,257)=0,574$ V ≠ 0,597 V → Sai. d) Trong cầu muối, cation (K⁺) di chuyển về phía cực dương (phía Cu, nơi sinh ra ion dương thiếu dương do $C{u}^{2+}$ bị khử), tức ion A di chuyển về phía cực Cu là cation K⁺; anion (NO₃⁻) di chuyển về phía cực âm (phía Ni, nơi $N{i}^{2+}$ sinh ra dư ion dương), tức ion B là anion NO₃⁻ → Đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Theo Nernst $E=E^0+\frac{0,059}{n}\lg [Oxih\acute{o}a]$, thế điện cực phụ thuộc nồng độ ion kim loại nên khi giảm nồng độ, thế điện cực thay đổi.
b) (AI giải đề cho tôi)
$E_{Cu}=0,34+\frac{0,059}{2}\lg 0,4\approx 0,317$ V > $E_{Ni}=-0,257$ V, nên Cu là cực dương (cathode) và Ni là cực âm (anode); khẳng định ngược lại nên Sai.
c) $E_{Ni}=-0,257+\frac{0,059}{2}\lg 1=-0,257V$

$E_{Cu}=0,34+\frac{0,059}{2}\lg 0,4=0,317V$

$\Rightarrow E_{pin}=0,317-(-0,257)=0,574V$
d) (AI giải đề cho tôi)
Cation K⁺ di chuyển về cực dương (phía Cu) nên A là K⁺; anion NO₃⁻ di chuyển về cực âm (phía Ni) nên B là NO₃⁻.

(AI giải đề cho tôi)
Khi acquy xả điện, nó hoạt động như một pin điện hóa: cực âm (anode) là Pb nguyên chất bị oxi hóa: Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2e⁻; cực dương (cathode) là Pb được phủ PbO₂ bị khử: PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O. Ở cả hai điện cực, PbSO₄ sinh ra đều bám hết vào điện cực đó, nên khối lượng cả hai điện cực đều tăng (A đúng). B sai vì tại anode Pb bị oxi hóa chứ không bị khử. C sai vì khi xả điện H₂SO₄ bị tiêu thụ nên nồng độ giảm. D sai vì tại cathode PbO₂ bị khử chứ không bị oxi hóa.

Khi acquy xả điện: Pb (s) + PbO_2 (s) + 2H_2SO_4 (aq) → 2PbSO_4 (s) + 2H_2O (l)
Anode (+): Pb(s) + SO_4^{2-}(aq) → PbSO_4(s) + 2e (Sự oxi hóa Pb; cặp oxi hóa – khử: PbSO_4/Pb + SO_4^{2-})
Cathode (-): PbO_2(s) + 4H^{+}(aq) + SO_4^{2-}(aq) + 2e → PbSO_4(s) + 2H_2O(l) (Sự khử PbO_2; cặp oxi hóa – khử PbO_2 + 4H^{+} + SO_4^{2-}/PbSO_4 + 2H_2O)
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Đúng.
d) Sai.
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Đúng. Ở anode: Pb (207) tan ra, PbSO${}_4$ (303) bám vào ⇒ Làm tăng khối lượng anode. Cathode: PbO${}_2$ (239) tan ra, PbSO${}_4$ (303) bám vào ⇒ Làm tăng khối lượng cathode.
d) Sai. Đối với cặp oxi hóa khử trong acquy này thì nguyên tử H và O không thay đổi ⇒ SAI.