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

(AI giải đề cho tôi)
Pin galvanic Zn–Cu trong dung dịch H2SO4 loãng. Khi chưa nối dây dẫn, Zn phản ứng trực tiếp với H2SO4: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑, kẽm hòa tan và khí hydrogen thoát ra trên thanh kẽm → A đúng. Khi nối dây dẫn, tạo pin galvanic: Zn là anode bị oxi hóa (Zn → Zn2+ + 2e), Cu là cathode, tại cathode H+ bị khử thoát khí H2 (2H+ + 2e → H2↑), không có Cu2+ trong dung dịch nên không thể có phản ứng Cu2+ + 2e → Cu. Do đó B đúng (kẽm ăn mòn nhanh hơn), C đúng, D sai.

(AI giải đề cho tôi)
Khi acquy phóng điện, phản ứng hóa học xảy ra trong pin và giải phóng điện năng (nguồn điện). Khi sạc điện, phản ứng nghịch đảo xảy ra và tiêu thụ điện năng (dung dịch điện phân). Cả hai đều là phản ứng oxi hóa - khử, đều xảy ra ở nhiệt độ thường, nên A, B, D sai. Đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Sức điện động chuẩn của pin: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0$. Cực dương luôn là Ag${}^{+}$/Ag với $E^0=+0,799$ V. Để $E_{pin}^0$ lớn nhất, cực âm phải là kim loại có thế chuẩn nhỏ nhất: Fe${}^{2+}$/Fe với $E^0=-0,44$ V. Vậy $E_{pin}^0=0,799-(-0,44)=1,239\approx 1,24$ V.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng ethanol: m = 50 × 0,8 = 40 g → n = 40/46 ≈ 0,8696 mol. Trong phản ứng C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O, mỗi mol ethanol nhường 12 mol e (C: −2 → +4, 2 nguyên tử C). Số mol e thực tế tham gia (hiệu suất 40%): n_e = 0,8696 × 12 × 0,40 ≈ 4,174 mol. Điện lượng: q = n_e·F = 4,174 × 96500 ≈ 402 783 C. Năng lượng điện: W = E⁰·q = 1,145 × 402 783 ≈ 461 186 J. Thời gian: t = W/P = 461 186/3,0 ≈ 153 729 s ≈ 42,7 giờ. Kết quả khớp đáp số 42,7.

(AI giải đề cho tôi)
Sức điện động chuẩn của pin: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=E_{A{g}^{+}/Ag}^0-E_{M^{2+}/M}^0$. Trong các kim loại Fe, Ni, Sn, Cu, cặp Fe${}^{2+}$/Fe có thế chuẩn nhỏ nhất ($-0,44$ V) nên khi Fe làm anode (cực âm), sức điện động lớn nhất: $E_{pin}^0=0,80-(-0,44)=1,24$ V.

(AI giải đề cho tôi)
Tại điện cực âm (Zn): Zn → Zn^{2+} + 2e^-, nên 0,1 mol Zn hao mòn tạo ra n(e^-) = 0,2 mol electron. Điện lượng: Q = n·F = 0,2 × 96500 = 19300 C. Thời gian: t = Q/I = 19300/0,02 = 965000 giây = 965000/3600 ≈ 268,05 giờ ≈ 268 giờ. Khớp với đáp án B (18 - B trong bảng hướng dẫn chấm).

(AI giải đề cho tôi)
Suất điện động chuẩn của pin Galvani: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0$, cặp có $E^0$ lớn hơn làm cathode (dương), cặp có $E^0$ nhỏ hơn làm anode (âm). Kiểm tra các phương án:
- A: $A{l}^{3+}/Al$ và $A{g}^{+}/Ag$: $E^0=0,799-(-1,676)=2,475$ V → thỏa mãn.
- B: $Z{n}^{2+}/Zn$ và $A{l}^{3+}/Al$: $E^0=-0,763-(-1,676)=0,913$ V.
- C: $F{e}^{2+}/Fe$ và $C{u}^{2+}/Cu$: $E^0=0,340-(-0,440)=0,780$ V.
- D: $A{l}^{3+}/Al$ và $C{u}^{2+}/Cu$: $E^0=0,340-(-1,676)=2,016$ V.
Chỉ cặp $A{l}^{3+}/Al$ (anode, bị oxi hóa) và $A{g}^{+}/Ag$ (cathode, bị khử) cho suất điện động chuẩn 2,475 V, khớp với đáp án của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Pin gồm điện cực âm Cd (E° = -0,403 V, bị oxi hóa) và điện cực dương Ni (E° = -0,257 V, bị khử). Suất điện động chuẩn: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=E_{N{i}^{2+}/Ni}^0-E_{C{d}^{2+}/Cd}^0=-0,257-(-0,403)=+0,146\text{ V}$. Kết quả trùng với đáp án A đã cho trong nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Pin Zn–H₂: Zn là anode (oxi hóa), điện cực H₂/Pt trong HCl 1 M là cathode. Vôn kế chỉ 0,762 V ở điều kiện chuẩn nên $E_{cell}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=0-E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=0,762$ V, suy ra $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,762$ V. (1) Sai vì thiếu dấu âm (khớp bảng ở Câu 17: −0,762 V). (2) Đúng: cathode xảy ra khử $2H^{+}+2eo{H}_2$. (3) Đúng: hình vẽ cho thấy cầu muối chứa $K^{+}$, $C{l}^{-}$ → chất điện li là KCl. (4) Đúng: phản ứng pin $Zn(s)+2H^{+}(aq)oZ{n}^{2+}(aq)+H_2(g)$. Vậy 3 phát biểu đúng → C.

(AI giải đề cho tôi)
Sức điện động chuẩn của pin: $E^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=E_{A{g}^{+}/Ag}^0-E_{M^{2+}/M}^0$, vì Ag luôn là cực dương (thế chuẩn cao nhất). Trong các kim loại Fe, Ni, Sn, Cu, cặp Fe${}^{2+}$/Fe có thế chuẩn nhỏ nhất ($-0,44$ V) nên khi Fe làm cực âm, sức điện động chuẩn lớn nhất: $E^0=0,799-(-0,44)=1,239\approx 1,24$ V. Kết quả khớp với đáp án nguồn (1,24).

Đáp số 1,24. Pin M-Ag có sức điện động lớn nhất khi thế điện cực chuẩn của M${}^{2+}$/M là nhỏ nhất. Vậy M${}^{2+}$/M là cặp Fe${}^{2+}$/Fe. Khi đó $E_{pin}^0$ = 0,799 - (-0,44) = 1,24 V

(AI giải đề cho tôi)
Sức điện động chuẩn của pin Galvani được tính bằng hiệu thế điện cực chuẩn giữa cực âm (thế nhỏ hơn, bị oxi hóa) và cực dương (thế lớn hơn, bị khử): $E_{pin}^0=E_{cựcdương}^0-E_{cực\hat{a}m}^0$. Trong bảng, thế lớn nhất là $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,80\text{ V}$ và thế nhỏ nhất là $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,76\text{ V}$. Vậy sức điện động chuẩn lớn nhất là: $E_{pin}^0=0,80-(-0,76)=1,56\text{ V}$ (pin Zn–Ag, với Zn là cực âm, Ag là cực dương). Kết quả trùng với đáp án nguồn: A.

(AI giải đề cho tôi)
Pin Galvani: cực có E° lớn hơn làm cực dương (phản ứng khử), cực có E° nhỏ hơn làm cực âm (phản ứng oxi hoá). Vì $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=0,799V>E_{N{i}^{2+}/Ni}^0=-0,257V$ nên: - Cực dương: $A{g}^{+}+e^{-}\to Ag$ (Ag được tạo ra ở cực dương). - Cực âm: $Ni-2e^{-}\to N{i}^{2+}$ (Ni bị oxi hoá tan, tức $N{i}^{2+}$ được tạo ra ở cực âm). Phương trình pin: $2A{g}^{+}+Ni\to 2Ag+N{i}^{2+}$, $E_{pin}^0=0,799-(-0,257)=1,056V>0$ nên phản ứng tự diễn biến. Vậy nhận định đúng là: Ag được tạo ra ở cực dương, $N{i}^{2+}$ được tạo ra ở cực âm → đáp án B, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Trong pin Galvani Zn-Cu, do kim loại Zn hoạt động hơn Cu nên Zn là điện cực âm (anode), xảy ra quá trình oxi hóa: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e^{-}$. Điện cực Cu là cực dương (cathode) với quá trình khử $C{u}^{2+}+2e^{-}\to Cu$. Vậy quá trình xảy ra ở điện cực âm, anode là quá trình oxi hóa Zn. Đáp án khớp với đáp án nguồn (Câu 7: C).

(AI giải đề cho tôi)
Trong pin Galvani Zn–Cu: Zn là cực âm, bị oxi hóa Zn → Zn²⁺ + 2e nên điện cực kẽm giảm khối lượng → (c) đúng, (d) sai. Cu là cực dương, xảy ra khử Cu²⁺ + 2e → Cu nên điện cực đồng tăng khối lượng → (b) đúng, (a) sai. Vậy các phương án đúng là (b) và (c), tương ứng đáp án C, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Từ E°pin(Zn-Cu) = 1,10V: E°pin = E°(Cu²⁺/Cu) − E°(Zn²⁺/Zn) ⇒ E°(Cu²⁺/Cu) = 1,10 + (−0,76)... tính đúng: E°(Cu²⁺/Cu) = 1,10 − 0,76 = 0,34V. Pin Cu-Ag: Cu là cực âm (bị oxi hoá), Ag là cực dương, nên E°pin = E°(Ag⁺/Ag) − E°(Cu²⁺/Cu) = 0,80 − 0,34 = 0,46V. Khớp đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Pin Galvani Zn-Cu: vì $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,76V<E_{C{u}^{2+}/Cu}^0=0,34V$ nên Zn là cực âm (anode), Cu là cực dương (cathode). Cực âm: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e^{-}$; cực dương: $C{u}^{2+}+2e^{-}\to Cu$. a) Đúng: Zn bị oxi hóa nên $[Z{n}^{2+}]$ tăng, $C{u}^{2+}$ bị khử lắng đọng nên $[C{u}^{2+}]$ giảm. b) Sai: electron di chuyển từ cực âm (Zn) qua mạch ngoài đến cực dương (Cu), không phải từ Cu sang Zn; dòng điện quy ước đi từ Cu sang Zn. c) Đúng: để trung hòa điện tích, cation $K^{+}$ di chuyển vào dung dịch CuSO${}_4$ (phía cathode, thiếu điện tích dương do $C{u}^{2+}$ bị khử), anion $N{O}_3^{-}$ di chuyển vào dung dịch ZnSO${}_4$ (phía anode, dư điện tích dương do $Z{n}^{2+}$ sinh ra). d) Đúng: $E_{pin}^0=0,34-(-0,76)=1,10V$; nồng độ các dung dịch 1 M, điện trở dây dẫn không đáng kể nên khi pin mới hoạt động vôn kế chỉ 1,1 V. Khớp đáp án trang 50: a Đ, b S, c Đ, d Đ.
a) (AI giải đề cho tôi)
Zn là cực âm bị oxi hóa: $Zn\to Z{n}^{2+}+2e^{-}$ nên $[Z{n}^{2+}]$ tăng; $C{u}^{2+}$ bị khử thành Cu ở cực dương nên $[C{u}^{2+}]$ giảm.
b) (AI giải đề cho tôi)
Electron di chuyển từ cực âm (Zn) sang cực dương (Cu) qua mạch ngoài; dòng điện quy ước ngược chiều. Phát biểu sai cả về chiều electron lẫn cách gọi.
c) (AI giải đề cho tôi)
Cation $K^{+}$ di chuyển vào dung dịch CuSO${}_4$ (phía cực dương) và anion $N{O}_3^{-}$ vào dung dịch ZnSO${}_4$ (phía cực âm) để trung hòa điện tích.
d) (AI giải đề cho tôi)
$E_{pin}^0=0,34-(-0,76)=1,10V$; với nồng độ 1 M và điện trở dây dẫn không đáng kể, vôn kế chỉ 1,1 V khi pin mới hoạt động.

a) Đúng vì Ag có tính khử yếu hơn Cu
b) Đúng vì E${}_{pin}$ = +0,80 - 0,34 = 0,46 V
c) Sai vì dòng điện do sự dịch chuyển e từ cực âm sang dương.
d) Đúng.

Sức điện động chuẩn lớn nhất của pin Mg-Ag (E° = 0,8 – (-2,36) = 3,16V)

(AI giải đề cho tôi)
Suất điện động chuẩn của pin bằng hiệu điện thế chuẩn giữa hai cực: $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0$ (cực có $E^0$ lớn hơn là cathode dương).
- Pin Zn-Pb: $-0,126-(-0,763)=0,637$ V.
- Pin Pb-Cu: $0,340-(-0,126)=0,466$ V.
- Pin Zn-Cu: $0,340-(-0,763)=1,103$ V.
- Pin Al-Zn: $-0,763-(-1,676)=0,913$ V.
So sánh: $1,103>0,913>0,637>0,466$ V, nên pin Zn-Cu có suất điện động chuẩn lớn nhất. Khớp với đáp án được đánh dấu trong tài liệu nguồn.