Một học sinh thiết lập một pin điện hóa gồm hai mảnh kẽm (Zn) và đồng (Cu) cắm vào một quả chanh và sau đó nối với đầu bên ngoài một ampe kế, thấy kim chỉ thị lệch khỏi vạch 0 (hình vẽ) Quá trình nào có thể xảy ra tại điện cực đồng ?

😎 Cùng DOL xem qua cách giải câu này nhé!

📃 Thông tin đề bài cho:

• Thí nghiệm sử dụng quả chanh làm pin điện hóa với hai điện cực Zn (kẽm) và Cu (đồng).

• Quả chanh chứa dung dịch axit citric giàu ion \mathrm{H^+}.

• Hai điện cực nối với ampe kế, cho thấy có dòng điện chảy.

• Câu hỏi: quá trình nào xảy ra tại điện cực đồng (cathode)?

❓ Hiểu câu hỏi:

• Tại cathode luôn xảy ra phản ứng khử.

• Phải xác định chất nào trong dung dịch bị khử khi electron đến điện cực đồng.

• Lựa chọn gồm: khử \mathrm{H^+}; khử \mathrm{Cu^{2+}}; khử \mathrm{Zn^{2+}}; hoặc oxi hóa \mathrm{H_2O}.

🔎 Hướng dẫn cách làm:

• Xác định anode và cathode: • Zn dễ oxi hóa hơn (anode) • Cu ít oxi hóa hơn (cathode)

• Phản ứng tại anode (kẽm bị oxi hóa): Zn(s) -> Zn^{2+}(aq) + 2e^-

• Electron di chuyển qua mạch ngoài đến điện cực đồng (cathode).

• Dung dịch chỉ giàu \mathrm{H^+}, không có nhiều \mathrm{Cu^{2+}} hay \mathrm{Zn^{2+}} để khử.

• Do đó, ion \mathrm{H^+} nhận electron, xảy ra phản ứng khử: 2H^+(aq) + 2e^- -> H2(g)

• Khí \mathrm{H_2} có thể bám thành bọt xung quanh điện cực đồng.

✅ Đáp án: \text{Khử }H^+ \text{ thành }H_2.

❌ Các đáp án khác:

• Khử \mathrm{Cu^{2+}} thành Cu: trong quả chanh không có đủ \mathrm{Cu^{2+}} tự do để khử.

• Khử \mathrm{Zn^{2+}} thành Zn: \mathrm{Zn^{2+}} vừa mới sinh ra ở anode, không phải chất khử tại cathode.

• Oxi hóa \mathrm{H_2O} thành \mathrm{O_2}: đây là quá trình oxi hóa và xảy ra ở anode, không phải cathode.