Một nhóm học sinh nghiên cứu sự ăn mòn kim loại của một sợi kẽm với giả thuyết: “Trong cùng điều kiện, tốc độ ăn mòn điện hóa nhanh hơn tốc độ ăn mòn hóa học”. Để kiểm tra giả thuyết của mình, nhóm học sinh trên đã chuẩn bị 2 sợi kẽm đã làm sạch bề mặt, có kích thước, khối lượng như nhau và tiến hành các thí nghiệm sau:
– Thí nghiệm 1: Nhúng một sợi kẽm vào dung dịch H2SO4 0,5 M (hình 1).
– Thí nghiệm 2: Nhúng sợi kẽm còn lại vào dung dịch H2SO4 0,5 M cùng với một sợi đồng và nối chúng lại qua vôn kế (hình 2).
a) Ở thí nghiệm 2, quan sát thấy có bọt khí thoát ra trên bề mặt sợi đồng, chứng tỏ sợi đồng bị ăn mòn điện hóa học.
b) Thí nghiệm 1 thấy có bọt khí thoát ra trên bề mặt thanh Zn.
c) Nếu thế điện cực chuẩn E°Zn2+/Zn = -0,763V; E°2H+/H2 = 0V; E°Cu2+/Cu = 0,340V thì vôn kế luôn chỉ giá trị cố định là 1,10V.
d) Sau 3 phút, nhóm học sinh lấy 2 sợi kẽm ra cân lại, thấy khối lượng sợi kẽm ở thí nghiệm 1 lớn hơn khối lượng sợi kẽm ở thí nghiệm 2, chứng tỏ giả thuyết trên là đúng.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, bọt khí thoát ra trên bề mặt sợi đồng do electron di chuyển từ Al qua và H+ nhận electron tại đây: 2H+ + 2e —> H2
Đồng chỉ đóng vai trò vật dẫn electron chứ không bị oxi hóa.
(b) Đúng, trong thí nghiệm 1, Zn và H+ trao đổi electron ngay trên bề mặt thanh Zn nên quan sát thấy bọt khí thoát ra trên bề mặt thanh Zn.
(c) Sai, dung dịch không có Cu2+ nên đây thực chất là pin Zn-H2 trong đó Cu chỉ đóng vai trò điện cực. Tuy nhiên do không có H2 áp suất 1 barr sục vào quanh thanh Cu, cũng không có Zn2+ sẵn có nên đây không phải là pin Zn-H2 chuẩn. Như vậy vôn kế sẽ chỉ khoảng 0,763V và sẽ giảm dần theo thời gian (do nồng độ Zn2+ tăng dần và nồng độ H+ giảm dần).
(d) Đúng, mZn thí nghiệm 1 còn lại nhiều hơn chứng tỏ bị ăn mòn ít hơn, phù hợp giả thuyết đã đặt ra.
