Chọn phương án đúng: Pin Sn | Sn²⁺ 1M ∥ Pb²⁺ 0,46M | Pb được thiết lập ở 25⁰C. Cho biết thế điện cực tiêu chuẩn \(\varphi _{S{n^{2 + }}/Sn}^0 = - 0.14V ; \varphi _{P{b^{2 + }}/Pb}^0 = - 0.13V\). (1) Sức điện động của pin E = 0V. (2) Sức điện động của pin E = 0,01V. (3) Ở mạch ngoài, electron chuyển từ điện cực Sn sang điện cực Pb. (4) Ở điện cực Pb có Pb bám vào; ở điện cực Sn, Sn bị tan ra.

Phân tích từng phát biểu:
(1) Sử dụng phương trình Nernst để tính thế điện cực ở pH = 5:
\(\varphi = {\varphi ^0} - \frac{{0,0592}}{n}log\frac{{\left[ {M{n^{2 + }}} \right]}}{{\left[ {MnO_4^ - } \right]{{\left[ {{H^ + }} \right]}^8}}}\)
Vì \(\left[ {M{n^{2 + }}} \right] = \left[ {MnO_4^ - } \right] = 1M\) và pH = 5, nên \(\left[ {{H^ + }} \right] = {10^{ - 5}}M\)
\(\varphi = 1,5 - \frac{{0,0592}}{5}log\frac{1}{{{{\left( {{{10}^{ - 5}}} \right)}^8}}} = 1,5 - \frac{{0,0592}}{5}.40 = 1,5 - 0,4736 = 1,0264V \approx 1,03V\)
Vậy phát biểu (1) gần đúng.
(2) Khi tăng pH (giảm nồng độ H⁺), thế điện cực giảm, do đó tính oxi hóa của \(MnO_4^ -\) giảm và tính khử của Mn²⁺ tăng. Phát biểu (2) đúng.
(3) \(MnO_4^ -\) là chất oxi hóa mạnh trong môi trường acid, không phải base. Phát biểu (3) sai.
(4) Mn²⁺ là chất khử, nhưng tính khử của nó mạnh hơn trong môi trường base (pH cao) vì khi đó thế điện cực giảm, làm cho Mn²⁺ dễ bị oxi hóa hơn. Phát biểu (4) không hoàn toàn đúng.
Vậy các phát biểu đúng là 1 và 2.

Sử dụng phương trình Nernst:
E = E⁰ + (0,059/n) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])
Trong đó:
E = 0,169 V
E⁰ = 0,15 V
n = 2 (vì Sn⁴⁺ + 2e^- → Sn²⁺)
Thay số vào phương trình:
0,169 = 0,15 + (0,059/2) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])
0,019 = (0,059/2) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])
log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺]) = (0,019 * 2) / 0,059 ≈ 0,644
[Sn⁴⁺]/[Sn²⁺] = 10^0,644 ≈ 4,41

Cấu hình electron của nguyên tử có Z = 27 (Cobalt) là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁷.

Lớp lượng tử ngoài cùng là lớp thứ 4 (n=4). Trong lớp này, electron cuối cùng điền vào orbital 4s.

Với n = 4, ℓ có thể là 0, 1, 2, 3. Vì electron cuối cùng điền vào orbital 4s nên ℓ = 0.

Với ℓ = 0, m_ℓ = 0.

Số spin từ có thể là +1/2 hoặc -1/2.

Vậy, trạng thái của electron ở lớp lượng tử ngoài cùng được đặc trưng bởi n = 4, ℓ = 0, m_ℓ = 0, m_s = +1/2 và -1/2.

Vậy, đáp án 1 đúng. Các đáp án còn lại đều sai vì không xét lớp ngoài cùng là 4s².

Bán kính ion phụ thuộc vào số lớp electron và điện tích hạt nhân hiệu dụng. Các ion có cùng số lớp electron thì ion nào có điện tích hạt nhân lớn hơn sẽ có bán kính nhỏ hơn.

• Các cation (ion dương): Bán kính tăng theo chiều tăng của số lớp electron. Vậy, ta có thứ tự: Li⁺ < Na⁺ < K⁺.
• Các anion (ion âm): Bán kính tăng theo chiều tăng của số lớp electron. Vậy, ta có thứ tự: Cl^- < Br^- < I^-.
• So sánh cation và anion: Anion luôn có bán kính lớn hơn cation có cùng số lớp electron do điện tích hạt nhân hiệu dụng của anion nhỏ hơn. Cụ thể, Na⁺ và Cl^- có cùng số lớp electron, nhưng Cl^- có bán kính lớn hơn Na⁺. Tương tự với K⁺ và Br^-, và cả K⁺ và Cl^-, Br^-...

Kết hợp các yếu tố trên, ta có dãy tăng dần bán kính như sau: Li⁺ < Na⁺ < Cl^- < K⁺ < Br^- < I^-.

Để xác định bộ số lượng tử nào được chấp nhận, ta cần xem xét các quy tắc sau:

- Số lượng tử chính n có thể là bất kỳ số nguyên dương nào (n = 1, 2, 3,...).

- Số lượng tử orbital ℓ có thể có các giá trị từ 0 đến n-1 (ℓ = 0, 1, 2,..., n-1).

- Số lượng tử từ m_ℓ có thể có các giá trị từ -ℓ đến +ℓ (m_ℓ = -ℓ, -ℓ+1,..., 0,..., ℓ-1, ℓ).

Xét từng trường hợp:

(1) n = 4, ℓ = 3, m_ℓ = -3: Vì ℓ ≤ n-1 (3 ≤ 4-1 = 3) và -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (-3 ≤ -3 ≤ 3), bộ này được chấp nhận.

(2) n = 4, ℓ = 2, m_ℓ = +3: Vì ℓ ≤ n-1 (2 ≤ 4-1 = 3) nhưng m_ℓ không nằm trong khoảng -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (-2 ≤ 3 ≤ 2 là sai), bộ này không được chấp nhận.

(3) n = 4, ℓ = 1, m_ℓ = 2: Vì ℓ ≤ n-1 (1 ≤ 4-1 = 3) nhưng m_ℓ không nằm trong khoảng -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (-1 ≤ 2 ≤ 1 là sai), bộ này không được chấp nhận.

(4) n = 4, ℓ = 0, m_ℓ = 0: Vì ℓ ≤ n-1 (0 ≤ 4-1 = 3) và -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (0 ≤ 0 ≤ 0), bộ này được chấp nhận.

Vậy, các bộ được chấp nhận là 1 và 4.