Chọn phương án đúng. Pin Sn | Sn²⁺ 1M || Pb²⁺ 0,46M | Pb ở 25°CE⁰_Sn = -0,14V; E⁰_Pb = -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

Để tính thế điện cực chuẩn của cặp Cu²⁺/Cu⁺ khi có I^-, ta cần sử dụng phương trình Nernst và tích số tan của CuI.

Phản ứng xảy ra:

Cu⁺ + I^- ⇌ CuI(r)

Tích số tan:

T_CuI = [Cu⁺][I^-] = 10^-11.96

Thế điện cực chuẩn của Cu²⁺/Cu⁺ được cho là ε⁰_{Cu²⁺/Cu⁺} = 0,77V.

Ta xét quá trình:

Cu²⁺ + e^- ⇌ Cu⁺

Khi có mặt I^-, Cu⁺ sẽ kết tủa tạo thành CuI:

Cu⁺ + I^- ⇌ CuI(r)

Phản ứng tổng:

Cu²⁺ + e^- + I^- ⇌ CuI(r)

Thế điện cực điều kiện của phản ứng tổng:

ε = ε⁰_{Cu²⁺/Cu⁺} - (0.0592/1)*log([Cu⁺]/[Cu²⁺])

Vì [Cu⁺] = T_CuI/[I^-], ta có:

ε = ε⁰_{Cu²⁺/Cu⁺} + (0.0592/1)*log([Cu²⁺][I^-]/T_CuI)

Để tính thế điện cực chuẩn mới ε⁰', ta giả sử [Cu²⁺] = 1 và [I^-] = 1:

ε⁰' = ε⁰_{Cu²⁺/Cu⁺} + 0.0592*log(1/T_CuI) = 0.77 + 0.0592*log(10^11.96) = 0.77 + 0.0592 * 11.96 = 0.77 + 0.708 = 1.478V

Đây là thế của cặp Cu2+/CuI.

Ta cần tính thế của cặp Cu2+/Cu+ khi có I-.

Ta có E = E0(Cu2+/Cu+) - 0.0592*log([Cu+]/[Cu2+])

Khi có I- thì [Cu+] = T/[I-]. Ta chọn điều kiện chuẩn [Cu2+]=[I-] = 1M.

=> E = E0(Cu2+/Cu+) - 0.0592*log(T)

= 0.77 - 0.0592*(-11.96) = 0.77 + 0.708 = 1.478V (sai)

Sử dụng giản đồ Frost:

Cu2+ + e = Cu+; E0 = 0.77

Cu+ + e = Cu; E0 = ?

Cu2+ + 2e = Cu; E0 = 0.34

E0(Cu+/Cu) = (n3E03 - n1E01)/n2

= (2*0.34 - 0.77)/1 = -0.09V

CuI <=> Cu+ + I- T = 10^-11.96

Cu+ + e = Cu E0 = -0.09V

CuI + e = Cu + I-

E = E0 + 0.059*log([Cu+]) = E0 + 0.059*log(T)

E = -0.09 + 0.059*(-11.96) = -0.09 - 0.70564 = -0.79564V

Cu2+ + e = Cu+

Cu+ + I- = CuI

-------------------

Cu2+ + I- + e = CuI

E(Cu2+/CuI) = 0.859V

Vậy đáp án C là đáp án đúng.

Phản ứng tự phát khi ΔG < 0 hay E⁰ > 0.

Ta có: E⁰ = E⁰_oxi hóa - E⁰_khử

E⁰ = E⁰_(Fe³⁺/Fe²⁺) - E⁰_(I₂/2I⁻) = 0,77 - 0,54 = 0,23V > 0

ΔG < 0, phản ứng tự phát.