Chọn phương án đúng:Pin 1: Zn | Zn²⁺ || Pb²⁺ | Pb → E₁ = 0,63VPin 2: Pb | Pb²⁺ || Cu²⁺ | Cu → E₂ = 0,47VPin: Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu có E = ?

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.

Câu 1: Pin là một hệ thống biến đổi năng lượng hóa học (từ phản ứng oxi hóa khử tự xảy ra) thành điện năng. Phát biểu này đúng.

Câu 2: Điện phân là quá trình sử dụng năng lượng điện (dòng điện một chiều) để thực hiện các phản ứng oxi hóa khử không tự xảy ra. Phát biểu này đúng.

Câu 3: Pin biến đổi năng lượng của phản ứng oxi hóa khử thành điện năng, phản ứng này phải tự xảy ra. Phát biểu này đúng.

Câu 4: Các quá trình xảy ra trong pin và bình điện phân ngược nhau: pin tạo ra điện từ phản ứng hóa học tự xảy ra, còn bình điện phân dùng điện để thực hiện phản ứng hóa học không tự xảy ra. Phát biểu này đúng.

Vậy, các phát biểu 1, 2, 3 và 4 đều đúng. Tuy nhiên, không có đáp án nào liệt kê đầy đủ 4 ý này. Câu B gần đúng nhất vì bao gồm 1, 2 và 4. Do đó, câu B là đáp án phù hợp nhất trong các lựa chọn.