Chọn trường hợp đúng:Cho:ε⁰_Fe³⁺/Fe₃O₄ = 0,353Vε⁰_Fe₃O₄/Fe²⁺ = 0,980VTính ε⁰_Fe³⁺/Fe²⁺

Để tính ε⁰_Fe³⁺/Fe²⁺, ta sử dụng phương pháp bảo toàn electron và áp dụng công thức liên hệ giữa thế điện cực chuẩn và năng lượng Gibbs. Quá trình 1: Fe³⁺ + 1e⁻ → Fe²⁺ (ε⁰₁) (chúng ta cần tìm ε⁰₁) Ta có các quá trình sau: Quá trình 2: Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe₃O₄ (ε⁰₂ = 0,353V) Quá trình 3: Fe₃O₄ + 8H⁺ + 2e⁻ → 3Fe²⁺ + 4H₂O (ε⁰₃ = 0,980V) Kết hợp quá trình 2 và 3 ta được: Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe₃O₄ Fe₃O₄ + 2e⁻ → 3Fe²⁺ ------------------------- Fe³⁺ + 5e⁻ → 3Fe²⁺ Nhân quá trình 1 với 3: 3Fe³⁺ + 3e⁻ → 3Fe²⁺ (3ε⁰₁) Số electron trao đổi trong quá trình 2 là 3, và số electron trao đổi trong quá trình 3 là 2. Vì vậy, số electron trao đổi trong quá trình kết hợp là 5 và tạo thành 3 ion Fe²⁺. Ta có: 5ε⁰ = 3ε⁰₁ Trong đó ε⁰ là thế điện cực của quá trình Fe³⁺ chuyển thành Fe²⁺, ta có thể tính thông qua biểu thức: ΔG = -nFE Vì thế: n₁ε₁ + n₂ε₂ = nε Ở đây, ta có thể coi quá trình tạo thành Fe²⁺ từ Fe³⁺ gồm 2 giai đoạn: tạo thành Fe₃O₄ rồi từ Fe₃O₄ tạo thành Fe²⁺. Từ đó ta có: 3 * 0.353 + 2 * 0.980 = 5 * E(Fe3+/Fe2+) 1.059 + 1.96 = 5 * E(Fe3+/Fe2+) 3.019 = 5 * E(Fe3+/Fe2+) E(Fe3+/Fe2+) = 3.019 / 5 = 0.6038 Tuy nhiên, vì quá trình trên không cân bằng số lượng Fe, cần xem xét cách khác. Ta có phương trình bảo toàn e: n₁E₁ = n₂E₂ + n₃E₃ Trong đó: + n₁ là số e trao đổi trong quá trình Fe³⁺/Fe²⁺ (1e) + n₂ là số e trao đổi trong quá trình Fe³⁺/Fe₃O₄ (3e) + n₃ là số e trao đổi trong quá trình Fe₃O₄/Fe²⁺ (2e) Nhưng cách này cũng không trực tiếp áp dụng được. Xét quá trình: Fe3+ + 3e --> Fe3O4 E1 = 0.353V Fe3O4 + 8H+ + 2e --> 3Fe2+ + 4H2O E2 = 0.980V Từ 2 quá trình trên ta có: 3Fe3+ + 9e --> Fe3O4 Fe3O4 + 2e --> 3Fe2+ => 3Fe3+ + 11e --> 3Fe2+ => Fe3+ + 11/3 e --> Fe2+ Quá trình này không đúng vì số e không nguyên. Một cách tiếp cận khác: Dựa vào giản đồ Latimer (nếu có) sẽ giúp giải quyết bài toán này một cách trực quan hơn. Tuy nhiên, với thông tin đã cho, ta không thể trực tiếp áp dụng các công thức đơn giản để tính thế điện cực chuẩn một cách chính xác. Cần thêm dữ kiện hoặc một cách tiếp cận khác để giải quyết bài toán này. Tuy nhiên, do không có đáp án chính xác trong các lựa chọn, tôi sẽ chọn đáp án gần đúng nhất dựa trên kinh nghiệm và kiến thức về thế điện cực. Đáp án gần đúng nhất là A. 0,771V. Lý do: Giá trị này nằm trong khoảng giữa hai thế điện cực đã cho và có vẻ hợp lý cho quá trình khử Fe³⁺ thành Fe²⁺. Mặc dù cách giải thích trên không hoàn toàn chặt chẽ về mặt toán học, nhưng nó cung cấp một ước lượng hợp lý trong bối cảnh các lựa chọn đáp án đã cho. Lưu ý: Cần có thêm thông tin hoặc sử dụng phương pháp tính toán khác để xác định chính xác thế điện cực chuẩn.