Đề ôn tập tốt nghiệp THPT môn Hóa học – Đề 04

Đề luyện tập biên soạn độc lập, không phải đề thi chính thức. Thời gian gợi ý: 50 phút. Cho F=96 500 C mol⁻¹; Ag=108; Cu=63,5; Zn=65; Faraday và hiệu suất được xem là lý tưởng nếu không nêu khác.

Phần I. Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

1. Câu 1. Trong pin Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu đang phát điện, quá trình xảy ra ở điện cực kẽm là
   1. Zn bị oxi hóa thành Zn²⁺.
   2. Cu²⁺ nhận electron.
   3. Zn²⁺ nhận electron.
   4. Cu bị oxi hóa thành Cu²⁺.
2. Câu 2. Ở pin điện hóa tự phát, cathode là nơi
   1. diễn ra sự oxi hóa.
   2. electron rời khỏi mạch ngoài.
   3. các anion nhường electron cho dây dẫn.
   4. diễn ra sự khử.
3. Câu 3. Cầu muối trong pin Daniell chủ yếu có tác dụng
   1. duy trì trung hòa điện tích trong hai ngăn bằng sự dịch chuyển ion.
   2. đưa electron trực tiếp từ anode sang cathode.
   3. làm tăng nồng độ Cu²⁺ ở cathode.
   4. ngăn mọi ion khuếch tán giữa hai ngăn.
4. Câu 4. Cho E°(Cu²⁺/Cu)=+0,34 V và E°(Zn²⁺/Zn)=−0,76 V. Sức điện động chuẩn của pin Zn–Cu là
   1. −1,10 V.
   2. +1,10 V.
   3. +0,42 V.
   4. −0,42 V.
5. Câu 5. Trong pin Zn–Cu đang hoạt động, electron đi trong dây dẫn ngoài
   1. từ cathode Cu sang anode Zn.
   2. từ cầu muối sang điện cực Cu.
   3. từ dung dịch CuSO₄ sang dung dịch ZnSO₄.
   4. từ Zn sang Cu.
6. Câu 6. Trong phản ứng Zn+Cu²⁺→Zn²⁺+Cu, chất oxi hóa là
   1. Zn.
   2. Cu.
   3. Cu²⁺.
   4. Zn²⁺.
7. Câu 7. Khi cân bằng bán phản ứng Fe³⁺+e⁻→Fe²⁺, số electron nhận bởi mỗi ion Fe³⁺ là
   1. 2.
   2. 3.
   3. không có electron trao đổi.
   4. 1.
8. Câu 8. Nếu nhân đôi phương trình của một bán phản ứng khử để cân bằng electron, thế khử chuẩn của cặp oxi hóa–khử
   1. không đổi.
   2. cũng phải nhân đôi.
   3. đổi dấu.
   4. chia đôi.
9. Câu 9. Trong pin Zn–Cu đang phát điện, anion từ cầu muối có xu hướng chuyển về ngăn nào?
   1. Ngăn điện cực Cu (cathode).
   2. Ngăn điện cực Zn (anode).
   3. Di chuyển về hai ngăn với lượng bằng nhau trong mọi trường hợp.
   4. Không chuyển dịch giữa hai ngăn.
10. Câu 10. Điện phân là quá trình
    1. tự phát tạo dòng điện hóa học.
    2. dùng nguồn điện ngoài để cưỡng bức phản ứng oxi hóa–khử không tự phát.
    3. chỉ xảy ra trong pin nhiên liệu.
    4. không có sự chuyển electron.
11. Câu 11. Điện phân dung dịch CuSO₄ với điện cực trơ, phản ứng ưu tiên ở cathode là
    1. SO₄²⁻→SO₂+O₂.
    2. Cu→Cu²⁺+2e⁻.
    3. Cu²⁺+2e⁻→Cu.
    4. 2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻.
12. Câu 12. Giữ nguyên điện lượng cần cho một lớp mạ. Nếu tăng cường độ dòng điện từ 0,50 A lên 1,00 A, thời gian điện phân cần thiết sẽ
    1. tăng gấp đôi.
    2. không đổi.
    3. tăng gấp bốn.
    4. giảm còn một nửa.
13. Câu 13. Cho dòng điện 1,93 A qua dung dịch AgNO₃ trong 1000 s. Khối lượng bạc bám cathode (hiệu suất 100%) là
    1. 1,08 g.
    2. 2,16 g.
    3. 4,32 g.
    4. 0,216 g.
14. Câu 14. Để mạ đồng lên một vật dẫn điện đặt trong dung dịch chứa Cu²⁺, vật cần mạ được nối làm
    1. anode của bình điện phân.
    2. cathode của bình điện phân.
    3. cầu muối.
    4. điện cực nối với cực dương nguồn một chiều.
15. Câu 15. Cách bảo vệ thân tàu thép bằng cách gắn khối Zn dựa trên việc Zn
    1. oxi hóa ưu tiên, làm anode hi sinh.
    2. khử Fe²⁺ thành Fe bằng cách hút electron khỏi sắt.
    3. tạo lớp sơn cách điện.
    4. làm cathode và ngăn dòng electron.
16. Câu 16. Với phản ứng pin viết theo chiều tự phát, dấu của E°_cell và ΔG° lần lượt là
    1. âm, âm.
    2. âm, dương.
    3. dương, âm.
    4. dương, dương.
17. Câu 17. Trong quá trình pin galvanic đang phóng điện, năng lượng hóa học chủ yếu chuyển thành
    1. điện năng cung cấp cho mạch ngoài.
    2. chỉ nhiệt, không có công điện.
    3. năng lượng hạt nhân.
    4. thế năng hấp dẫn.
18. Câu 18. Điện phân NaCl nóng chảy, sản phẩm ở cathode là
    1. Cl₂.
    2. NaOH.
    3. Na kim loại.
    4. H₂.

Phần II. Trắc nghiệm đúng/sai

Trong mỗi câu, xác định đúng hoặc sai cho từng ý a–d.

1. Câu 1: Xét pin chuẩn Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu với E°(Cu²⁺/Cu)=+0,34 V và E°(Zn²⁺/Zn)=−0,76 V.
   1. Phản ứng tổng quát là Zn+Cu²⁺→Zn²⁺+Cu.
   2. Zn là cathode.
   3. E°_cell dương tự nó cho biết phản ứng trong pin diễn ra nhanh.
   4. Electron chạy từ điện cực Zn qua dây ngoài đến điện cực Cu.
2. Câu 2: Một lượng điện 9650 C đi qua bình điện phân AgNO₃; giả sử hiệu suất 100%.
   1. Số mol electron bằng 0,10 mol.
   2. Ở cathode, Ag bị oxi hóa thành Ag⁺.
   3. Lượng Ag tạo thành là 0,10 mol.
   4. Khối lượng Ag thu được là 10,8 g.
3. Câu 3: Một vật sắt tiếp xúc điện với Zn trong môi trường ẩm có chất điện li.
   1. Zn có thể bị oxi hóa ưu tiên và bảo vệ sắt.
   2. Zn hoạt động như anode hi sinh.
   3. Khi Zn bị tiêu hao hết, cơ chế bảo vệ galvanic vẫn được đảm bảo như cũ.
   4. Đây là một dạng bảo vệ cathode cho sắt.
4. Câu 4: Với pin tự phát ở điều kiện chuẩn, ΔG°=−nFE°_cell, trong đó n>0 và F>0.
   1. E°_cell dương thì ΔG° âm.
   2. Tăng hệ số phương trình phản ứng làm thay đổi giá trị E°_cell.
   3. Đảo chiều phản ứng làm đổi dấu E°_cell.
   4. Pin đang phát điện là một tế bào galvanic.

Phần III. Trả lời ngắn

1. Câu 1: Một pin thực hiện phản ứng chuyển 2 mol electron và có E°=1,10 V. Tính ΔG° theo kJ mol⁻¹ phản ứng, lấy F=96 500 C mol⁻¹, làm tròn đến hàng đơn vị.
2. Câu 2: Điện phân dung dịch AgNO₃ với dòng điện 0,965 A trong 2000 s. Tính khối lượng Ag thu được (g), hiệu suất 100%.
3. Câu 3: Cho dòng điện 2,00 A chạy trong 965 s qua dung dịch CuSO₄ với điện cực trơ. Tính khối lượng Cu bám cathode (g), làm tròn 0,001 g.
4. Câu 4: Pin có E°_cathode=+0,80 V, E°_{anode, reduction}=−0,44 V. Tính E°_cell (V).
5. Câu 5: Cần bao nhiêu giây để điện phân AgNO₃ bằng dòng 1,00 A, tạo 1,08 g Ag ở hiệu suất 100%? Lấy F=96 500 C mol⁻¹.
6. Câu 6: Một mạch điện chuyển 0,025 mol electron qua pin. Tính điện lượng tương ứng (C), lấy F=96 500 C mol⁻¹, làm tròn đến đơn vị.

Đáp án và lời giải

Phần I

1. Câu 1. A. Kẽm nhường electron: Zn→Zn²⁺+2e⁻; vì vậy Zn là anode và bị oxi hóa.
2. Câu 2. D. Cathode được định nghĩa là nơi xảy ra sự khử; trong pin galvanic, đây là cực dương.
3. Câu 3. A. Ion trong cầu muối chuyển động để bù điện tích tích lũy ở mỗi ngăn, khép kín mạch ion; electron đi trong dây dẫn ngoài.
4. Câu 4. B. E°_cell=E°_cathode−E°_anode=0,34−(−0,76)=+1,10 V.
5. Câu 5. D. Kẽm anode giải phóng electron, chúng đi qua mạch ngoài đến cathode đồng.
6. Câu 6. C. Cu²⁺ nhận electron thành Cu, nên nó là chất oxi hóa.
7. Câu 7. D. Số oxi hóa Fe giảm từ +3 xuống +2, tương ứng nhận một electron.
8. Câu 8. A. Thế điện cực là đại lượng cường độ, không nhân theo hệ số phương trình; chỉ ΔG và n đổi tỉ lệ.
9. Câu 9. B. Ở anode Zn bị oxi hóa thành Zn²⁺, làm dung dịch ngăn anode tích lũy điện tích dương; anion từ cầu muối chuyển về ngăn Zn để duy trì tính trung hòa điện. OpenStax Chemistry 2e, §17.2.
10. Câu 10. B. Điện phân dùng nguồn điện ngoài để làm diễn ra phản ứng oxi hóa–khử không tự phát.
11. Câu 11. C. Cu²⁺ được khử tại cathode thành đồng kim loại; với điện cực trơ không có anode đồng hòa tan.
12. Câu 12. D. Q=It. Với Q giữ nguyên, t=Q/I nên khi I tăng gấp đôi từ 0,50 A lên 1,00 A, thời gian cần thiết giảm còn một nửa.
13. Câu 13. B. Q=1,93×1000=1930 C=0,020 mol electron; Ag⁺ nhận một electron nên n(Ag)=0,020 mol, m=2,16 g.
14. Câu 14. B. Cu²⁺ nhận electron và bám thành Cu tại bề mặt vật cần mạ, nên vật là cathode.
15. Câu 15. A. Zn hoạt động hóa học hơn Fe nên bị oxi hóa trước, cung cấp electron và đóng vai trò anode hi sinh.
16. Câu 16. C. ΔG°=−nFE°_cell; E° dương cho chiều tự phát thì ΔG° âm.
17. Câu 17. A. Pin galvanic biến đổi năng lượng hóa học tự phát thành điện năng qua dòng electron ở mạch ngoài.
18. Câu 18. C. Trong NaCl nóng chảy, Na⁺ nhận electron ở cathode: Na⁺+e⁻→Na.

Phần II

1. Câu 1. a Đúng: Zn nhường electron cho Cu²⁺. b Sai: Zn là anode; Cu là cathode. c Sai: E° dương cho biết chiều phản ứng thuận tự phát về mặt nhiệt động lực học dưới điều kiện chuẩn, nhưng không xác định phản ứng diễn ra nhanh hay chậm; tốc độ thuộc phạm vi động học. d Đúng: electron chạy trong dây từ Zn đến Cu.
2. Câu 2. a Đúng: n(e)=Q/F=9650/96 500=0,10 mol. b Sai: Ag⁺ bị khử tại cathode. c Đúng: Ag⁺ nhận 1e nên n(Ag)=n(e)=0,10 mol. d Đúng: m=0,10×108=10,8 g.
3. Câu 3. a Đúng: Zn dễ nhường electron hơn Fe. b Đúng: Zn bị ăn mòn thay cho sắt. c Sai: khi Zn hết, không còn kim loại hi sinh duy trì sự bảo vệ đó. d Đúng: phương pháp giữ Fe làm cathode, hạn chế oxi hóa Fe.
4. Câu 4. a Đúng: n,F dương nên E° dương kéo theo ΔG° âm. b Sai: E° không phụ thuộc việc nhân hệ số phương trình. c Đúng: đảo chiều đổi dấu thế pin tương ứng. d Đúng: pin galvanic tạo dòng điện từ phản ứng tự phát.

Phần III

1. Câu 1: −212 kJ mol⁻¹. ΔG°=−2×96 500×1,10/1000=−212,3 kJ mol⁻¹; làm tròn −212.
2. Câu 2: 2,16 g. Q=0,965×2000=1930 C, n(e)=1930/96 500=0,0200 mol; Ag⁺ cần 1e, nên m=0,0200×108=2,16 g.
3. Câu 3: 0,635 g. Q=2,00×965=1930 C, n(e)=0,0200 mol. Cu²⁺ cần 2e nên n(Cu)=0,0100 mol; m=0,0100×63,5=0,635 g.
4. Câu 4: 1,24 V. E°_cell=E°_cathode−E°_{anode,reduction}=0,80−(−0,44)=1,24 V.
5. Câu 5: 965 s. n(Ag)=1,08/108=0,0100 mol, nên Q=0,0100×96 500=965 C; t=Q/I=965 s.
6. Câu 6: 2413 C. Q=n(e)F=0,025×96 500=2412,5 C, làm tròn thành 2413 C.

Nguồn tham khảo

• OpenStax Chemistry 2e, §17.7: Electrolysis — điện lượng Q=It; với Q không đổi, thời gian t tỉ lệ nghịch với cường độ dòng I.
• OpenStax Chemistry 2e, 17.2 Galvanic Cells — hai nửa pin, anode/cathode, cầu muối và chiều dòng electron.
• OpenStax Chemistry 2e, 17.3 Electrode and Cell Potentials — thế khử chuẩn và E°_cell.
• OpenStax Chemistry 2e, 17.4 Potential, Free Energy, and Equilibrium — quan hệ ΔG°=−nFE°.
• OpenStax Chemistry 2e, 17.7 Electrolysis — điện phân và định luật Faraday.