Cho cấu tạo của một pin điện như hình bên. Phát biểu nào sau đây là đúng? 

Pin điện hoá là nguồn năng lượng được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị như đèn pin, điện thoại, laptop, máy tính cầm tay, đồng hồ, xe đạp điện, xe máy điện, ô tô, máy bay không người lái, ... Pin điện hoá có cấu tạo như thế nào? Phản ứng oxi hoá – khử đóng vai trò gì trong hoạt động của pin điện hoá? Làm thế nào để lắp ráp được một số pin điện hoá đơn giản?

Phản ứng oxi hoá – khử luôn kèm theo sự chuyển electron từ chất khử sang chất oxi hoá. Nếu các quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra trên hai điện cực và electron được truyền từ chất khử sang chất oxi hoá qua dây dẫn thì năng lượng của phản ứng hoá học sẽ chuyển thành năng lượng điện.

Xét phản ứng oxi hoá – khử:

Phản ứng hoá học trên xảy ra trong hai thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Cho Zn tiếp xúc trực tiếp với ion Cu²⁺ bằng cách nhúng thanh Zn vào dung dịch CuSO₄ (Hình 15.6), thấy xuất hiện kim loại đồng màu đỏ bám trên bề mặt thanh kẽm.

Thí nghiệm 2: Lắp hệ điện hoá gồm hai điện cực Zn²⁺/Zn và Cu²⁺/Cu như Hình 15.7, thấy bóng đèn sáng.

Thực hiện các yêu cầu sau

1. Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử trong mỗi thí nghiệm.

2. Trong thí nghiệm nào thì quá trình oxi hoá và quá trình khử cùng xảy ra trên bề mặt của một thanh kim loại.

3. Tại sao trong thí nghiệm 2 bóng đèn lại sáng?

Một pin Galvani được thiết lập ở điều kiện chuẩn theo sơ đồ Hình 15.10.

Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn ở Bảng 15.1:

a) Xác định anode, cathode và viết các quá trình xảy ra ở anode, cathode, Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong pin.

b) Tính sức điện động chuẩn của pin và so sánh với giá trị hiển thị trên vôn kế.

c) Xác định chiều của dòng electron chạy qua dây dẫn.

Sức điện động chuẩn của pin điện hóa gồm hai điện cực M²⁺/M và Ag⁺/Ag bằng 1,056 V.

Trong số các kim loại Cu, Fe, Ni, Sn

a) Hãy cho biết kim loại nào phù hợp với M.

b) Lựa chọn kim loại M để pin điện hoá có sức điện động chuẩn lớn nhất.

Cho biết:

Cho pin điện hoá tạo bởi hai cặp oxi hoá – khử ở điều kiện chuẩn: Pb²⁺/Pb và Zn²⁺/Zn với thể điện cực chuẩn tương ứng là –0,126 V và –0,762 V.

a) Xác định anode, cathode của pin điện.

b) Viết quá trình xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.

c) Xác định sức điện động chuẩn của pin.

Quan sát hình dưới đây:

Hình 11.1 mô tả một số loại pin thường được sử dụng trong đời sống. Vậy hoạt động của các pin trên dựa trên loại phản ứng hóa học nào?

Khi nhúng một thanh kẽm vào dung dịch CuSO₄ thì electron từ thanh kẽm sẽ chuyển trực tiếp hay gián tiếp đến ion Cu²⁺ trong dung dịch? Giải thích.

Hãy mô tả cấu tạo mỗi pin Galvani sau:

a) Fe – Cu

b) Cu – Ag

c) Fe – Ag

Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của pin Galvani Zn – Ag và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong pin.

Cho biết thế điện cực chuẩn của cặp:

\(E_{Z{n^{2 + }}/Zn}^o =  - 0,763V\)và \(E_{C{u^{2 + }}/Cu}^o = 0,340V\). Hãy tìm biểu thức liên hệ hai giá trị này với giá trị sức điện động chuẩn của pin Zn – Cu (bằng 1,103V)

Từ Bảng 10.1, hãy so sánh sức điện động chuẩn của pin Galvani Zn – Ni và Sn – Cu. 

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Hai thanh (hoặc dây) kim loại khác nhau (ví dụ đồng, kẽm,…), dung dịch chất điện li (ví dụ dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng, NaCl,… hoặc quả chanh, quả táo,…).

- Dụng cụ: Vôn kế (hoặc đèn led nhỏ để nhận biết sự xuất hiện của dòng điện), dây dẫn, cốc thủy tinh.

Tiến hành:

- Cắm hai thanh (hoặc dây) kim loại vào cốc chứa dung dịch chất điện li (hoặc quả chanh, quả táo,…).

- Đo sức điện động giữa hai thanh (hoặc dây) kim loại bằng vôn kế (Hình 11.3)

Yêu cầu: Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra

Chú ý an toàn: Hai thanh kim loại trong pin không được chạm vào nhau.

Tìm hiểu và cho biết một số hạn chế nếu sử dụng pin Galvani Zn – Cu trong đèn pin.

Sử dụng bảng thế điện cực chuẩn, xác định sức điện động chuẩn của pin Galvani tạo bởi các cặp oxi hóa – khử sau, đồng thời chỉ ra điện cực dương, điện cực âm của pin trong mỗi trường hợp:

a) Ni²⁺/Ni và Ag⁺/Ag                                      b) Zn²⁺/Zn và 2H⁺/H₂

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về pin Galvani?

A. Anode là điện cực dương

B. Cathode là điện cực âm

C. Ở điện cực âm xảy ra quá trình oxi hóa

D. Dòng electron di chuyển từ cathode sang anode.

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

a) Phản ứng hóa học xảy ra trong pin Galvani là phản ứng tự diễn biến.

b) Trong pin Galvani, điện cực âm là nơi xảy ra quá trình khử.

c) Sức điện động của pin Galvani là hiệu điện thế giữa hai điện cực.

d) Pin Galvani tạo ra dòng điện từ quá trình vật lí.

Cho phản ứng trong một pin Galvani như sau:

2Cr(s) + 3Cu²⁺ (aq) \( \to \) 2Cr³⁺(aq) + 3Cu(s)

Hãy cho biết quá trình xảy ra ở anode và cathode khi pin hoạt động.

Người ta dùng hai sợi dây làm bằng hai kim loại khác nhau cắm vào một quả chanh và nối với một bóng đèn 3 V thì thấy bóng đèn sáng. Như vậy, quả chanh có cắm hai sợi dây kim loại khác nhau đóng vai trò như một viên pin, phát sinh ra dòng điện.

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin như thế nào?

Quan sát Hình 12.1, hãy mô tả cấu tạo của pin Galvani. Cho biết cực dương, cực âm và chiều di chuyển của electron trong pin.

Điện cực nào bị tan dần trong pin Galvani Zn-Cu?

Dựa vào Bảng 12.1, xác định cathode và anode trong pin điện hoá Zn-Pb gồm điện cực chuẩn Zn²⁺/Zn và điện cực chuẩn Pb²⁺/Pb. Tính sức điện động chuẩn của pin.

Trong pin điện hoá, quá trình khử

A. xảy ra ở cực âm.                                            B. xảy ra ở cực dương.

C. xảy ra ở cực âm và cực dương.                     D. không xảy ra ở cả cực âm và cực dương.

Khi pin Galvani Zn-Cu hoạt động thì nồng độ

A. Cu²⁺ giảm, Zn²⁺ tăng.                                    B. Cu²⁺ giảm, Zn²⁺ giảm.

C. Cu²⁺ tăng, Zn²⁺ tăng.                                     D. Cu²⁺ tăng, Zn²⁺ giảm.

Cho một pin điện hoá được tạo bởi các cặp oxi hoá khử Fe²⁺/Fe, Ag⁺/Ag ở điều kiện chuẩn. Quá trình xảy ra ở cực âm khi pin hoạt động là

A. Fe → Fe²⁺ + 2e                                              B. Fe²⁺ + 2e → Fe

C. Ag⁺ + le → Ag                                               D. Ag → Ag⁺ + 1e

Dựa vào Bảng 12.1, tính sức điện động chuẩn của các pin điện hoá tạo bởi các cặp oxi hoá - khử sau: Fe²⁺/Fe và Cu²⁺/Cu; Sn²⁺/Sn và Ag⁺/Ag; Pb²⁺/Pb và Ag⁺/Ag.

Trong pin điện hóa, quá trình khử

Trong pin điện hóa Fe – Cu, phản ứng hóa học xảy ra giữa hai dạng nào của các cặp oxi hóa – khử tương ứng?

Trong quá trình hoạt động của pin điện Cr – Cu, quá trình xảy ra ở anode là:

Trong quá trình hoạt động của pin điện Cu – Ag, điện cực bạc là

Cho pin điện hóa Zn – Cu. Biết \(E_{Z{n^{2 + }}/Zn}^o =  - 0,762V\)và \(E_{C{u^{2 + }}/Cu}^o = 0,34V\). Sức điện động chuẩn của pin điện hóa Zn – Cu là