Một nhóm học sinh tiến hành thực hành chế tạo "pin chanh" để tìm hiểu về sự chuyển hóa hóa

Câu hỏi số 969244:

Thông hiểu

Một nhóm học sinh tiến hành thực hành chế tạo "pin chanh" để tìm hiểu về sự chuyển hóa hóa năng thành điện năng. Các em cắm một thanh kim loại kẽm (Zn) và một thanh kim loại đồng (Cu) vào một quả chanh (sao cho không chạm vào nhau), sau đó dùng dây dẫn nối hai thanh kim loại với một vôn kế (hình bên).

Pin chanh được thiết lập gồm một dây đồng và dây kẽm ghim vào một quả chanh và nối với bóng điện như hình dưới. Bóng điện sáng đồng nghĩa với sự

Tiếp theo, các em thử dùng hệ pin này để thắp sáng một bóng đèn LED nhỏ (hoạt động ở hiệu điện thế tối thiểu 1,5V) nhưng đèn không sáng do sức điện động của một "pin chanh" này đo được chỉ khoảng 0,9V. Cho các phát biểu sau:

(a) Thanh zinc đóng vai trò là cực âm (anode), tại đây zinc bị oxi hóa thành ion $Zn^{2+}$ tan vào dịch quả chanh.

(b) Tại bề mặt thanh copper (cực dương), xảy ra quá trình khử ion $Cu^{2+}$ thành kim loại copper bám vào điện cực.

(d) Dịch nước chanh (chứa citric acid, ascorbic acid...) đóng vai trò là môi trường chất điện li, cho phép các ion di chuyển để khép kín mạch điện.

(e) Nếu thay thanh zinc bằng một chiếc đinh iron (Fe) và giữ nguyên thanh copper, sức điện động của "pin chanh" tạo ra sẽ lớn hơn 0,9V.

Số phát biểu đúng là

A. 2.

B. 1.

C. 4.

D. 3.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:969244

Phương pháp giải

- Xác định vai trò các điện cực dựa trên dãy thế điện cực chuẩn: Kim loại có tính khử mạnh hơn đóng vai trò là cực âm (anode), kim loại có tính khử yếu hơn đóng vai trò là cực dương (cathode).

- Trong pin điện hóa đơn giản như pin chanh, tại cathode thường xảy ra sự khử ion $H^+$ từ acid có trong dịch quả.

- Sức điện động của pin ($E_{cell}$) phụ thuộc vào bản chất của cặp kim loại làm điện cực. Hiệu số thế điện cực chuẩn càng lớn thì sức điện động càng lớn.

- Mắc nối tiếp các nguồn điện giúp tăng tổng hiệu điện thế của mạch.

Giải chi tiết

(a) đúng. Zinc có tính khử mạnh hơn copper nên đóng vai trò là anode (cực âm). Tại đây xảy ra quá trình oxi hóa: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e$.

(b) sai. Trong dịch quả chanh không chứa nồng độ đáng kể ion $Cu^{2+}$. Tại cathode (thanh copper), ion $H^+$ từ các acid (citric acid, ascorbic acid) bị khử tạo thành khí hydrogen:

$2H^+ + 2e \rightarrow H_2$.

(c) đúng. Khi mắc nối tiếp, sức điện động tổng cộng bằng tổng sức điện động các pin thành phần ($E = E_1 + E_2 + ...$). Với 2 pin chanh mắc nối tiếp, hiệu điện thế đạt khoảng $0,9 \times 2 = 1,8V > 1,5V$, đủ để thắp sáng đèn LED.

(d) đúng. Các acid trong chanh phân li ra ion, tạo môi trường dẫn điện giúp các ion di chuyển giữa hai điện cực để duy trì dòng điện.

(e) sai. Iron (Fe) có tính khử yếu hơn zinc (Zn) (thế điện cực chuẩn $E^o_{Fe^{2+}/Fe} = -0,44V$ cao hơn $E^o_{Zn^{2+}/Zn} = -0,76V$). Do đó, khoảng cách về thế điện cực giữa Fe và Cu nhỏ hơn giữa Zn và Cu, dẫn đến sức điện động tạo ra sẽ nhỏ hơn 0,9V.

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.