Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
• Bước 1: Lấy 2 ống nghiệm khô rồi cho vào mỗi ống 5 ml dung dịch H2SO4 10% (loãng, lấy dư). Cho hai miếng Zn như nhau vào hai ống nghiệm.
• Bước 2: Cho vào ống thứ nhất thêm 2 giọt dung dịch Fe2(SO4)3 và ống thứ hai thêm 2 giọt dung dịch CuSO4.
Cho các phát biểu sau:
(a) Sau bước 1, cả hai ống nghiệm đều có khí thoát ra.
(b) Ở bước 2, ống thứ hai thoát khí ra mạnh hơn ống thứ nhất.
(c) Ở bước 2, cả hai ống đề xảy ra ăn mòn điện hóa học.
(d) Sau bước hai, khối lượng muối thu được ở ống thứ nhất nhiều hơn ống thứ hai.
(c) Nếu ở bước 2, thay Fe2(SO4)3 bằng Cu(NO3)2 thì lượng khí thoát ra ở ống thứ nhất nhiều hơn ống hai.
Số phát biểu đúng là
A. 2. B. 3. C. 4. D. 5.
(a) Đúng, sau bước 1 cả 2 ống có phản ứng giống nhau và đều thoát khí H2:
Zn + H2SO4 —> ZnSO4 + H2
(b) Đúng, khi thêm các muối:
Ống 1: Zn + Fe2(SO4)3 —> ZnSO4 + FeSO4 (1a)
Zn + FeSO4 —> ZnSO4 + Fe (1b)
Ống 2: Zn + CuSO4 —> ZnSO4 + Cu
Phản ứng (1a) xảy ra ngay nhưng rất khó xảy ra phản ứng (1b) vì H+ có tính oxi hóa mạnh hơn Fe2+, và cho dù có xảy ra thì Zn bị ăn mòn điện hóa trong cặp Zn-Cu cũng mạnh hơn nhiều so với cặp Zn-Fe (cặp kim loại có tính khử càng chênh lệch thì kim loại mạnh hơn bị ăn mòn càng mạnh).
Như vậy: H2 thoát ra từ 2 ống đều mạnh lên so với ban đầu nhưng ống (2) tăng đột biến hơn ống (1).
(c) Sai, quá trình ăn mòn điện hóa hầu như chỉ xảy ra ở ống 2, vì như đã nói, phản ứng (1b) bị cản trở bởi H+ nên Fe rất khó sinh ra trong điều kiện như vậy.
(d) Sai, sau bước 2, khi mọi phản ứng đã kết thúc, lượng muối thu được là tương đương (vì lượng Zn ban đầu bằng nhau và H2SO4 đều dư, bỏ qua sự sai khác về lượng muối tạo ra từ các lượng muối thêm vào).
(e) Sai, nếu thay bằng Cu(NO3)2 thì phản ứng chủ đạo tiếp theo là:
3Zn + 8H+ + 2NO3– —> 3Zn2+ + 2NO + 4H2O
Phản ứng diễn ra cho tới khi hết NO3–. Lượng khí thoát ra bị giảm một chút (3 mol Zn đổi được 3 mol H2 nhưng giờ 3 mol Zn chỉ đổi được 2 mol NO), nếu tạo ra các sản phẩm khử khác (N2O, N2, NH4+) mức giảm sẽ sâu hơn. Không thể tạo ra NO2 trong môi trường H+ loãng.
Như vậy ống (1) thoát khí ít hơn ống (2) một chút.