Trả lời nhanh
Đáp án đúng là D. chỉ có Sn bị ăn mòn điện hoá. Vì Pb2+ oxi hoá được Sn nên Sn có tính khử mạnh hơn Pb. Khi hai thanh nối nhau và cùng nhúng trong dung dịch chất điện li, Sn đóng vai trò cực âm (anot) bị oxi hoá, còn Pb là cực dương (catot) được bảo vệ.
Đề bài thường gặp
Biết rằng ion Pb2+ trong dung dịch oxi hoá được Sn. Khi nhúng hai thanh kim loại Pb và Sn được nối với nhau bằng dây dẫn điện vào một dung dịch chất điện li thì:
- A. cả Pb và Sn đều bị ăn mòn điện hoá.
- B. cả Pb và Sn đều không bị ăn mòn điện hoá.
- C. chỉ có Pb bị ăn mòn điện hoá.
- D. chỉ có Sn bị ăn mòn điện hoá.
Phân tích từng bước
Bước 1: Từ dữ kiện “Pb2+ oxi hoá được Sn” suy ra tính khử
Phản ứng xảy ra theo chiều:
Pb2+ + Sn → Pb + Sn2+
Chất khử là Sn, chất oxi hoá là Pb2+. Theo quy tắc α, chất khử mạnh hơn phản ứng với chất oxi hoá mạnh hơn để tạo chất khử yếu hơn và chất oxi hoá yếu hơn. Do đó: Sn khử mạnh hơn Pb, còn Pb2+ oxi hoá mạnh hơn Sn2+. Trong dãy điện hoá, Sn đứng trước Pb (thế điện cực chuẩn của Sn2+/Sn thấp hơn của Pb2+/Pb).
Bước 2: Xác định cực âm, cực dương của pin điện hoá
Điều kiện ăn mòn điện hoá: hai điện cực khác bản chất, tiếp xúc với nhau (trực tiếp hoặc qua dây dẫn) và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Cả ba điều kiện đều thoả.
Kim loại khử mạnh hơn là cực âm và bị ăn mòn:
- Cực âm (anot) – Sn: Sn → Sn2+ + 2e
- Cực dương (catot) – Pb: nếu dung dịch là axit thì 2H+ + 2e → H2↑ (bọt khí xuất hiện trên thanh Pb); nếu là môi trường trung tính thì O2 + 2H2O + 4e → 4OH–
Pb chỉ truyền electron và là nơi chất oxi hoá nhận electron, bản thân Pb không bị tan. Vậy chỉ Sn bị ăn mòn điện hoá.
Loại trừ các phương án sai
| Phương án | Nhận xét |
|---|---|
| A | Sai. Trong một pin điện hoá, một điện cực là anot, một điện cực là catot; hai kim loại không thể cùng bị oxi hoá do ăn mòn điện hoá. |
| B | Sai. Đủ ba điều kiện ăn mòn điện hoá nên quá trình chắc chắn xảy ra. |
| C | Sai. Pb yếu hơn Sn nên Pb là cực dương, được bảo vệ, không bị ăn mòn. |
| D | Đúng. Sn là cực âm, bị oxi hoá thành Sn2+. |
Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Mẹo: “Mạnh chết, yếu sống” – trong cặp hai kim loại nối nhau, kim loại hoạt động mạnh hơn bị ăn mòn, kim loại yếu hơn được bảo vệ.
- Lỗi 1: đọc ngược dữ kiện, cho rằng “Pb2+ oxi hoá Sn” nghĩa là Pb mạnh hơn. Thực tế Sn là chất khử nên Sn mạnh hơn.
- Lỗi 2: nghĩ rằng kim loại ở catot cũng bị tan. Catot chỉ là nơi nhận electron, không bị ăn mòn.
- Lỗi 3: quên rằng ăn mòn điện hoá vẫn xảy ra ngay cả khi không dùng axit, chỉ cần dung dịch dẫn điện.
Bài luyện tập
Câu 1. Biết Cu2+ oxi hoá được Fe (Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu). Nối thanh Fe với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch NaCl. Kim loại nào bị ăn mòn điện hoá?
Đáp án: Fe, vì Fe khử mạnh hơn Cu nên là cực âm: Fe → Fe2+ + 2e.
Câu 2. Gắn thêm một miếng Zn vào vỏ tàu thép đi biển có tác dụng gì?
Đáp án: Zn khử mạnh hơn Fe nên làm anot hi sinh, bị ăn mòn thay cho Fe; vỏ tàu được bảo vệ (phương pháp điện hoá).
Câu 3. Sắt tây (Fe tráng Sn) khi bị xước sâu tới lớp sắt, để trong không khí ẩm thì kim loại nào bị ăn mòn?
Đáp án: Fe, vì Fe khử mạnh hơn Sn nên là cực âm. Đây là điểm khác với tôn (Fe tráng Zn), nơi Zn bị ăn mòn trước.
Xem thêm các bài luyện tập về điện hoá và ăn mòn kim loại để củng cố cách xác định cực âm, cực dương nhanh hơn.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao Pb2+ oxi hoá được Sn lại suy ra Sn mạnh hơn Pb?
Phản ứng Pb2+ + Sn → Pb + Sn2+ cho thấy Sn là chất khử, Pb là chất khử sản phẩm. Chất khử tham gia luôn mạnh hơn chất khử tạo thành nên tính khử Sn > Pb.
Trong pin điện hoá Sn–Pb, kim loại nào là cực âm?
Sn là cực âm (anot) vì có tính khử mạnh hơn, bị oxi hoá thành Sn2+; Pb là cực dương (catot).
Ăn mòn điện hoá cần những điều kiện nào?
Cần ba điều kiện: có hai điện cực khác bản chất (hai kim loại hoặc kim loại với phi kim), hai điện cực tiếp xúc trực tiếp hoặc qua dây dẫn, và cùng nhúng trong dung dịch chất điện li.