Đề bài
Một nhóm học sinh muốn chứng minh giả thiết tốc độ ăn mòn điện hóa nhanh hơn ăn mòn hóa học, nên làm thí nghiệm như sau:
Bước 1: Nhúng thanh Zn và thanh Cu (không tiếp xúc với nhau) vào cốc đựng dung dịch H2SO4 loãng.
Bước 2: Nối thanh Zn và thanh Cu bằng dây dẫn (có một khóa X) như hình bên.
Kết quả quan sát được là tốc độ thoát khí sẽ tăng lên khi đóng khóa X ở bước 2.
Phương pháp giải
Dựa vào lý thuyết về ăn mòn điện hoá và ăn mòn hoá học.
Lời giải chi tiết
Phân tích từng mệnh đề:
(1) Đúng. Khi khóa X mở, thanh Zn tiếp xúc với dung dịch H2SO4 loãng. Phản ứng hóa học sau xảy ra:
\( \text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow \)
Khí \( \text{H}_2 \) sinh ra ở thanh Zn. Điều này giải thích tại sao chỉ có bọt khí thoát ra ở thanh Zn.
(2) Đúng. Khi khóa X đóng, một mạch điện kín được hình thành với Zn là anode. Phản ứng diễn ra tại anode:
\( \text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- \)
Tại cathode (Cu):
\( 2\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 \)
Khí \( \text{H}_2 \) thoát ra nhanh hơn khi đóng khóa X do quá trình ăn mòn điện hóa.
(3) Sai. Khi tốc độ thoát khí \( \text{H}_2 \) tăng lên, điều đó cho thấy phản ứng diễn ra nhanh hơn, dẫn đến ăn mòn kim loại cũng nhanh hơn.
(4). Đúng. Khi đóng khóa X, tốc độ thoát khí tăng lên, chứng tỏ tốc độ ăn mòn điện hóa nhanh hơn so với ăn mòn hóa học.