Đề bài
Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
Bước 1. Lấy hai ống nghiệm sạch, cho 3 mL dung dịch $H_{2}SO_{4}$ 1 M vào ống (1), cho 3 mL dung dịch $H_{2}SO_{4}$ 1 M và 2 – 3 giọt dung dịch $CuSO_{4}$ vào ống (2).
Bước 2. Cho đồng thời vào hai ống, mỗi ống một đinh sắt có kích thước như nhau đã được làm sạch bề mặt rồi để yên một thời gian.
Phương pháp giải
Dựa vào lý thuyết nguyên tắc của ăn mòn điện hóa và ăn mòn hoá học.
Lời giải chi tiết
Phân tích các phương án:
(1) Sai, khi thêm dung dịch CuSO4 vào ống (2), sắt đóng vai trò là một điện cực và Cu2+ đóng vai trò là chất nhận electron, tạo ra phản ứng ăn mòn điện hóa, có tốc độ nhanh hơn sự ăn mòn bình thường ở ống (1). Do đó, tuy hai ống có cùng lượng H2SO4, khí thoát ra ở ống (2) sẽ nhanh hơn.
(2) Đúng, trong ống (1), chỉ có quá trình ăn mòn hóa học của sắt với H2SO4. Ở ống (2), do sự có mặt của ion Cu2+, sẽ xảy ra phản ứng ăn mòn điện hóa với cơ chế: Cu2+ + Fe → Cu↓ + Fe2+, kết hợp với H2SO4 làm thoát khí H2.
(3) Đúng, trong ống (2), đồng (Cu) được tạo ra như một kết tủa màu đỏ cam bám lên bề mặt đinh sắt từ phản ứng ăn mòn điện hóa nên mệnh đề này đúng.
(4) Sai, khi thay CuSO4 bằng MgSO4, Mg2+ không có khả năng tạo phản ứng thuận lợi để thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hóa như Cu2+. Ngược lại, khả năng hoà tan của Mg2+ trong dung dịch là rất kém, do đó tốc độ thoát khí ở ống (2) không thể nhanh hơn ống (1).