Bài 17. Ôn tập chương 5 trang 86 Hóa 12 Kết nối tri thức: Xét các cặp oxi hoá – khử sau: Cặp oxi hóa – khử Al3+/Al Ag+/Ag Mg2+/Mg Fe2+/Fe Thế điện cực...

Câu hỏi:

Xét các cặp oxi hoá – khử sau:

a) Kim loại có tính khử mạnh nhất, yếu nhất lần lượt là

A. Mg, Ag. B. Al, Ag. C. Al, Fe. D. Mg, Fe.

b) Số kim loại khử được ion H⁺ thành khí H₂ ở điều kiện chuẩn là

A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.

c) Số kim loại khử được ion Ag⁺ thành Ag ở điều kiện chuẩn là

A. 4. B. 1. C. 3. D. 2.

Hướng dẫn giải :

Giữa hai cặp oxi hóa - khử, cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì dạng khử có tính khử mạnh hơn, còn dạng oxi hóa có tính oxi hóa yếu hơn và ngược lại.

Chất khử của cặp oxi hoá – khử có thế điện cực nhỏ hơn tác dụng với chất oxi hoá của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực lớn hơn, tạo ra dạng oxi hoá và dạng khử tương ứng.

Lời giải chi tiết :

a) Ta có: \({\rm{E}}_{M{g^{2 + }}/Mg}^{\rm{0}} < {\rm{E}}_{A{l^{3 + }}/Al}^{\rm{0}} < {\rm{E}}_{F{e^{2 + }}/Fe}^{\rm{0}} < {\rm{E}}_{A{g^ + }/Ag}^{\rm{0}}\)

Þ Kim loại có tính khử mạnh nhất là Mg, kim loại có tính khử yếu nhất là Ag.

→ Chọn A.

b) Các kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn \({\rm{E}}_{2{H^ + }/{H_2}}^{\rm{0}}(0{\rm{ V)}}\) khử được ion H⁺ thành khí H₂ ở điều kiện chuẩn là Mg, Al, Fe.

→ Chọn C.

c) Các kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn \({\rm{E}}_{A{g^ + }/Ag}^{\rm{0}}\)khử được ion Ag⁺ thành Ag ở điều kiện chuẩn là Mg, Al, Fe.

→ Chọn C.

Câu hỏi:

Cho pin điện hoá tạo bởi hai cặp oxi hoá – khử ở điều kiện chuẩn: Pb²⁺/Pb và Zn²⁺/Zn với thể điện cực chuẩn tương ứng là –0,126 V và –0,762 V.

a) Xác định anode, cathode của pin điện.

b) Viết quá trình xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.

c) Xác định sức điện động chuẩn của pin.

Hướng dẫn giải :

Giữa hai cặp oxi hóa - khử, cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì dạng khử có tính khử mạnh hơn, còn dạng oxi hóa có tính oxi hóa yếu hơn và ngược lại.

Khi pin điện hoá hoạt động: ở anode (cực âm) xảy ra quá trình oxi hoá; ở cathode (cực dương) xảy ra quá trình khử.

Sức điện động chuẩn của pin điện bằng thế điện cực chuẩn của cực dương (cathode) trừ thế điện cực chuẩn của cực âm (anode): \({\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}} = {\rm{E}}_{{\rm{cathode}}}^{\rm{0}} - {\rm{E}}_{{\rm{anode}}}^{\rm{0}}\)

Lời giải chi tiết :

a) Vì \({\rm{E}}_{Z{n^{2 + }}/Zn}^{\rm{0}} < {\rm{E}}_{P{b^{2 + }}/Pb}^{\rm{0}}\)nên anode của pin là Zn, cathode của pin là Pb.

b) Quá trình oxi hóa xảy ra ở anode: \({\rm{Zn }} \to {\rm{ Z}}{{\rm{n}}^{{\rm{2 + }}}} + {\rm{2e}}\)

Quá trình khử xảy ra ở cathode: \({\rm{P}}{{\rm{b}}^{{\rm{2 + }}}} + {\rm{2e}} \to {\rm{Pb}}\)

Phản ứng hóa học xảy ra trong pin: \({\rm{Zn }} + {\rm{ P}}{{\rm{b}}^{2 + }} \to {\rm{ Z}}{{\rm{n}}^{2 + }} + {\rm{ Pb}}\)

c) \({\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}} = {\rm{E}}_{P{b^{2 + }}/Pb}^{\rm{0}} - {\rm{E}}_{Z{n^{2 + }}/Zn}^{\rm{0}} = - 0,126 - ( - 0,762) = 0,636{\rm{ (V)}}\)

Câu hỏi:

Sức điện động chuẩn của pin điện hóa gồm hai điện cực M²⁺/M và Ag⁺/Ag bằng 1,056 V.

Trong số các kim loại Cu, Fe, Ni, Sn

a) Hãy cho biết kim loại nào phù hợp với M.

b) Lựa chọn kim loại M để- pin điện hoá có sức điện động chuẩn lớn nhất.

Cho biết:

Hướng dẫn giải :

Giữa hai cặp oxi hóa - khử, cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì dạng khử có tính khử mạnh hơn, còn dạng oxi hóa có tính oxi hóa yếu hơn và ngược lại.

Khi pin điện hoá hoạt động: ở anode (cực âm) xảy ra quá trình oxi hoá; ở cathode (cực dương) xảy ra quá trình khử.

Sức điện động chuẩn của pin điện bằng thế điện cực chuẩn của cực dương (cathode) trừ thế điện cực chuẩn của cực âm (anode): \({\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}} = {\rm{E}}_{{\rm{cathode}}}^{\rm{0}} - {\rm{E}}_{{\rm{anode}}}^{\rm{0}}\)

Lời giải chi tiết :

a) Ta thấy, thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử đã cho đều nhỏ hơn thế điện cực chuẩn của Ag⁺/Ag. Do đó, anode của pin là M và cathode của pin là Ag.

Ta có: \({\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}} = {\rm{E}}_{A{g^ + }/Ag}^{\rm{0}} - {\rm{E}}_{{M^{n + }}/M}^{\rm{0}} \Rightarrow {\rm{E}}_{{M^{n + }}/M}^{\rm{0}} = {\rm{E}}_{A{g^ + }/Ag}^{\rm{0}} - {\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}} = 0,799 - 1,056 = - 0,257{\rm{ }}({\rm{V}})\)

Þ Kim loại M là Ni.

c) Vì \({\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}} = {\rm{E}}_{A{g^ + }/Ag}^{\rm{0}} - {\rm{E}}_{{M^{n + }}/M}^{\rm{0}}\) nên để \({\rm{E}}_{{\rm{pin}}}^{\rm{o}}\)lớn nhất thì \({\rm{E}}_{{M^{n + }}/M}^{\rm{0}}\)phải nhỏ nhất.

Þ Kim loại M là Fe thì pin điện hoá có sức điện động chuẩn lớn nhất.