SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT VÕ THỊ SÁU CHUYÊN ĐỀ DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP LIÊN QUAN Người thực hiện: Bạch Thị Kim Dung Tổ : Hóa – Sinh – Công nghệ Bồi dưỡng học sinh lớp 12 Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 10 tiết Năm học: 2014 1 DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP LIÊN QUAN A/ Đặt vấn đề: Dãy điện hóa của kim loại hóa học 12 Đây là những lý thuyết khô khan, khó hiểu đối với trình độ học sinh phổ thông và kể cả với giáo viên. Nhưng việc nghiên cứu các vấn đề về điện hóa sẽ giúp cho học sinh hiểu sâu hơn về chiều hướng và mức độ xảy ra của các phản ứng oxi hóa-khử. Bên cạnh đó việc áp dụng lý thuyết điện hóa cho phép chúng ta tạo ra các nguồn điện khác nhau (pin, acquy) các kỹ thuật điện khác (điều chế, tinh chế kim loại bằng các phương pháp mạ điện, đúc điện…) các thiết bị dùng trong khoa học và thực tiễn hàng ngày (máy đo pH…) Bên cạnh đó, trong chương trình thi đại học, cao đẳng dạng bài tập liên quan đến kiến thức dãy điện hóa chiếm số lượng tương đối nhiều trong đề thi. Vì vậy việc nghiên cứu điện hóa có ý nghĩa rất lớn về lý thuyết cũng như thực tế nên tôi viết chuyên đề này dành cho học sinh nghiên cứu, học hỏi để nắm chương điện hóa trong trường phổ thông B/ Giải quyết vấn đề: Phần I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ ĐIỆN HOÁ 1.1. Điện hoá học là gì? Điện hoá học là một lĩnh vực lý thuyết của hoá học chuyên nghiên cứu về sự chuyển đổi tương hỗ giữa điện năng và hoá năng. Tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa dòng điện và phản ứng hoá học. 1.2. Phản ứng OXH – khử: 1.2.1. Khái niệm: Phản ứng OXH – khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số OXH của các nguyên tố.Ví dụ: +1 +5 -2 0 0 0 +4 -2 t 2 Ag N O3  → 2 Ag + O 2 ↑ + N O 2 ↑ 0 0 0 +1 -1 0 +3 -2 t 4 Al + 3O 2  → 2 Al2 O3 +1 -1 0 2 Na + 2 H Cl  → 2 Na Cl + H 2 ↑ 2 1.2.2. Nguyên nhân của sự thay đổi số OXH trong các phản ứng OXH – khử: là do có sự di chuyển electron từ các phần tử này sang phần tử khác. (phần tử ở đây được hiểu là nguyên tử, phân tử và ion) Phần tử cho đi electron được gọi là chất khử hay chất bị OXH. Phần tử nhận thêm electron được gọi là chất OXH hay chất bị khử. Như vậy trong phản ứng OXH – khử luôn luôn xảy ra đồng thời hay quá trình: Quá trình cho electron gọi là quá trình OXH hay sự OXH. Quá trình nhận electron gọi là quá trình khử hay sự khử. 1.2.3. Mối quan hệ giữa phản ứng OXH – khử và dòng điện: • Đối với các phản ứng OXH – khử tự xảy ra khi nó tự xảy ra thì luôn luôn kèm theo quá trình biến đổi năng lượng: Hoá năng thành nhiệt năng hoặc thành điện năng tuỳ thuộc vào cách tiến hành phản ứng: - Nếu thực hiện phản ứng OXH – khử bằng cách cho chất khử tiếp xúc trực tiếp với chất OXH thì hóa năng của phản ứng sẽ chuyển thành nhiệt năng. Ví dụ: nhúng thanh Zn vào dd CuSO4 thì: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu ↓ ΔH 0298 = -51,82Kcal. Trong trường hợp này sự OXH và sự khử xảy ra ở cùng một vị trí và electron sẽ di chuyển trực tiếp từ chất khử sang chất OXH. - Nếu thực hiện phản ứng theo một cách khác: Nhúng thanh Zn vào dd ZnSO 4, nhúng thanh Cu vào dd CuSO4. Hai dung dịch nối với nhanh bằng một cầu nối đựng dd KNO3 bảo hòa để dẫn điện nhưng không cho hai dd trộn lẫn vào nhau. Như vậy trong trường hợp này thanh Zn không tiếp xúc trực tiếp với dd CuSO 4, nhưng nối thanh Zn và thanh Cu lại với nhau qua một dây kim loại thì dây Zn bị OXH thành Zn2+ tan vào dung dịch và Cu2+ bị khử thành Cu bám lên thanh Cu. Trong trường hợp này: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Trong đó: Quá trình OXH xảy ra ở cực Zn: Zn – 2e  Zn2+Trong trường hợp này: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Quá trình khử xảy ra ở cực Cu: Cu2+ + 2e  Cu 3 Điều đó chứng tỏ các electron đã di chuyển từ cực Zn sang cực Cu và các ion Cu 2+ trong dung dịch di chuyển về thanh Cu nhận electron từ Zn chuyển sang. Các ion Zn2+ tách ra khỏi thanh Zn đi vào dung dịch. Trong mạch xuất hiện một dòng điện. Như vậy ở đây hoá năng đã chuyển thành điện năng. Dụng cụ để thực hiện một phản ứng OXH – khử biến hoá năng thành điện năng gọi là nguyên tố Ganvanic hay pin điện. • Đối với những phản ứng OXH – khử không tự xảy ra như: 2NaCl  2Na + Cl2 Để thực hiện phản ứng này người ta phải dùng một dòng điện một chiều từ bên ngoài đi qua NaCl nóng chảy có màng ngăn, kết quả người ta thu được Na và Cl 2 ở hai nơi khác nhau – đó là hai cực của bình điện phân. Ở anot: 2Cl- – 2e  Cl2 x1 Ở catot: Na+ +1e  Na x2 dp 2NaCl(n/c) = 2Na + Cl 2 m.n catot anot Trong trường hợp này đã xảy ra sự biến đổi năng lượng từ điện năng thành hoá năng. 1.2.4. Phân loại phản ứng OXH – khử: có nhiều cách phân loại phản ứng OXH – khử khác nhau: a. Căn cứ vào cách tiến hành phản ứng OXH – khử: chia làm 3 loại: Loại 1: phản ứng OXH – khử thông thường: Là loại phản ứng OXH – khử được thực hiện bằng cách cho chất khử tiếp xúc trực tiếp với chất OXH. Ví dụ: Cho viên Zn vào dd HCl thì: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑ Đây là loại phản ứng OXH – khử thông thường Loại 2: phản ứng OXH – khử trong pin điện: Là loại phản ứng OXH – khử xảy ra trên các điện cực và có phát sinh dòng điện. Ví dụ: 4 Pin Zn – Cu: (-) Zn|Zn2+ 1M || Cu2+ 1M|Cu(+) Zn – 2e  Zn2+ Ở catot x1 Cu2+ + 2e  Cu Ở anot x1 Phản ứng xảy ra trong pin: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu Khi nối cực kẽm với cực đồng thì e sẽ di chuyển từ cực Zn sang cực Cu và các ion Cu2+ di chuyển về cực Cu nhận e từ Zn chuyển sang, còn Zn 2+ tách khỏi bề mặt thanh Zn đi vào dung dịch. Kết quả trong mạch xuất hiện một dòng điện một chiều. Phản ứng xảy ra trong pin điện biến hoá năng thành điện năng. Loại 3: Phản ứng OXH – khử trong điện phân: Là loại phản ứng OXH – khử xảy ra trên bề mặt điện cực nhờ tác dụng của dòng điện một chiều ngoài đi qua chất điện phân ở trạng thái nóng chảy hoặc dung dịch. Phản ứng OXH khử trong điện phân là quá trình biến đổi điện năng thành hoá năng. b. Căn cứ vào chất khử và chất OXH thì chia thành 3 loại: Loại 1: phản ứng OXH – khử giữa các phân tử: Chất khử và chất OXH không thuộc cùng một phân tử. Ví dụ: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu ↓ Loại 2: phản ứng tự OXH – khử: một chất giữ cả vai trò chất OXH và chất khử. Ví dụ: 2NO2 + 2KOH = KNO3 + KNO2 + H2O Loại 3: phản ứng OXH – khử nội phân tử: chất khử và chất OXH nằm cùng trong một phân tử. +2 -2 Ví dụ: t0 0 0 2 Hg O = 2 Hg + O 2 1.2.5. Cân bằng phản ứng OXH – khử theo phương pháp ion – electron: tiến hành theo các bước sau đây: Bước 1: Xác định số OXH của các nguyên tố từ đó xác định chất khử, chất OXH và sản phẩm của các quá trình OXH – khử. Bước 2: Viết các quá trình cho và nhận electron (các bán phản ứng) theo đúng trạng thái tồn tại của các chất (nguyên tử, phân tử và ion) 5 Bước 3: Cân bằng số electron trao đổi theo nguyên tắc: “Tổng số electron mà các chất khử cho = tổng số electron mà các chất OXH nhận” bằng cách nhân hệ số. Bước 4: Cộng các bán phản ứng theo từng vế và so sánh điện tích của phương trình thu được sau khi cộng. Bước 5: Cân bằng điện tích ở hai vế của phương trình thu được sau khi cộng theo nguyên tắc sau: • Đối với các phản ứng đã biết môi trường: - Nếu phản ứng có axit làm môi trường thì vế trái thêm H + và vế phải tạo thành nước. - Nếu phản ứng có kiềm tham gia thì vế trái thêm OH- và vế phải tạo thành nước. - Nếu phản ứng có nước tham gia thì vế trái thêm H 2O và vế phải tạo thành H+ nếu điện tích vế trái lớn hơn vế phải; vế phải tạo thành OH - nếu điện tích vế trái nhỏ hơn điện tích vế phải. • Đối với phản ứng chưa biết môi trường: Biện luận để xác định môi trường: - Nếu điện tích vế trái nhỏ hơn điện tích vế phải thì phản ứng chỉ có thể thực hiện trong môi trường H+ hoặc trung tính (có H2O tham gia). - Nếu điện tích vế trái lớn hơn điện tích vế phải thì phản ứng chỉ có thể thực hiện trong môi trường OH- hoặc trung tính (có H2O tham gia). - Căn cứ vào trạng thái tồn tại của các sản phẩm để cơ sở thêm cho quá trình biện luận tìm môi trường. Áp dụng cân bằng các phản ứng OXH – khử sau bằng phương pháp ion – electron. Bài tập 1: Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4  Na2SO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2O SO32- – 2e  SO42- x5 MnO4- + 5e  Mn2+ x2 5SO32- + 2MnO4-  5SO42- + 2Mn2+ Điện tích vế trái: -12 Điện tích vế phải: -6 Để cân bằng điện tích cần thêm: 6H+  3H2O 6 Phương trình phản ứng dạng ion: 5SO32- + 2MnO4- + 6H+  5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O Phương trình phản ứng dạn phân tử: 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O Bài tập 2: Na2SO3 + KMnO4 + KOH  Na2SO4 + K2MnO4 + H2O SO32- – 2e  SO42- x1 MnO4- + 1e  MnO42- x2 1SO32- + 2MnO4-  1SO42- + 2MnO42Điện tích vế trái: -4 Điện tích vế phải: -6 Để cân bằng điện tích cần thêm: 2OH-  1H2O Phương trình phản ứng dạng ion: 1SO32- + 2MnO4- + 2OH-  1SO42- + 2MnO42- + 1H2O Phương trình phản ứng dạn phân tử: Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O Bài tập 3: Na2SO3 + KMnO4 + H2O  Na2SO4 + KOH + MnO2 SO32- – 2e  SO42- x3 MnO4- + 3e  MnO2 x2 3SO32 +2 MnO4-  3SO42- + 2MnO2 Điện tích vế trái: -8 Điện tích vế phải: -6 Để cân bằng điện tích cần thêm: 1H2O  2OHPhương trình phản ứng dạng ion: 3SO32 +2 MnO4- + H2O  3SO42- + 2MnO2 + 2OHPhương trình phản ứng dạn phân tử: 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O  3Na2SO4 + 2KOH + 2MnO2 Bài tập 4: 7 Hoàn thành và cân bằng phản ứng OXH – khử sau bằng phương pháp ion – electron: Fe + NO3- + …  Fe3+ + NO2 Fe – 3e  Fe3+ x3 NO3- + 1e  NO2 x2 ↑ +… Fe + 3NO3-  Fe3+ + 3NO2 Điện tích vế trái: -3 Điện tích vế phải +3 Biện luận: - Phản ứng đã cho không thể có kiềm tham gia vì nếu kiềm tham gia thì vế trái thêm OH- vế phải tạo thành nước nên điện tích vế trái luôn nhỏ hơn điện tích vế phải. - Phản ứng đã cho không thể có nước tham gia vì khi đó vế phải tạo thành OH - và Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3 ↓ làm cho trong dung dịch không tồn tại Fe3+ trái với đề ra. - Phản ứng có H+ tham gia khi đó vế phải tạo thành H 2O. Vậy để cân bằng phản ứng cần thêm vào vế trái 6H+ và vế phải tạo 3H2O. Phương trình phản ứng dạng ion: Fe + 3NO3- + 6H+ = Fe3+ + 3NO2 ↑ + 3H2O Phương trình phản ứng dạng phân tử: Fe + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O Hoặc: 2Fe + 6NaNO3 + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O + 3Na2SO4 1.2.6. Thế điện cực – thế điện cực chuẩn và chiều hướng của phản ứng OXH – khử: a. Thế điện cực của một điện cực: là đại lượng có trị số bằng sức điện động của pin gồm điện cực đó và điện cực hidro chuẩn còn dấu là dấu của điện cực đó trong pin. 8 Nếu thế điện cực đo ở điều kiện P = 1atm; và nồng độ đều bằng 1M thì thế điện cực đó gọi là thế điện cực chuẩn ký hiệu là Eo b. Ý nghĩa của thế điện cực chuẩn: • Dựa và thế điện cực chuẩn chúng ta xác định được dễ dàng suất điện động chuẩn của một pin điện gồm 2 điện cực bất kỳ: o •E pin = Eoanot – Eocatot Ví dụ 1: Pin (-) Zn|ZnSO4 1M || CuSO4 1M|Cu(+) Có Eopin = 0,34 – (-0,76) = + 1,1V vì EoZn2+/Zn = -0,76V và EoCu2+/Cu = +0,34V Ví dụ 2: Pin (-) Fe|FeSO4 1M || H2SO4 0,5M|Pt (H2 1atm) (+) Có Eopin = 0 – (-0,44) = + 0,44V vì EoFe2+/Fe = -0,44V và Eo2H+/H2 = +0V • Dựa vào thế điện cực chuẩn chúng ta xác định mức độ thể hiện tính OXH của các chất OXH và mức độ thể hiện tính khử của các chất khử ở điều kiện tiêu chuẩn. Ví dụ: EoAg+/Ag = +0,8V > EoFe3+/Fe2+ = +0,77V nên ở điều kiện chuẩn nồng độ của các ion Ag+, Fe3+ và Fe2+ đều bằng 1mol/l thì: Tính OXH của Ag+ mạnh hơn Fe3+ Tính khử của Ag yếu hơn Fe2+ • Dựa vào Eo chúng ta xác định được chiều của phản ứng OXH – khử ở điều kiện chuẩn: “Phản ứng OXH – khử xảy ra theo chiều phản ứng có E o > 0 hay nói cách khác phản ứng OXH – khử xảy ra theo chiều chất OXH mạnh hơn tác dụng với chất khử mạnh hơn để tạo thành chất khử yếu hơn và chất OXH yếu hơn”. Ví dụ: Cu2+ + 2e  Cu Eo1 = +0,34V = EoCu2+/Cu Fe – 2e  Fe2+ Eo2 = +0,44V = EoFe2+/Fe Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu Eo = Eo1 + Eo2 = +0,78V > 0 => phản ứng xảy ra từ trái sang phải. 1.2.7. Hằng số cân bằng của phản ứng OXH – khử: 9 Đối với một số phản ứng OXH – khử chúng ta không những muốn biết chiều hướng của phản ứng mà chúng ta còn muốn biết mức độ hoàn toàn của phản ứng. Ví dụ trong phân tích định lượng người ta chỉ có thể dựa vào những phản ứng xảy ra hoàn toàn. Để đánh giá mức độ xảy ra của phản ứng thì người ta dựa vào hằng số cân bằng ký hiệu là K. ∆ Đối với mọi phản ứng chúng ta luôn có: Đối với phản ứng OXH – khử ta có: ∆ Go = -2,303.RT.1gK (1) Go = -n.Eo.F (2) n.E o .F F 1gK = = .n.E o 2,303RT 2,303RT Từ (1) và (2) => Vì R = 8,314J F = 96500C nên ở 25oC => 1gK = Ví dụ: Xét phản ứng: Sn + Pb o E Pb 2+ o 2+ E Sn /Pb /Sn 2+ 2+ = -0,126V => Pb + 2e = -0,136V => Sn – 2e Sn + Pb 2+  → ¬   Pb + Sn2+ n.E o 0,059  → ¬    → ¬    → ¬   => K = 10n.E/0,059 Pb + Sn2+ ở 25oC Pb Eo1 = -0,126V Sn2+ Eo2 = +0,136V có Eo = 0,1V > 0 Vậy ở điều kiện tiêu chuẩn Sn khử đươc Pb 2+ nghĩa là phản ứng xảy ra theo chiều thuận. Để đánh giá phản ứng thuận xảy ra đến mức độ nào thì cần phải tính K ở 25o thì: K = 102.0,1/0,059 = 2,21 [Sn 2+ ] [Pb 2+ ] => = 2,21 => Trong dung dịch thì hàm lượng của Sn2+ = 10 2,21 3,21 x100% = 69% => Hàm lượng của Pb2+ = 31% Như vậy phản ứng Sn + Pb 2+  → ¬   Pb + Sn2+ xảy ra thuận nghịch. Phần II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA Ở LỚP 12 BAN A 2.1. Dạng 1: Xác định chiều hướng của phản ứng 2.1.1. Phương pháp giải: Phương pháp 1: Phương pháp lập sơ đồ phản ứng theo nguyên tắc α Bước 1: Sắp xếp các cặp OXH – khử theo chiều tăng dần tính OXH của dạng OXH và giảm dần tính khử của dạng khử. Bước 2: Dựa vào phản ứng đã cho (xét theo chiều thuận) và kết quả sắp xếp ở bước 1 nếu được sơ đồ sp tg tg sp tg sp thì phản ứng xảy ra theo chiều thuận; nếu được sp tg sơ đồ kiểu sau đây thì phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. Áp dụng: Hãy cho biết các phản ứng sau xảy ra theo chiều nào (xét ở đkc) a. Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu b. 2Ag + Cu2+ = 2Ag+ + Cu c. 2Ag + Hg2+ = 2Ag+ + Hg d. 2Ag + Hg22+ = 2Hg + 2Ag+ Giải: a. Tính OXH: Fe2+ < Cu2+ Tính khử: Fe > Cu => Phản ứng xảy ra theo chiều thuận từ trái sang phải. b. Tính OXH: Cu2+ < Ag+ Tính khử: Cu > Ag => Phản ứng xảy ra theo chiều ngịch từ phải sang trái c. Tính OXH: Ag+ < Hg2+ 11 Tính khử: Ag > Hg => Phản ứng xảy ra theo chiều thuận từ trái sang phải d. Tính OXH: Hg22+ < Ag+ Tính khử: Hg > Ag => Phản ứng xảy ra theo chiều nghịch từ phải sang trái Nhận xét: α Phương pháp lập sơ đồ phản ứng theo quy tắc có ưu điểm dễ nhớ, dễ áp dụng, thích hợp cho các đối tượng học sinh trung bình yếu nhưng phạm vi áp dụng thì hạn chế vì thực tế học sinh chỉ sắp xếp được tính OXH và tính khử của các cặp OXH – khử của kim loại mà thôi. Phương pháp 2: Phương pháp thế điện cực chuẩn: Bước 1: Viết phương trình cho và nhận e (các bán phản ứng) kèm theo thế OXH chuẩn và thế khử chuẩn tương ứng với mỗi quá trình. Bước 2: Tổ hợp 2 quá trình được phương trình phản ứng dạng ion và tính sức điện động chuẩn của phản ứng. Bước 3: Kết luận chiều hướng của phản ứng dựa vào dấu của sức điện động: - Nếu Eopứ > 0 => phản ứng xảy ra theo chiều thuận. - Nếu Eopứ < 0 => phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. Áp dụng: Hãy cho biết các phản ứng sau xảy ra theo chiều nào (xét ở đktc) a. Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag b. 2Ag + Hg2+ = 2Ag+ + Hg c. 2Ag + Hg22+ = 2Hg + 2Ag+ d. Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O Giải: a. Fe 2+ – 1e  → ¬   + Ag + 1e 2+ Fe + Ag +  → ¬   Fe3+  → ¬   Eo1 = -0,77V Eo2 = +0,80V Ag Fe3+ + Ag Eopứ = Eo1 + Eo2 = +0,03V > 0 12 => phản ứng xảy ra theo chiều thuận. b. 2x Ag  → ¬   – 1e 2+ 1x Hg + 2e 2Ag + Hg  → ¬   2+  → ¬   Ag+ Eo1 = -0,80V Hg Eo2 = +0,85V 2Ag+ + Hg Eopứ = Eo1 + Eo2 = +0,05V > 0 => phản ứng xảy ra theo chiều thuận. c. 2x Ag 1x Hg – 1e 2+ 2 + 2e 2Ag + Hg 2+ 2  → ¬    → ¬    → ¬   Ag+ Eo1 = -0,80V 2Hg Eo2 = +0,79V 2Ag+ + 2Hg Eopứ = Eo1 + Eo2 = -0,01V < 0 => phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. 2- d. 1x Cr2O7 + 6e + 14H +  → ¬   - 3x 2Cl – 2e 2- - Cr2O7 + 6Cl + 14H +  → ¬   2Cr3+ + 7H2O  → ¬   Eo1 = +1,33V Eo2 = -1,36V Cl2 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O Eopứ = Eo1 + Eo2 = -0,03V < 0 => phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. 2.1.2. Bài tập về chiều hướng của phản ứng OXH – khử: + Câu 1: Cho S + 2H + 2e + SO2+ 4H + 4e  → ¬    → ¬   Eo = -0,14V H2S Eo = +0,45V S + 2H2O Hãy chứng minh rằng SO2 có thể OXH H2S trong dung dịch để giải phóng lưu huỳnh. Câu 2: Cho thế khử chuẩn của cặp O2/H2O2 là Eo1 = +0,69V và O2/H2O là Eo2 = +1,23V. a. Tính thế khử của cặp H2O2/H2O. 13 b. Chứng minh rằng H2O2 tự phân hủy theo phản ứng sau: 2H2O2 = 2H2O + O2 Câu 3: Cho thế OXH của cặp Cu/Cu2+ là -0,34V và thế OXH của cặp Zn/Zn 2+ là +0,76V. a. Hãy cho biết phản ứng sau xảy ra theo chiều nào? Tại sao? (xét ở đkc) Cu + Zn 2+  → ¬   Cu2+ + Zn (1) b. Tìm điều kiện để phản ứng (1) xảy ra theo chiều thuận ở 25 oC. Từ đó hãy cho biết thực tế có thể đáp ứng được điều kiện đó hay không và rút ra kết luận cần thiết. 3+ Câu 4: Cho hệ: Fe + 1e  → ¬   Fe2+ Eo = +0,77V Ở 25oC và nồng độ bất kỳ của Fe3+ và Fe2+ thì thế khử của Fe3+ là E = Eo + 0,059 [Fe3+ ] lg 1 [Fe 2+ ] a. Hãy cho biết tính khử của Fe2+ biến đổi như thế nào khi pH của dung dịch tăng. 2+ b. Xác định pH của dung dịch để 2Fe + Cu thuận. Cho biết TFe(OH)2 = 10 -14 và TFe(OH)3 Câu 5: Cho các quá trình sau: Pb2+ + 2e 2+ Sn + 2e  → ¬   Sn o 2+  → ¬   2Fe3+ + Cu xảy ra theo chiều = 10-36. Thế OXH của Cu2+/Cu là -0,34V.  → ¬   Pb Eo1 = -0,126V Eo2 = -0,136V 2+ a. Tính E của phản ứng sau: Pb + Sn  → ¬   Pb + Sn2+ (1). Từ đó xác định chiều của phản ứng (1) b. Tìm điều kiện để phản ứng xảy ra theo chiều nghịch ở 25oC. Biết E1o = E o - 0,059 [Sn 2+ ] lg 2 [Pb 2+ ] 14 Câu 6: Có thể dùng KMnO4 để OXH SnCl2 trong môi trường axit được không? E oMnO- /Mn 2+ 4 Nếu nồng độ của chúng trong dung dịch đều bằng 1M. Biết o ESn 4+ /Sn 2+ = +0,15V E o2I- /I Câu 7: Cho E oFe2+ /Fe3+ = +1,51V và 2 E o2Br- /Br = +0,53V; 2 E o2Cl- /Cl = +1,08V; E o2F- /F 2 = +1,36V; 2 = +2,85V; = +0,77V Hãy cho biết Fe3+ có thể OXH được anion halogenua nào? Tại sao? Viết phương trình phản ứng ở dạng ion (nếu có) Câu 8: Ta có thể điều chế KMnO4 bằng cách OXH MnO4 với F2 được không? Ta có thể dùng Cl2, Br2, I2 thay cho F2 được không? 2.2. Dạng 2: Xác định mức độ hoàn toàn của phản ứng OXH – khử 2.2.1. Phương pháp giải: Tiến hành theo các bước sau: Bước 1: Viết các phản ứng. Kèm theo thế khử và thế OXH tương ứng ở điều kiện chuẩn. Bước 2: Tổ hợp các bán phản ứng dạng ion và tính Eo của phản ứng. Bước 3: Tính nồng độ hay áp suất riêng phần (nếu là chất khí) của các chất lúc cân bằng. Bước 4: Tính hàm lượng của các chất tham gia phản ứng và sản phẩm lúc cân bằng. Bước 5: Dựa vào kết quả ở bước 4 rút ra kết luận về mức độ làm tròn của phản ứng. Áp dụng: Cho phản ứng thuận nghịch: Zn + Cu(NO3)2  → ¬   Zn(NO3)2 + Cu (1) a. Hãy tính Eo của phản ứng từ đó xác định chiều của phản ứng. b. Hãy cho biết phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn hay thuận nghịch ở 25oC. Tại sao? 15 c. Một hỗn hợp X gồm Zn và Au. Để xác định hàm lượng Zn người ta dùng dung dịch Cu(NO3)2 Biết E oCu 2+ /Cu E oZn2+ /Zn = +0,34V; = -0,76V Giải: a. Zn – 2e 2+ Cu + 2e  → ¬   Zn2+  → ¬   Zn + Cu(NO3)2 Eo1 = +0,76V Eo2 = +0,34V Cu  → ¬   Eopứ = Eo1 + Eo2 = +1,1V > 0 Zn(NO3)2 + Cu => phản ứng xảy ra theo chiều thuận. b. K = 102.1.1/0,059 = 1038 mà K = [Zn 2+ ] [Cu 2+ ] [Zn 2+ ] [Cu 2+ ] => = 1038 => hàm lượng của Zn2+ trong dung dịch lúc cân bằng là: (so với tổng Zn2+ và Cu2+) % của Zn2+ = 1038 .100% ≈ 100% 1038 +1 1 38 % của Cu2+ = 10 +1 .100% ≈ 0% Vậy khi phản ứng đạt đến cân bằng thì [Cu2+]  0 và [Zn2+] đạt giá trị lớn nhất. Vậy phản ứng xảy ra gần như hoàn toàn theo chiều thuận. c. Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn (100%) nên có thể dùng dd Cu(NO 3)2 để định lượng Zn trong hỗn hợp X gồm Zn và Au vì Au không phản ứng với Cu(NO3)2. 2.2.2. Bài tập về đánh giá mức độ hoàn toàn của phản ứng OXH – khử: Câu 1: Cho phản ứng: 5FeCl2 + KMnO4 + 4H2SO4  → ¬   Fe2(SO4)3 + 3FeCl3 + MnSO4 + KCl + 4H2O a. Tính Eo và K của phản ứng ở 25oC. b. Từ Eo hãy xác định chiều xảy ra của phản ứng đó. c. Từ K hãy xác định mức độ hoàn toàn của phản ứng là bao nhiêu %. 16 d. Phản ứng trên có ứng dụng gì trong hóa học phân tích. Câu 2: Cho các phản ứng sau: (giả sử như là thuận nghịch) a. 2Al + 3Cu(NO3)2 b. Al + Fe(NO3)3 c. Al + 3AgNO3 d. 2Al + 3H2SO4  → ¬    → ¬    → ¬   2Al(NO3)3 + 3Cu Al(NO3)3 + Fe ↓ ↓ Al(NO3)3 + 3Ag  → ¬   ↓ Al2(SO4)3 + 3H2 ↑ Hãy tính Eo và K của các phản ứng trên ở 25oC. Từ đó sắp xếp các phản ứng trên theo chiều tăng mức độ hoàn toan của các phản ứng. Câu 3: Người ta để một dung dịch Te + 0,1M và HCl 1m ra ngoài không khí ở 25oC, áp suất 1atm cho đến khi Te+ bị OXH thành Te3+. Tính Te+ còn lại chưa bị OXH là bao nhiêu % về số mol. Biết: O2 + 4H+ = 2H2O Te3+ +2e = Te+ Eo = 1,23V Eo = 1,25V Câu 4: Thế OXH của Fe2+/Fe3+ là -0,76V và thế OXH của Ag+/Ag là -0,8V. Trộn dd Fe(NO3)2 0,1M với dd AgNO3 0,1M với thể tích mỗi dd đem trộn đều là 100ml. Tính nồng độ mol/l của mỗi ion trong dd sau khi phản ứng kết thúc. Biết thể tích dung dịch không thay đổi khi đem trộn. 2.3. Dạng 3: Các dạng bài tập trắc nghiệm trong đề thi đại học, cao đẳng vận dụng kiến thức về dãy điện hóa của kim loại a. Bài tập về dãy điện hóa của kim loại : Câu 1: Để khử ion Fe A. kim loại Ag. 3+ trong dd thành ion Fe B. kim loại Cu. 2+ có thể dùng một lượng dư: C. kim loại Mg. D. kim loại Ba. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) Câu 2: Để khử ion Cu2+ trong dung dịch CuSO có thể dùng kim loại 4 17 A. K. B. Ba. C. Na. D. Fe. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) Câu 3: Cho kim loại M tác dụng với Cl được muối X; cho kim loại M tác dụng 2 với dung dịch HCl được muối Y. Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịch muối X ta cũng được muối Y. Kim loại M có thể là A. Zn. B. Mg. C. Al. D. Fe. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) Câu 4: Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá như sau: Fe Cu 2+ /Cu; Fe 3+ /Fe 2+ 2+ /Fe; . Cặp chất không phản ứng với nhau là: A. Fe và dung dịch CuCl . 2 B. dd FeCl C. Cu và dung dịch FeCl . 3 D. Fe và dung dịch FeCl . 3 2 và dd CuCl . 2 (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) 2+ Câu 5: Cho các ion kim loại: Zn 2+ , Sn 2+ 2+ 2+ , Ni , Fe , Pb . Thứ tự tính oxi hoá giảm dần là: 2+ A. Pb > Sn 2+ B. Sn C. Zn D. Pb 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ > Ni > Fe > Zn . 2+ 2+ 2+ 2+ > Ni > Zn > Pb > Fe . > Sn 2+ 2+ > Sn 2+ 2+ 2+ > Ni > Fe > Pb . > Fe 2+ > Ni 2+ > Zn 2+ . (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) 18 Câu 6: Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu. Trong phản ứng trên xảy ra 2+ A. sự khử Fe 2+ và sự oxi hóa Cu. B. sự khử Fe 2+ và sự khử Cu . 2+ C. sự oxi hóa Fe và sự oxi hóa Cu. D. sự oxi hóa Fe và sự khử Cu . (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Câu 7: Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO ) và AgNO . Sau 32 3 khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là: A. Fe, Cu, Ag. B. Al, Cu, Ag. C. Al, Fe, Cu. D. Al, Fe, Ag. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Câu 8: Hai kim loại X, Y và các dung dịch muối clorua của chúng có các phản ứng hóa học sau: X+ 2YCl3 Y+ XCl2  →  → XCl2+ 2YCl2 YCl2 + X Phát biểu đúng là: 2+ A. Ion Y 2+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion X . 2+ B. Kim loại X khử được ion Y . C. Kim loại X có tính khử mạnh hơn kim loại Y. D. Ion Y 3+ 2+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion X . (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Câu 9: Cặp chất không xảy ra phản ứng hoá học là 19 A. Cu + dung dịch FeCl . 3 B. Fe + dung dịch HCl. C. Fe + dung dịch FeCl . 3 D. Cu + dung dịch FeCl . 2 (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Câu 10: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl . Sau khi phản ứng 3 xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 2,16. B. 5,04. C. 4,32. D. 2,88. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009) Câu 11: Nhúng một lá kim loại M (chỉ có hoá trị hai trong hợp chất) có khối lượng 50 gam vào 200 ml dung dịch AgNO 1M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn 3 toàn. Lọc dung dịch, đem cô cạn thu được 18,8 gam muối khan. Kim loại M là A. Fe. B. Cu. C. Mg. D. Zn. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009) Câu 12: Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá như sau: 2+ 2+ 2+ 3+ 2+ + Mg /Mg; Fe /Fe; Cu /Cu; Fe /Fe ; Ag /Ag. Dãy chỉ gồm các chất, ion tác 3+ dụng được với ion Fe trong dung dịch là: + A. Fe, Cu, Ag . 2+ B. Mg, Fe , Ag. 2+ C. Mg, Cu, Cu . D. Mg, Fe, Cu. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009) Câu 13: Cho 100 ml dung dịch FeCl AgNO 3 2 1,2M tác dụng với 200 ml dung dịch 2M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 34,44. B. 47,4. C. 30,18. D. 12,96. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009) 20 Câu 14: Cho m AgNO 3 1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO ) 0,3M và 32 0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m rắn X. Nếu cho m 2 gam chất gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 2 0,336 lít khí (ở đktc). Giá trị của m A. 8,10 và 5,43. 1 và m 2 B. 1,08 và 5,43. lần lượt là C. 0,54 và 5,16. D. 1,08 và 5,16. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009) Câu 15: Cho 29,8 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Fe vào 600 ml dung dịch CuSO 4 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và 30,4 gam hỗn hợp kim loại. Phần trăm về khối lượng của Fe trong hh ban đầu là A. 37,58%. B. 56,37%. C. 64,42%. D. 43,62%. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010) Câu 16: Cho biết thứ tự từ trái sang phải của các cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá (dãy thế điện cực chuẩn) như sau: Zn 2+ 2+ 2+ /Zn; Fe /Fe; Cu /Cu; 3+ 2+ + Fe /Fe ; Ag /Ag. 2+ Các kim loại và ion đều phản ứng được với ion Fe + A. Zn, Ag . trong dung dịch là: 2+ B. Zn, Cu 2+ . C. Ag, Cu 3+ D. Ag, Fe . . (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010) Câu 17: Dãy gồm các ion đều oxi hóa được kim loại Fe là A. Fe C. Cr 3+ 2+ , Cu , Au 2+ 3+ + , Ag . , Fe 3+ B. Zn . D. Cr 21 2+ 2+ , Cu , Cu 2+ 2+ + , Ag . , Ag + (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2011) Câu 18: Dãy các ion xếp theo chiều giảm dần tính oxi hoá là (biết trong dãy 3+ 2+ điện hóa, cặp Fe /Fe + 3+ 2+ A. Ag , Cu + , Fe 3+ C. Ag , Fe + đứng trước cặp Ag /Ag): 2+ , Fe 2+ , Cu 3+ . B. Fe 2+ , Fe 2+ , Cu 3+ . D. Fe + 2+ , Ag , Fe + , Ag , Cu 2+ . 2+ , Fe . (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007) Câu 19: Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng là: A. Na, Ca, Al. B. Na, Ca, Zn. C. Na, Cu, Al. D. Fe, Ca, Al. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007) Câu 20: Mệnh đề không đúng là: 2+ A. Fe oxi hoá được Cu. 2+ B. Fe khử được Cu trong dung dịch. 3+ C. Fe 2+ có tính ôxi hóa hơn Cu . 2+ + 2+ + D. Tính oxi hóa của các ion tăng theo thứ tự: Fe , H , Cu , Ag . (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007) Câu 21: Cho các phản ứng xảy ra sau đây: (1) AgNO 3 + Fe(NO ) → Fe(NO ) + Ag↓ 32 33 22 (2) Mn + 2HCl → MnCl +H ↑ 2 2 Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là 2+ A. Mn + 3+ + , H , Fe , Ag . + 3+ B. Ag , Fe + 2+ + 3+ C. Ag , Mn , H , Fe . D. Mn 2+ + 2+ , H , Mn . + + 3+ , H , Ag , Fe . (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007) Câu 22: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO . Sau 4 khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là (cho Fe = 56, Cu = 64, Zn = 65) A. 90,27%. B. 85,30%. C. 82,20%. D. 12,67%. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007) Câu 23: X là kim loại phản ứng được với dung dịch H SO loãng, Y là kim loại 2 4 tác dụng được với dung dịch Fe(NO ) . Hai kim loại X, Y lần lượt là (biết thứ tự 33 3+ 2+ + trong dãy thế điện hoá: Fe /Fe đứng trước Ag /Ag) A. Fe, Cu. B. Cu, Fe. C. Ag, Mg. D. Mg, Ag. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008) Câu 24: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. 3 3+ 2+ Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hoá: Fe /Fe đứng trước + Ag /Ag) 23 A. 59,4. B. 64,8. C. 32,4. D. 54,0. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008) Câu 25: Cho một lượng bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl 2 và CuCl . Khối 2 lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 0,5 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muối khan. Tổng khối lượng các muối trong X là A. 13,1 gam. B. 17,0 gam. C. 19,5 gam. D. 14,1 gam. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2008) Câu 26: Cho hỗn hợp gồm Fe và Zn vào dung dịch AgNO 3 đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X là A. Fe(NO ) và Zn(NO ) . 33 32 B. Zn(NO ) và Fe(NO ) 32 32 C. AgNO và Zn(NO ) . 3 32 D. Fe(NO ) và AgNO . 32 3 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009) Câu 27: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa 2 mol Cu 2+ + và 1 mol Ag đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một dung dịch chứa ba ion kim loại. Trong các giá trị sau đây, giá trị nào của x thoả mãn trường hợp trên? A. 1,8. B. 1,5. C. 1,2. D. 2,0. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009) Câu 28: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 3 0,1M và Cu(NO ) 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung 32 dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là 24 A. 2,80. B. 2,16. C. 4,08. D. 0,64. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009) Câu 29: Nhúng một thanh sắt nặng 100 gam vào 100 ml dd hh gồm Cu(NO ) 32 0,2M và AgNO 0,2M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm 3 khô cân được 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh sắt). Khối lượng sắt đã phản ứng là A. 1,40 gam. B. 2,16 gam. C. 0,84 gam. D. 1,72 gam. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009) Câu 30: Hoà tan hoàn toàn 24,4 gam hỗn hợp gồm FeCl mol tương ứng là 1 : 2) dung dịch AgNO 2 và NaCl (có tỉ lệ số vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X. Cho (dư) vào dung dịch X, sau 3 khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra m gam chất rắn. Giá trị của m là A. 57,4. B. 28,7. C. 10,8. D. 68,2. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009) Câu 31: Cho 19,3 gam hh bột Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2 vào dd chứa 0,2 mol Fe2(SO4)3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kim loại. Giá trị của m là A. 6,40 B. 16,53 C. 12,00 D. 12,80 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2010) Câu 32: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch CuSO . Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho 4 toàn bộ Z vào dung dịch H SO (loãng, dư), sau khi các phản ứng kết thúc thì 2 4 khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy 25 nhất. Phần trăm khối lượng của Fe trong X là A. 58,52%. B. 51,85%. C. 48,15%. D. 41,48%. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2011) Câu 33: Cho các phản ứng sau: Fe + 2Fe(NO ) →3Fe(NO ) 33 32 AgNO + Fe(NO ) → Fe(NO ) + Ag 3 32 33 Dãy sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hoá của các ion kim loại là: + 2+ 3+ A. Ag , Fe , Fe . C. Fe 2+ B. Fe + 3+ , Ag , Fe . 2+ , Fe 3+ + , Ag . + 3+ 2+ D. Ag , Fe , Fe . (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2011) Câu 43: Cho m gam bột Zn vào 500 ml dd Fe (SO ) 0,24M. Sau khi các 2 43 phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng dung dịch tăng thêm 9,6 gam so với khối lượng dung dịch ban đầu. Giá trị của m là A. 32,50. B. 20,80. C. 29,25. D. 48,75. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2011) Câu 35: Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO 3 0,2M, sau một thời gian phản ứng thu được 7,76 gam hỗn hợp chất rắn X và dung dịch Y. Lọc tách X, rồi thêm 5,85 gam bột Zn vào Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 10,53 gam chất rắn Z. Giá trị của m là A. 3,84. B. 6,40. C. 5,12. D. 5,76. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2011) b. Bài tập về ăn mòn kim loại: Câu 1: Nếu vật làm bằng hợp kim Fe-Zn bị ăn mòn điện hoá thì trong quá trình ăn 26 mòn A. kẽm đóng vai trò catot và bị oxi hóa. B. sắt đóng vai trò anot và bị oxi hoá. + C. sắt đóng vai trò catot và ion H bị oxi hóa. D. kẽm đóng vai trò anot và bị oxi hoá. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2011) Câu 2: Có 4 dung dịch riêng biệt: a) HCl, b) CuCl , c) FeCl , d) HCl có lẫn 2 3 CuCl . Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh Fe nguyên chất. Số trường hợp xuất 2 hiện ăn mòn điện hoá là A. 0. B. 1. C. 2. D. 3. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007) 2+ Câu 3: Biết rằng ion Pb trong dung dịch oxi hóa 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. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008) Câu 4: Tiến hành bốn thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl ; 3 - Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO ; 4 - Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl ; 3 27 - Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là A. 1. B. 2. C. 4. D. 3. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2008) Câu 5: Cho các hợp kim sau: Cu-Fe (I); Zn-Fe (II); Fe-C (III); Sn-Fe (IV). Khi tiếp xúc với dung dịch chất điện li thì các hợp kim mà trong đó Fe đều bị ăn mòn trước là: A. I, II và IV. B. I, II và III. C. I, III và IV D. II, III và IV. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009) Câu 6: Phản ứng điện phân dung dịch CuCl2 (với điện cực trơ) và phản ứng ăn mòn điện hóa xảy ra khi nhúng hợp kim Zn-Cu vào dung dịch HCl có đặc điểm là: A. Phản ứng xảy ra luôn kèm theo sự phát sinh dòng điện. B. Đều sinh ra Cu ở cực âm. C. Phản ứng ở cực âm có sự tham gia của kim loại hoặc ion kim loại. D. Phản ứng ở cực dương đều là sự oxi hóa Cl-. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2010) Câu 7: Có 4 dung dịch riêng biệt: CuSO4, ZnCl2, FeCl3, AgNO3. Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh Ni. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là A. 1 B. 4 C. 3 D. 2 (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2010) c. Bài tập về pin điện hóa: Câu 1: Cho biết phản ứng oxi hoá - khử xảy ra trong pin điện hoá Fe – Cu là: Fe + Cu 2+ → Fe 2+ 0 2+ 0 2+ + Cu ; E (Fe /Fe) = – 0,44 V, E (Cu /Cu) = + 0,34 V. Suất điện động chuẩn của pin điện hoá Fe - Cu là A. 1,66 V. B. 0,10 V. C. 0,78 V. D. 0,92 V. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) 28 Câu 2 : 0 E Pb2+/Pb 0 Cho biết: E Mg2+/Mg 0 = - 2,37 V ; E Zn2+/Zn = - 0,76 V ; 0 E Cu2+/Cu ; = + 0,34 V = - 0,13 V. Pin điện hoá có suất điện động chuẩn bằng 1,61V được cấu tạo bởi hai cặp oxi hoá - khử 2+ A. Pb 2+ /Pb và Cu 2+ C. Mg 2+ 2+ B. Zn /Zn và Cu /Cu. /Cu. 2+ /Mg và Zn 2+ 2+ D. Zn /Zn và Pb /Pb. /Zn. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010) Câu 3: Trong pin điện hóa Zn-Cu, quá trình khử trong pin là 2+ 2+ A. Zn + 2e  Zn B. Cu  Cu + 2e 2+ 2+ C. Cu + 2e  Cu B. Zn  Zn + 2e (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007) Câu 4: Một pin điện hoá có điện cực Zn nhúng trong dung dịch ZnSO và điện 4 cực Cu nhúng trong dung dịch CuSO . Sau một thời gian pin đó phóng điện thì 4 khối lượng A. cả hai điện cực Zn và Cu đều tăng. B. điện cực Zn giảm còn khối lượng điện cực Cu tăng. C. điện cực Zn tăng còn khối lượng điện cực Cu giảm. D. cả hai điện cực Zn và Cu đều giảm (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008) o o Câu 5: Cho suất điện động chuẩn E của các pin điện hoá: E (Cu-X) = 0,46V; o o E (Y-Cu) = 1,1V; E (Z-Cu) = 0,47V (X, Y, Z là ba kim loại). Dãy các kim loại 29 xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là A. Z, Y, Cu, X. B. X, Cu, Z, Y. C. Y, Z, Cu, X. D. X, Cu, Y, Z. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2008) Câu 6: Cho suất điện động chuẩn của các pin điện hoá: Zn-Cu là 1,1V; Cu-Ag là 0,46V. Biết thế điện cực chuẩn của Ag+/Ag là +0,8V. Thế điện cực chuẩn E o của Zn2+/Zn và Cu2+/Cu lần lượt là A. -0,76V và +0,34V. B. -1,46V và -0,34V. C. +1,56V và +0,64V. D. -1,56V và +0,64 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009) Câu 7: Cho các thế điện cực chuẩn sau: E Alo 3+ / Al = −1, 66V o EZn = −0, 76V 2+ / Zn , , o o EPb = −0,13V ECu = +0,34V 2+ 2+ / Pb / Cu , Trong các pin sau , pin nào có suất điện động chuẩn lớn nhất A. Pin Zn – Cu. B. Pin Zn – Pb. C. Pin Al – Zn. D. Pin Pb – Cu (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009) Câu 8: Trong quá trình hoạt động của pin điện hoá Zn – Cu thì A. khối lượng của điện cực Zn tăng. 2+ B. nồng độ của ion Cu C. nồng độ của ion Zn trong dung dịch tăng. 2+ trong dung dịch tăng. D. khối lượng của điện cực Cu giảm (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2011) d. Bài tập về điện phân: 30 Câu 1: Điện phân dung dịch CuSO với anot bằng đồng (anot tan) và điện 4 phân dung dịch CuSO 4 với anot bằng graphit (điện cực trơ) đều có đặc điểm chung là A. Ở catot xảy ra sự khử: Cu2+ +2e  Cu B. Ở catot xảy ra sự oxy hoá: 2H2O+ 2e  2OH- +H2 C. Ở anot xảy ra sự oxy hoá: Cu  Cu2++2e D. Ở anot xảy ra sự khử: 2H2O 4H++O2+4e (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010) Câu 2: Điện phân 500 ml dung dịch CuSO 0,2M (điện cực trơ) cho đến khi ở 4 catot thu được 3,2 gam kim loại thì thể tích khí (đktc) thu được ở anot là A. 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 0,56 lít. D. 1,12 lít. (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2011) Câu 3: Điện phân dung dịch CuCl với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 2 0,32 gam Cu ở catôt và một lượng khí X ở anôt. Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường). Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi). Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là (cho Cu = 64) A. 0,15M. B. 0,2M. C. 0,1M. D. 0,05M. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007) Câu 4: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO và b mol NaCl (với điện cực 4 trơ, có màng ngăn xốp). Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b 31 là (biết ion SO 2- không bị điện phân 4 trong dung dịch) A. b > 2a. B. b = 2a. C. b < 2a. D. 2b = a. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007) Câu 5: Khi điện phân NaCl nóng chảy (điện cực trơ), tại catôt xảy ra A. sự khử ion Cl . B. sự oxi hoá ion Cl . + C. sự oxi hoá ion Na . + D. sự khử ion Na . (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008) Câu 6: Điện phân có màng ngăn 500 ml dd chứa hỗn hợp gồm CuCl 2 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 3860 giây. Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hoà tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là A. 4,05. B. 2,70. C. 1,35. D. 5,40. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009) Câu 7: Điện phân nóng chảy Al O với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) 2 3 thu được m kg Al ở catot và 67,2 m 3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở đktc) hh khí X sục vào dd nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giá trị của m là A. 108,0. B. 75,6. C. 54,0. D. 67,5. (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009) Câu 8: Điện phân (với điện cực trơ) một dung dịch gồm NaCl và CuSO4 có cùng số mol, đến khi ở catot xuất hiện bọt khí thì dừng điện phân. Trong cả quá trình điện phân trên, sản phẩm thu được ở anot là A. khí Cl2 và O2. B. khí H2 và O2. C. chỉ có khí Cl2. D. khí Cl2 và H2. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2010) 32 Câu 9: Điện phân (điện cực trơ) dd X chứa 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân là A. 2,240 lít. B. 2,912 lít. C. 1,792 lít. D. 1,344 lít. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2010) Câu 10: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dd CuSO4 nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu được dd Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8g so với dd ban đầu. Cho 16,8g bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4g kim loại. Giá trị của x là A. 2,25 B. 1,5 C. 1,25 D. 3,25 (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2010) Câu 11: Hoà tan 13,68 gam muối MSO vào nước được dung dịch X. Điện phân 4 X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, được y gam kim loại M duy nhất ở catot và 0,035 mol khí ở anot. Còn nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 0,1245 mol. Giá trị của y là A. 4,480. B. 3,920. C. 1,680. D. 4,788. (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2011) Câu 12: Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO ) (điện 32 cực trơ, màng ngăn xốp) đến khi khối lượng dung dịch giảm đi 10,75 gam thì ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể). Tất cả các chất tan trong dung dịch sau điện phân là A. KNO C. KNO 3 và KOH. B. KNO , KCl và KOH. 3 và Cu(NO ) . 3 32 D. KNO , HNO và Cu(NO ) . 3 3 32 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2011) 33 Câu 13: Khi điện phân dd NaCl (cực âm bằng sắt, cực dương bằng than chì, có màng ngăn xốp) thì + A. ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá ion Na và ở cực âm xảy ra quá trình khử ion Cl- . B. ở cực âm xảy ra quá trình khử H O và ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá 2 ion Cl - . C. ở cực âm xảy ra quá trình oxi hoá H O và ở cực dương xảy ra quá trình khử 2 ion Cl- . + D. ở cực âm xảy ra quá trình khử ion Na và ở cực dương xảy ra quá trình oxi hoá - ion Cl . (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2011) 34 [...]... -0,76V và thế OXH của Ag+/Ag là -0,8V Trộn dd Fe(NO3)2 0,1M với dd AgNO3 0,1M với thể tích mỗi dd đem trộn đều là 100ml Tính nồng độ mol/l của mỗi ion trong dd sau khi phản ứng kết thúc Biết thể tích dung dịch không thay đổi khi đem trộn 2.3 Dạng 3: Các dạng bài tập trắc nghiệm trong đề thi đại học, cao đẳng vận dụng kiến thức về dãy điện hóa của kim loại a Bài tập về dãy điện hóa của kim loại : Câu 1:... lượng của Pb2+ = 31% Như vậy phản ứng Sn + Pb 2+  → ¬   Pb + Sn2+ xảy ra thuận nghịch Phần II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA Ở LỚP 12 BAN A 2.1 Dạng 1: Xác định chiều hướng của phản ứng 2.1.1 Phương pháp giải: Phương pháp 1: Phương pháp lập sơ đồ phản ứng theo nguyên tắc α Bước 1: Sắp xếp các cặp OXH – khử theo chiều tăng dần tính OXH của dạng OXH và giảm... khối lượng A cả hai điện cực Zn và Cu đều tăng B điện cực Zn giảm còn khối lượng điện cực Cu tăng C điện cực Zn tăng còn khối lượng điện cực Cu giảm D cả hai điện cực Zn và Cu đều giảm (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008) o o Câu 5: Cho suất điện động chuẩn E của các pin điện hoá: E (Cu-X) = 0,46V; o o E (Y-Cu) = 1,1V; E (Z-Cu) = 0,47V (X, Y, Z là ba kim loại) Dãy các kim loại 29 xếp theo chiều... Fe A kim loại Ag 3+ trong dd thành ion Fe B kim loại Cu 2+ có thể dùng một lượng dư: C kim loại Mg D kim loại Ba (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) Câu 2: Để khử ion Cu2+ trong dung dịch CuSO có thể dùng kim loại 4 17 A K B Ba C Na D Fe (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007) Câu 3: Cho kim loại M tác dụng với Cl được muối X; cho kim loại M tác dụng 2 với dung dịch HCl được muối Y Nếu cho kim loại. .. các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và 30,4 gam hỗn hợp kim loại Phần trăm về khối lượng của Fe trong hh ban đầu là A 37,58% B 56,37% C 64,42% D 43,62% (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010) Câu 16: Cho biết thứ tự từ trái sang phải của các cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá (dãy thế điện cực chuẩn) như sau: Zn 2+ 2+ 2+ /Zn; Fe /Fe; Cu /Cu; 3+ 2+ + Fe /Fe ; Ag /Ag 2+ Các kim loại và. .. II và III C I, III và IV D II, III và IV (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009) Câu 6: Phản ứng điện phân dung dịch CuCl2 (với điện cực trơ) và phản ứng ăn mòn điện hóa xảy ra khi nhúng hợp kim Zn-Cu vào dung dịch HCl có đặc điểm là: A Phản ứng xảy ra luôn kèm theo sự phát sinh dòng điện B Đều sinh ra Cu ở cực âm C Phản ứng ở cực âm có sự tham gia của kim loại hoặc ion kim loại D Phản ứng ở cực... Ag (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Câu 8: Hai kim loại X, Y và các dung dịch muối clorua của chúng có các phản ứng hóa học sau: X+ 2YCl3 Y+ XCl2  →  → XCl2+ 2YCl2 YCl2 + X Phát biểu đúng là: 2+ A Ion Y 2+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion X 2+ B Kim loại X khử được ion Y C Kim loại X có tính khử mạnh hơn kim loại Y D Ion Y 3+ 2+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion X (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm... sinh đại học khối B năm 2008) Câu 6: Cho suất điện động chuẩn của các pin điện hoá: Zn-Cu là 1,1V; Cu-Ag là 0,46V Biết thế điện cực chuẩn của Ag+/Ag là +0,8V Thế điện cực chuẩn E o của Zn2+/Zn và Cu2+/Cu lần lượt là A -0,76V và +0,34V B -1,46V và -0,34V C +1,56V và +0,64V D -1,56V và +0,64 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009) Câu 7: Cho các thế điện cực chuẩn sau: E Alo 3+ / Al = −1, 66V o EZn... theo các bước sau: Bước 1: Viết các phản ứng Kèm theo thế khử và thế OXH tương ứng ở điều kiện chuẩn Bước 2: Tổ hợp các bán phản ứng dạng ion và tính Eo của phản ứng Bước 3: Tính nồng độ hay áp suất riêng phần (nếu là chất khí) của các chất lúc cân bằng Bước 4: Tính hàm lượng của các chất tham gia phản ứng và sản phẩm lúc cân bằng Bước 5: Dựa vào kết quả ở bước 4 rút ra kết luận về mức độ làm tròn của. .. 6: Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu Trong phản ứng trên xảy ra 2+ A sự khử Fe 2+ và sự oxi hóa Cu B sự khử Fe 2+ và sự khử Cu 2+ C sự oxi hóa Fe và sự oxi hóa Cu D sự oxi hóa Fe và sự khử Cu (Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008) Câu 7: Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO ) và AgNO Sau 32 3 khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là: A Fe, ...DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP LIÊN QUAN A/ Đặt vấn đề: Dãy điện hóa kim loại hóa học 12 Đây lý thuyết khô khan, khó hiểu trình... 2.3 Dạng 3: Các dạng tập trắc nghiệm đề thi đại học, cao đẳng vận dụng kiến thức dãy điện hóa kim loại a Bài tập dãy điện hóa kim loại : Câu 1: Để khử ion Fe A kim loại Ag 3+ dd thành ion Fe B kim. ..  → ¬   Pb + Sn2+ xảy thuận nghịch Phần II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA Ở LỚP 12 BAN A 2.1 Dạng 1: Xác định chiều hướng phản ứng 2.1.1 Phương pháp