Lý thuyết Thế điện cực chuẩn của kim loại– Hóa lớp 12 Cánh diều

Lý thuyết Hóa 12 Bài 10: Thế điện cực chuẩn của kim loại- Cánh diều

A. Lý thuyết Thế điện cực chuẩn của kim loại

I. Cặp oxi hóa – khử của kim loại

- Xét một quá trình có ion kim loại Mⁿ⁺ đóng vai trò là chất oxi hóa và một quá trình kim loại M đóng vai trò là chất khử như sau:

Mⁿ⁺ + ne $\to$ M

M $\to$Mⁿ⁺ + ne

- Trong trường hợp trên, chất oxi hóa (dạng oxi hóa) Mⁿ⁺ và chất khử (dạng khử). M thuộc cùng một nguyên tố kim loại. Quá trình trên được viết gọn như sau:

Mⁿ⁺ + ne $\overrightarrow{\leftarrow \phantom{{}_{\text{vbox}to.5ex\text{vss}}}}$ M

Dạng oxi hóa Dạng khử

- Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử của kim loại đó.

II. Thế điện cực chuẩn của kim loại

1. Thế điện cực chuẩn

- Thế điện cực của cặp oxi hóa – khử của kim loại trong điều kiện chuẩn (nồng độ ion kim loại trong dung dịch là 1M, nhiệt độ 25^oC) được gọi là thế điện cực chuẩn của kim loại, kí hiệu là $E_{oxh/kh}^o$

- Đơn vị thường sử dụng của thế điện cực là volt (V)

- Thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử càng lớn thì tính khử của dạng khử càng yếu, tính oxi hóa của dạng oxi hóa càng mạnh và ngược lại.

2. Bảng thế điện cực chuẩn của kim loại và ứng dụng

Nếu $E_{M^{n+}/M}^o$càng lớn thì

+ Tính oxi hóa của Mⁿ⁺ càng mạnh.

+ Tính khử của M càng yếu

Dự đoán chiều phản ứng oxi hóa – khử

Nguyên tắc chung của phản ứng oxi hóa – khử xảy ra như sau:

- Chất oxi hóa mạnh hơn + Chất khử mạnh hơn $\to$ Chất khử yếu hơn + Chất oxi hóa yếu hơn

B. Sơ đồ tư duy Thế điện cực chuẩn của kim loại

Trắc nghiệm: Thế điện cực chuẩn của kim loại

Phần I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Mỗi câu hỏi chỉ chọn một phương án trả lời.

Câu 1: Kí hiệu cặp oxi hoá-khử ứng với quá trình khử: Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺ là

A. Fe³⁺/Fe²⁺.

B. Fe²⁺/Fe.

C. Fe³⁺/Fe.

D. Fe²⁺/Fe³⁺.

Câu 2: Giá trị thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử nào được quy ước bằng 0?

A. Na⁺/Na.

B. 2H⁺/H₂.

C. Al³⁺/Al.

D. Cl₂/2Cl^-

Câu 3: Cặp oxi hoá- khử nào sau đây có giá trị thế điện cực chuẩn lớn hơn 0?

A. K⁺/K.

B. Li⁺/Li.

C. Ba²⁺/Ba.

D. Cu²⁺/Cu.

Câu 4: Trong số các ion: Ag⁺, Al³⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, ion nào có tính oxi hoá mạnh nhất ở điều kiện chuẩn?

A. Cu²⁺.

B. Fe²⁺.

C. Ag⁺.

D. Al³⁺.

Câu 5: Ở điều kiện chuẩn, kim loại nào sau đây khử được ion H⁺ thành H₂?

A. Mg.

B. Cu.

C. Hg.

D. Au.

Câu 6: Cho dãy sắp xếp các kim loại theo chiều giảm dần tính khử: Na, Mg, Al, Fe. Trong số các cặp oxi hoá - khử sau, cặp nào có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ nhất?

A. Mg²⁺/Mg.

B. Fe²⁺/Fe.

C. Na⁺/Na.

D. Al³⁺/Al.

Câu 7. Trong nước, thế điện cực chuẩn của kim loại Mⁿ⁺/M càng nhỏ thì dạng khử có tính khử …(I)… và dạng oxi hoá có tính oxi hoá …(II)….

Các cụm từ cần điền vào (I) và (II) lần lượt là

A. càng mạnh và càng yếu.

B. càng mạnh và càng mạnh.

C. càng yếu và càng yếu.

D. càng yếu và càng mạnh.

Câu 8. Cho phản ứng hoá học:

Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag.

Phát biểu nào sau đây về phản ứng trên là đúng?

A. Ag⁺ khử Cu thành Cu²⁺.

B. Cu²⁺ có tính oxi hoá mạnh hơn Ag⁺.

C. Cu có tính khử yếu hơn Ag.

D. Cu là chất khử, Ag⁺ là chất oxi hoá.

Câu 9. Cho thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hoá– khử: Fe²⁺/Fe, Na⁺/Na, Ag⁺/Ag, Mg²⁺/Mg, Cu²⁺/Cu lần lượt là -0,44V, -2,713V, +0,799V, -2,353V, +0,340V. Ở điều kiện chuẩn, kim loại Cu khử được ion kim loại nào sau đây?

A. Na⁺.

B. Mg²⁺.

C. Ag⁺.

D. Fe²⁺.

Câu 10. Cho thứ tự sắp xếp một số cặp oxi hoá – khử trong dãy điện hoá: Al³⁺/Al, Fe²⁺/Fe, Sn²⁺/Sn, Cu²⁺/Cu.

Kim loại nào sau đây có phản ứng với dung dịch muối tương ứng?

A. Fe và CuSO₄.

B. Fe và Al₂(SO₄)₃.

C. Sn và FeSO₄.

D. Cu và SnSO₄.

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Trong mỗi ý a, b, c, d mỗi câu, hãy chọn đúng hoặc sai.

Câu 11. Cho phản ứng: Ce⁴⁺ + 2I^- → I₂ + Ce³⁺.

a) Phản ứng trên đã cân bằng

b) Chất oxi hóa là Ce⁴⁺, chất khử là I^-.

c) Cặp oxi hóa – khử của kim loại cerium là Ce⁴⁺/Ce, của iodine là I₂/2I^-

d) Phương trình hóa học của phản ứng là 2Ce⁴⁺ + 2I^- → I₂ + 2Ce³⁺.

Câu 12. Khi dùng một chiếc thìa bằng đồng khuấy vào cốc chứa dung dịch aluminium nitrate.

a) Chiếc thìa bị phủ một lớp nhôm.

b) Một hỗn hợp đồng và nhôm được tạo thành.

c) Dung dịch trở nên xanh.

d) Không biến đổi hóa học nào xảy ra.

Phần III. Câu trắc nghiệm yêu cầu trả lời ngắn

Câu 13. Cho các phát biểu sau:

(a) Cu²⁺ có tính oxi hóa mạnh hơn Fe³⁺ và Cu có tính khử mạnh hơn Fe²⁺.

(b) Zn có tính khử mạnh hơn Pb và Zn²⁺ có tính oxi hóa yếu hơn Pb²⁺.

(c) Những kim loại có thế điện cực chuẩn âm đều khử được H⁺ thành H₂ và phản ứng được trong dung dịch HCl.

(d) Trong dãy hoạt động hóa học, những kim loại đứng trước có thế điện cực chuẩn lớn hơn thế điện cực chuẩn của những kim loại đứng sau.

(e) Kẽm có thể khử các ion Fe²⁺ và Ni²⁺ về kim loại Fe và Ni nhưng không thể khử ion Al³⁺ về kim loại Al.

Số phát biểu đúng là?

Câu 14. Cho các phản ứng sau:

(a) Zn(s) + Sn²⁺(aq) →

(b) Ag⁺(aq) + Fe(s) →

(c) Fe(s) + Mg²⁺(aq) →

(d) Au(s) + Cu²⁺(aq) →

Có bao nhiêu phản ứng tự xảy ra ở điều kiện chuẩn?

Câu 15. Cho các thông tin sau:

X(s) + YSO₄(aq) → không có phản ứng

Z(s) + YSO₄ (aq) → Y(s) + ZSO₄ (aq)

Trong đó, X, Y, Z là các kim loại. Sắp xếp các kim loại theo mức độ hoạt động của chúng giảm dần?