Bài 10. Thế điện cực chuẩn của kim loại trang 70, 71, 72 Hóa 12 Cánh diêu
Cho hai kim loại X và Y cùng hai cation tương ứng là X m+ và Yn+.
CH tr 70 MĐ
Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 70 SGK Hóa 12 Cánh diều
Cho hai kim loại X và Y cùng hai cation tương ứng là X m+ và Y n+ . Xét phản ứng hóa học:
n X (s) + m Y n+ (aq) \( \to \)n X m+ (aq) + m Y(s)
a) Phản ứng hóa học thuộc loại phản ứng nào?
b) Có thể dự đoán chiều của phản ứng hóa học dựa trên vào cơ sở nào?
Phương pháp giải:
Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của X và Y
Lời giải chi tiết:
a) Phản ứng hóa học thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử
b) Dựa vào thế điện cực chuẩn của các chất
CH tr 70 CH
Trả lời câu hỏi trang 70 SGK Hóa 12 Cánh diều
Cho hai phản ứng sau:
Zn(s) + Cu 2+ (aq) \( \to \)Zn 2+ (aq) + Cu(s) (1)
Cu(s) + 2Ag + (aq) \( \to \) Cu 2+ (aq) + 2Ag(s) (2)
Hãy xác định chất oxi hóa, chất khử trong mỗi phản ứng trên.
Phương pháp giải:
Chất khử là chất nhường electron.
Chất oxi hóa là chất nhận electron.
Lời giải chi tiết:
(1) Chất khử: Zn; chất oxi hóa: Cu 2+
(2) Chất khử: Cu; chất oxi hóa: Ag +
CH tr 71 LT1
Trả lời câu hỏi Luyện tập 1 trang 71 SGK Hóa 12 Cánh diều
Viết các cặp oxi hóa – khử của các kim loại trong hai phản ứng (1) và (2) ở trên.
Phương pháp giải:
Chất khử là chất nhường electron
Chất oxi hóa là chất nhận electron
Lời giải chi tiết:
(1) Cặp oxi hóa – khử: Zn 2+ / Zn; Cu 2+ / Cu
(2) Cặp oxi hóa – khử: Cu 2+ /Cu; Ag + / Ag
CH tr 71 LT2
Trả lời câu hỏi Luyện tập 2 trang 71 SGK Hóa 12 Cánh diều
Hãy viết cặp oxi hóa – khử của các kim loại trong dãy sau:
Phương pháp giải:
Chất khử là chất nhường electron
Chất oxi hóa là chất nhận electron.
Lời giải chi tiết:
Cặp oxi hóa – khử của các kim loại theo dãy là:
Mg 2+ /Mg; Al 3+ /Al; Zn 2+ /Zn; Fe 3+ /Fe; Fe 2+ /Fe; Fe 3+ /Fe 2+ ; Sn 2+ /Sn; Pb 2+ /Pb; H + /H; Cu 2+ /Cu; Ag + /Ag; Au 3+ /Au.
CH tr 73 CH
Trả lời câu hỏi trang 73 SGK Hóa 12 Cánh diều
So sánh thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử Fe 2+ /Fe và Pb 2+ /Pb. Từ đó, so sánh tính oxi hóa của Fe 2+ và Pb 2+ , tính khử của Fe và Pb.
Phương pháp giải:
Dựa vào bảng thế điện cựa chuẩn của kim loại.
Nếu E o Mn+/M càng lớn thì tính oxi hóa của M n+ càng mạnh; tính khử của M càng yếu.
Lời giải chi tiết:
Thế điện cực chuẩn của : E o Fe2+/Fe : -0,440V; E o Pb2+/Pb = - 0, 126 V
Vì E o Fe2+ / Fe < E o Pb2+/Pb => Tính oxi hóa của Pb 2+ > Fe 2+ ; tính khử của Fe > Pb
CH tr 73 LT
Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 73 SGK Hóa 12 Cánh diều
Hãy sắp xếp dãy các ion sau theo chiều tăng dần tính oxi hóa: Na + , Zn 2+ , Au 3+ , Ni 2+ , H + .
Phương pháp giải:
Dựa vào bảng thế điện cực chuẩn của kim loại.
Nếu E o Mn+/M càng lớn thì tính oxi hóa của Mn+ càng mạnh; tính khử của M càng yếu.
Lời giải chi tiết:
Chiều tăng dần tính oxi hóa: Na + < Zn 2+ < Ni 2+ < H + < Au 3+ .
CH tr 74
Trả lời câu hỏi trang 74 SGK Hóa 12 Cánh diều
Phản ứng nào sau đây có thể xảy ra ở điều kiện chuẩn? Giải thích.
a) Cu(s) + Fe 3+ (aq) \( \to \)?
b) Ag(s) + Sn 2+ (aq) \( \to \)?
Phương pháp giải:
Dựa vào 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.
Khi biết thế điện cực chuẩn của hai cặp oxi hóa khử, có thể xác định được chất oxi hóa mạnh hơn và chất khử mạnh hơn.
Lời giải chi tiết:
a) E o Cu2+/ Cu = 0,34V; E o Fe3+ / Fe2+ = 0,771V
Vì E o Cu2+/Cu < E o Fe3+/Fe2+ => Tính oxi hóa của Fe 3+ > Cu 2+ ; tính khử của Cu > Fe 2+
Theo nguyên tắc chung của phản ứng oxi hóa – khử => phản ứng Cu(s) + Fe 3+ (aq) có xảy ra.
b) E o Ag+/Ag = 0,799V; E o Sn2+/ Sn = -0,138 V
Vì E o Ag+/Ag > E o Sn2+ / Sn => Tính oxi hóa Ag + > Sn 2+ ; tính khử của Sn > Ag
Theo nguyên tắc chung của phản ứng oxi hóa – khử => phản ứng Ag(s) + Sn 2+ (aq) không xảy ra vì tính khử Sn > Ag.
CH tr 75 BT1
Trả lời câu hỏi Bài tập 1 trang 75 SGK Hóa 12 Cánh diều
Kim loại M tan được trong dung dịch HCl 1M ở 25 o C tạo muối MCl n và H 2 . Hãy so sánh giá trị thế điện cực chuẩn của cặp M n+ /M và 2H + / H 2 . Giải thích.
Phương pháp giải:
Nếu E o Mn+/M < E o 2H+ / H2 => tính oxi hóa của Mn+ yếu hơn tính oxi hóa H+; tính khử của M mạnh hơn tính khử của H 2 và ngược lại.
Lời giải chi tiết:
Vì kim loại M tan được trong dung dịch HCl tạo muối MCl n và H 2 nên có phản ứng oxi hóa – khử xảy ra theo nguyên tắc:
Chất oxi hóa mạnh hơn (H + ) + Chất khử mạnh hơn (M) Chất khử yếu hơn (H 2 ) + Chất oxi hóa yếu hơn (M n+ )
Vậy E o Mn+/M < E o 2H+/H2 .
CH tr 75 BT2
Trả lời câu hỏi Bài tập 2 trang 75 SGK Hóa 12 Cánh diều
Cho các cặp oxi hóa – khử sau:
a) Mg 2+ /Mg và Cu 2+ /Cu
b) Zn 2+ /Zn và Fe 2+ /Fe
c) Ag + /Ag và Au 3+ /Au
Viết các phương trình hóa học của phản ứng theo chiều tự diễn biến từ các cặp oxi hóa – khử tương ứng đã cho.
Phương pháp giải:
Dựa vào nguyên tắc chung của phản ứng oxi hóa – khử.
Lời giải chi tiết:
a) Mg + Cu 2+ \( \to \) Mg 2+ + Cu
b) Zn + Fe 2+ \( \to \) Zn 2+ + Fe
c) Ag + Au 3+ \( \to \) Ag + + Au
CH tr 75 BT3
Trả lời câu hỏi Bài tập 3 trang 75 SGK Hóa 12 Cánh diều
Thế điện cực chuẩn của cặp M + /M (M là kim loại) bằng -3,040 V. Những phát biểu liên quan đến cặp oxi hóa – khử M + /M nào sau đây là đúng?
(a) M là kim loại có tính khử mạnh (b) Ion M + có tính oxi hóa yếu
(c) M là kim loại có tính khử yếu (d) Ion M + có tính oxi hóa mạnh
Phương pháp giải:
Nếu E o Mn+/M càng lớn thì tính oxi hóa của M n+ càng mạnh; tính khử của M càng yếu
Lời giải chi tiết:
(a) đúng
(b) đúng
(c) Sai, M là kim loại có tính khử mạnh vì E o Mn+/M nhỏ
(d) sai, ion M + có tính oxi yếu vì E o Mn+/M nhỏ
CH tr 75 BT4
Trả lời câu hỏi Bài tập 4 trang 75 SGK Hóa 12 Cánh diều
Chromium (Cr) thường được sử dụng để mạ lên kim loại do Cr tạo được lớp phủ sáng bóng. Hãy cho biết thiết bị kim loại được mạ Cr có bền trong môi trường là dung dịch Fe(NO 3 ) 2 không. Giải thích.
Cho biết thế điện cực chuẩn của cặp Cr 2+ /Cr là -0,910V.
Phương pháp giải:
Dựa vào thế điện cực chuẩn của Cr 2+ /Cr và Fe 2+ /Fe
Lời giải chi tiết:
E o Cr2+/Cr = - 0,91V; E o Fe2+/Fe = - 0,440V => E o Fe2+/Fe > E o Cr2+/Cr => Tính khử Cr mạnh hơn Fe; tính oxi hóa Fe 2+ mạnh hơn Cr 2+
Theo nguyên tắc phản ứng oxi hóa – khử
Chất oxi hóa mạnh hơn (Fe 2+ ) + Chất khử mạnh hơn (Cr) \( \to \) Chất khử yếu hơn (Fe) + Chất oxi hóa yếu hơn (Cr 2+ ).
=> Vậy thiết bị kim loại được mạ Cr không bền trong môi trường là dung dịch Fe(NO 3 ) 2 , vì Cr bị khử trong dung dịch Fe(NO 3 ) 2