DÃY điện Hóa Của KIM LOẠI Và Các DẠNG Bài Tập LIÊN QUAN

Tải bản đầy đủ (.docx) (34 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Luận Văn - Báo Cáo
>>
3. Báo cáo khoa học

DÃY điện hóa của KIM LOẠI và các DẠNG bài tập LIÊN QUAN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (241.14 KB, 34 trang )

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚCTRƯỜNG THPT VÕ THỊ SÁUCHUYÊN ĐỀDÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNGBÀI TẬP LIÊN QUANNgười thực hiện: Bạch Thị Kim DungTổ : Hóa – Sinh – Công nghệBồi dưỡng học sinh lớp 12Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 10 tiếtNăm học: 20141DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNGBÀI TẬP LIÊN QUANA/ Đặt vấn đề:Dãy điện hóa của kim loại hóa học 12 Đây là những lý thuyết khô khan, khó hiểuđối với trình độ học sinh phổ thông và kể cả với giáo viên. Nhưng việc nghiên cứucác vấn đề về điện hóa sẽ giúp cho học sinh hiểu sâu hơn về chiều hướng và mứcđộ xảy ra của các phản ứng oxi hóa-khử. Bên cạnh đó việc áp dụng lý thuyết điệnhóa cho phép chúng ta tạo ra các nguồn điện khác nhau (pin, acquy) các kỹ thuậtđiện 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 đếnkiến thức dãy điện hóa chiếm số lượng tương đối nhiều trong đề thi. Vì vậy việcnghiên cứu điện hóa có ý nghĩa rất lớn về lý thuyết cũng như thực tế nên tôi viếtchuyên đề này dành cho học sinh nghiên cứu, học hỏi để nắm chương điện hóatrong trường phổ thôngB/ Giải quyết vấn đề:Phần I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ ĐIỆN HOÁ1.1. Điện hoá học là gì?Điện hoá học là một lĩnh vực lý thuyết của hoá học chuyên nghiên cứu về sựchuyển đổi tương hỗ giữa điện năng và hoá năng. Tức là nghiên cứu mối quan hệgiữa 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 sốOXH của các nguyên tố.Ví dụ:+1 +5 -2000+4 -2t2 Ag N O3 → 2 Ag + O 2 ↑ + N O 2 ↑000+1 -10+3-2t4 Al + 3O 2 → 2 Al2 O3+1-102 Na + 2 H Cl → 2 Na Cl + H 2 ↑21.2.2. 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 đâyđược 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:• Đốivới các phản ứng OXH – khử tự xảy ra khi nó tự xảy ra thì luôn luônkèm theo quá trình biến đổi năng lượng: Hoá năng thành nhiệt năng hoặc thànhđiện năng tuỳ thuộc vào cách tiến hành phản ứng:- Nếu thực hiện phản ứng OXH – khử bằng cách cho chất khử tiếp xúc trực tiếpvới 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 dichuyển 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 nốiđựng 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 bịOXH thành Zn2+ tan vào dung dịch và Cu2+ bị khử thành Cu bám lên thanh Cu.Trong trường hợp này: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + CuTrong đó: Quá trình OXH xảy ra ở cực Zn: Zn – 2e  Zn2+Trong trường hợp này:Zn + CuSO4 = ZnSO4 + CuQuá trình khử xảy ra ở cực Cu:Cu2+ + 2e  Cu3Điều 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 ionZn2+ 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 gọilà nguyên tố Ganvanic hay pin điện.• Đốivới những phản ứng OXH – khử không tự xảy ra như:2NaCl  2Na + Cl2Để thực hiện phản ứng này người ta phải dùng một dòng điện một chiều từ bênngoài đi qua NaCl nóng chảy có màng ngăn, kết quả người ta thu được Na và Cl 2 ởhai nơi khác nhau – đó là hai cực của bình điện phân.Ở anot:2Cl- – 2e  Cl2x1Ở catot:Na+ +1e  Nax2dp2NaCl(n/c) = 2Na + Cl 2m.ncatotanotTrong trường hợp này đã xảy ra sự biến đổi năng lượng từ điện năng thành hoánăng.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 trựctiếp với chất OXH.Ví dụ: Cho viên Zn vào dd HCl thì:Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑Đây là loại phản ứng OXH – khử thông thườngLoại 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:4Pin Zn – Cu: (-) Zn|Zn2+ 1M || Cu2+ 1M|Cu(+)Zn – 2e  Zn2+Ở catotx1Cu2+ + 2e  CuỞ anotx1Phản ứng xảy ra trong pin: Zn + Cu2+ = Zn2+ + CuKhi nối cực kẽm với cực đồng thì e sẽ di chuyển từ cực Zn sang cực Cu và các ionCu2+ di chuyển về cực Cu nhận e từ Zn chuyển sang, còn Zn 2+ tách khỏi bề mặtthanh 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 dòngđiện 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 hoánăng.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 khôngthuộc 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 + H2OLoại 3: phản ứng OXH – khử nội phân tử: chất khử và chất OXH nằm cùng trongmột phân tử.+2 -2Ví dụ:t0002 Hg O = 2 Hg + O 21.2.5. Cân bằng phản ứng OXH – khử theo phương pháp ion – electron: tiếnhành theo các bước sau đây:Bước 1: Xác định số OXH của các nguyên tố từ đó xác định chất khử, chất OXHvà sản phẩm của các quá trình OXH – khử.Bước 2: Viết các quá trình cho và nhận electron (các bán phản ứng) theo đúngtrạng thái tồn tại của các chất (nguyên tử, phân tử và ion)5Bước 3: Cân bằng số electron trao đổi theo nguyên tắc: “Tổng số electron mà cácchất 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 trìnhthu được sau khi cộng.Bước 5: Cân bằng điện tích ở hai vế của phương trình thu được sau khi cộng theonguyên tắc sau:• Đốivới các phản ứng đã biết môi trường:- Nếu phản ứng có axit làm môi trường thì vế trái thêm H + và vế phải tạo thànhnước.- 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+ nếuđiện tích vế trái lớn hơn vế phải; vế phải tạo thành OH - nếu điện tích vế trái nhỏhơn điện tích vế phải.• Đốivới 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 hiệntrong 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 hiệntrong 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 biệnluận 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 + H2OSO32- – 2e  SO42-x5MnO4- + 5e  Mn2+x25SO32- + 2MnO4-  5SO42- + 2Mn2+Điện tích vế trái: -12Điện tích vế phải: -6Để cân bằng điện tích cần thêm: 6H+  3H2O6Phương trình phản ứng dạng ion:5SO32- + 2MnO4- + 6H+  5SO42- + 2Mn2+ + 3H2OPhương trình phản ứng dạn phân tử:5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2OBài tập 2:Na2SO3 + KMnO4 + KOH  Na2SO4 + K2MnO4 + H2OSO32- – 2e  SO42-x1MnO4- + 1e  MnO42-x21SO32- + 2MnO4-  1SO42- + 2MnO42Điện tích vế trái: -4Điện tích vế phải: -6Để cân bằng điện tích cần thêm: 2OH-  1H2OPhương trình phản ứng dạng ion:1SO32- + 2MnO4- + 2OH-  1SO42- + 2MnO42- + 1H2OPhương trình phản ứng dạn phân tử:Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2OBài tập 3:Na2SO3 + KMnO4 + H2O  Na2SO4 + KOH + MnO2SO32- – 2e  SO42-x3MnO4- + 3e  MnO2x23SO32 +2 MnO4-  3SO42- + 2MnO2Điện tích vế trái: -8Điện tích vế phải: -6Để 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 + 2MnO2Bài tập 4:7Hoàn thành và cân bằng phản ứng OXH – khử sau bằng phương pháp ion –electron: Fe + NO3- + …  Fe3+ + NO2Fe – 3e  Fe3+x3NO3- + 1e  NO2x2↑+…Fe + 3NO3-  Fe3+ + 3NO2Điện tích vế trái: -3Điện tích vế phải +3Biện luận:- Phản ứng đã cho không thể có kiềm tham gia vì nếu kiềm tham gia thì vế tráithêm OH- vế phải tạo thành nước nên điện tích vế trái luôn nhỏ hơn điện tích vếphải.- Phản ứng đã cho không thể có nước tham gia vì khi đó vế phải tạo thành OH - vàFe3+ + 3OH-  Fe(OH)3↓làm cho trong dung dịch không tồn tại Fe3+ trái với đềra.- Phản ứng có H+ tham gia khi đó vế phải tạo thành H 2O. Vậy để cân bằng phảnứng cần thêm vào vế trái 6H+ và vế phải tạo 3H2O.Phương trình phản ứng dạng ion:Fe + 3NO3- + 6H+ = Fe3+ + 3NO2↑+ 3H2OPhương trình phản ứng dạng phân tử:Fe + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2OHoặc: 2Fe + 6NaNO3 + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3NO2↑+ 3H2O + 3Na2SO41.2.6. 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 củapin gồm điện cực đó và điện cực hidro chuẩn còn dấu là dấu của điện cực đó trongpin.8Nếu thế điện cực đo ở điều kiện P = 1atm; và nồng độ đều bằng 1M thì thế điệncực đó gọi là thế điện cực chuẩn ký hiệu là Eob. Ý nghĩa của thế điện cực chuẩn:• Dựavà thế điện cực chuẩn chúng ta xác định được dễ dàng suất điện độngchuẩn của một pin điện gồm 2 điện cực bất kỳ:o•Epin= Eoanot – EocatotVí 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 = +0,34VVí 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 củacác chất OXH và mức độ thể hiện tính khử của các chất khử ở điều kiện tiêuchuẩn.Ví dụ: EoAg+/Ag = +0,8V > EoFe3+/Fe2+ = +0,77V nên ở điều kiện chuẩn nồng độ củacác 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 điềukiện chuẩn: “Phản ứng OXH – khử xảy ra theo chiều phản ứng có E o > 0 hay nóicách khác phản ứng OXH – khử xảy ra theo chiều chất OXH mạnh hơn tác dụngvới chất khử mạnh hơn để tạo thành chất khử yếu hơn và chất OXH yếu hơn”.Ví dụ:Cu2+ + 2e  CuEo1 = +0,34V = EoCu2+/CuFe – 2e  Fe2+Eo2 = +0,44V = EoFe2+/FeFe + Cu2+  Fe2+ + CuEo = 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:9Đối với một số phản ứng OXH – khử chúng ta không những muốn biết chiềuhướng 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 xảyra hoàn toàn.Để đánh giá mức độ xảy ra của phản ứng thì người ta dựa vào hằng số cân bằng kýhiệu 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 .FF1gK ==.n.E o2,303RT2,303RTTừ (1) và (2) =>Vì R = 8,314JF = 96500C nên ở 25oC => 1gK =Ví dụ: Xét phản ứng: Sn + PboE Pb2+o2+E Sn/Pb/Sn2+2+= -0,126V => Pb + 2e= -0,136V => Sn – 2eSn + Pb2+→¬Pb + Sn2+n.E o0,059→¬→¬→¬=> K = 10n.E/0,059Pb + Sn2+ ở 25oCPbEo1 = -0,126VSn2+Eo2 = +0,136Vcó Eo = 0,1V > 0Vậy ở điều kiện tiêu chuẩn Sn khử đươc Pb 2+ nghĩa là phản ứng xảy ra theo chiềuthuận. Để đánh giá phản ứng thuận xảy ra đến mức độ nào thì cần phải tính K ở 25othì:K = 102.0,1/0,059 = 2,21[Sn 2+ ][Pb 2+ ]=>= 2,21=> Trong dung dịch thì hàm lượng của Sn2+ =102,213,21x100% = 69%=> Hàm lượng của Pb2+ = 31%Như vậy phản ứng Sn + Pb2+→¬Pb + Sn2+ xảy ra thuận nghịch.Phần II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢICÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA Ở LỚP 12 BAN A2.1. Dạng 1: Xác định chiều hướng của phản ứng2.1.1. Phương pháp giải:Phương pháp 1: Phương pháp lập sơ đồ phản ứng theo nguyên tắcαBước 1: Sắp xếp các cặp OXH – khử theo chiều tăng dần tính OXH của dạng OXHvà giảm dần tính khử của dạng khử.Bước 2: Dựa vào phản ứng đã cho (xét theo chiều thuận) và kết quả sắp xếp ởbước 1 nếu được sơ đồsptgtgsptgspthì phản ứng xảy ra theo chiều thuận; nếu đượcsptgsơ đồ kiểu sau đâythì 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+ + Cub. 2Ag + Cu2+ = 2Ag+ + Cuc. 2Ag + Hg2+ = 2Ag+ + Hgd. 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 tráic. Tính OXH: Ag+ Hg=> Phản ứng xảy ra theo chiều thuận từ trái sang phảid. Tính OXH: Hg22+ < Ag+Tính khử: Hg> Ag=> Phản ứng xảy ra theo chiều nghịch từ phải sang tráiNhận xét:αPhương 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 thìhạn chế vì thực tế học sinh chỉ sắp xếp được tính OXH và tính khử của các cặpOXH – 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 OXHchuẩn 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 điệnđộng 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+ + Agb. 2Ag + Hg2+ = 2Ag+ + Hgc. 2Ag + Hg22+ = 2Hg + 2Ag+d. Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2OGiải:a.Fe2+– 1e→¬+Ag + 1e2+Fe + Ag+→¬Fe3+→¬Eo1 = -0,77VEo2 = +0,80VAgFe3+ + AgEopứ = Eo1 + Eo2 = +0,03V > 012=> phản ứng xảy ra theo chiều thuận.b. 2x Ag→¬– 1e2+1x Hg + 2e2Ag + Hg→¬2+→¬Ag+Eo1 = -0,80VHgEo2 = +0,85V2Ag+ + HgEopứ = Eo1 + Eo2 = +0,05V > 0=> phản ứng xảy ra theo chiều thuận.c. 2x Ag1x Hg– 1e2+2+ 2e2Ag + Hg2+2→¬→¬→¬Ag+Eo1 = -0,80V2HgEo2 = +0,79V2Ag+ + 2HgEopứ = Eo1 + Eo2 = -0,01V < 0=> phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.2-d. 1x Cr2O7 + 6e + 14H+→¬-3x2Cl – 2e2--Cr2O7 + 6Cl + 14H+→¬2Cr3+ + 7H2O→¬Eo1 = +1,33VEo2 = -1,36VCl22Cr3+ + 3Cl2 + 7H2OEopứ = 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 = -0,14VH2SEo = +0,45VS + 2H2OHãy chứng minh rằng SO2 có thể OXH H2S trong dung dịch để giải phóng lưuhuỳnh.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.13b. Chứng minh rằng H2O2 tự phân hủy theo phản ứng sau: 2H2O2 = 2H2O + O2Câu 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 + Zn2+→¬Cu2+ + Zn(1)b. Tìm điều kiện để phản ứng (1) xảy ra theo chiều thuận ở 25 oC. Từ đó hãy chobiết thực tế có thể đáp ứng được điều kiện đó hay không và rút ra kết luận cầnthiết.3+Câu 4: Cho hệ: Fe + 1e→¬Fe2+Eo = +0,77VỞ 25oC và nồng độ bất kỳ của Fe3+ và Fe2+ thì thế khử của Fe3+ là E = Eo +0,059 [Fe3+ ]lg1[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 + Cuthuận. Cho biếtTFe(OH)2= 10-14vàTFe(OH)3Câu 5: Cho các quá trình sau: Pb2+ + 2e2+Sn + 2e→¬Sno2+→¬2Fe3+ + Cu xảy ra theo chiều= 10-36. Thế OXH của Cu2+/Cu là -0,34V.→¬PbEo1 = -0,126VEo2 = -0,136V2+a. Tính E của phản ứng sau: Pb + Sn→¬Pb + Sn2+(1). Từ đó xác định chiềucủa phản ứng (1)b. Tìm điều kiện để phản ứng xảy ra theo chiều nghịch ở 25oC. BiếtE1o = E o -0,059 [Sn 2+ ]lg2[Pb 2+ ]14Câu 6: Có thể dùng KMnO4 để OXH SnCl2 trong môi trường axit được không?E oMnO- /Mn 2+4Nếu nồng độ của chúng trong dung dịch đều bằng 1M. BiếtoESn4+/Sn 2+= +0,15VE o2I- /ICâu 7: ChoE oFe2+ /Fe3+= +1,51V và2E o2Br- /Br= +0,53V;2E o2Cl- /Cl= +1,08V;E o2F- /F2= +1,36V;2= +2,85V;= +0,77VHãy cho biết Fe3+ có thể OXH được anion halogenua nào? Tại sao? Viết phươngtrình phản ứng ở dạng ion (nếu có)Câu 8: Ta có thể điều chế KMnO4 bằng cách OXH MnO4 với F2 được không? Tacó thể dùng Cl2, Br2, I2 thay cho F2 được không?2.2. Dạng 2: Xác định mức độ hoàn toàn của phản ứng OXH – khử2.2.1. 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 kiệnchuẩn.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 cânbằng.Bước 4: Tính hàm lượng của các chất tham gia phản ứng và sản phẩm lúc cânbằng.Bước 5: Dựa vào kết quả ở bước 4 rút ra kết luận về mức độ làm tròn của phảnứng.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?15c. Một hỗn hợp X gồm Zn và Au. Để xác định hàm lượng Zn người ta dùng dungdịch Cu(NO3)2BiếtE oCu 2+ /CuE oZn2+ /Zn= +0,34V;= -0,76VGiải:a.Zn – 2e2+Cu + 2e→¬Zn2+→¬Zn + Cu(NO3)2Eo1 = +0,76VEo2 = +0,34VCu→¬Eopứ = Eo1 + Eo2 = +1,1V > 0Zn(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 +1138% 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 địnhlượng 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 + 4H2Oa. 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 %.16d. 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)2b. Al + Fe(NO3)3c. Al + 3AgNO3d. 2Al + 3H2SO4→¬→¬→¬2Al(NO3)3 + 3CuAl(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 trêntheo 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 ở25oC, áp suất 1atm cho đến khi Te+ bị OXH thành Te3+. Tính Te+ còn lại chưa bịOXH là bao nhiêu % về số mol.Biết: O2 + 4H+ = 2H2OTe3+ +2e = Te+Eo = 1,23VEo = 1,25VCâu 4: Thế OXH của Fe2+/Fe3+ là -0,76V và thế OXH của Ag+/Ag là -0,8V. Trộndd 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 tíchdung dịch không thay đổi khi đem trộn.2.3. Dạng 3: Các dạng bài tập trắc nghiệm trong đề thi đại học, cao đẳng vậndụng kiến thức về dãy điện hóa của kim loạia. Bài tập về dãy điện hóa của kim loại :Câu 1: Để khử ion FeA. kim loại Ag.3+trong dd thành ion FeB. 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 CuSOcó thể dùng kim loại417A. 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 dụng2với dung dịch HCl được muối Y. Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịchmuối X ta cũng được muối Y. Kim loại M có thể làA. 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: FeCu2+/Cu; Fe3+/Fe2+2+/Fe;. Cặp chất không phản ứng với nhau là:A. Fe và dung dịch CuCl .2B. dd FeClC. Cu và dung dịch FeCl .3D. Fe và dung dịch FeCl .32và dd CuCl .2(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)2+Câu 5: Cho các ion kim loại: Zn2+, Sn2+2+2+, Ni , Fe , Pb . Thứ tự tính oxi hoágiảm dần là:2+A. Pb> Sn2+B. SnC. ZnD. Pb2+2+2+2+2+2+> Ni > Fe > Zn .2+2+2+2+> Ni > Zn > Pb > Fe .> Sn2+2+> Sn2+2+2+> Ni > Fe > Pb .> Fe2+> Ni2+> Zn2+.(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)18Câu 6: Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO4→ FeSO4+ Cu.Trong phản ứng trênxảy ra2+A. sự khử Fe2+và sự oxi hóa Cu.B. sự khử Fe2+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 . Sau323khi 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 ứnghóa học sau:X+ 2YCl3Y+ XCl2→→XCl2+ 2YCl2YCl2 + XPhát biểu đúng là:2+A. Ion Y2+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 Y3+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 là19A. Cu + dung dịch FeCl .3B. Fe + dung dịch HCl.C. Fe + dung dịch FeCl .3D. 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 ứng3xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Giá trị của m làA. 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 lượng50 gam vào 200 ml dung dịch AgNO 1M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn3toàn. Lọc dung dịch, đem cô cạn thu được 18,8 gam muối khan. Kim loại M làA. 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 tác3+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 FeClAgNO321,2M tác dụng với 200 ml dung dịch2M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m làA. 34,44.B. 47,4.C. 30,18.D. 12,96.(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009)20Câu 14: Cho mAgNO31gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO ) 0,3M và320,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được mrắn X. Nếu cho m2gam chấtgam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được20,336 lít khí (ở đktc). Giá trị của mA. 8,10 và 5,43.1và m2B. 1,08 và 5,43.lần lượt làC. 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 dịchCuSO40,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và30,4 gam hỗn hợp kim loại. Phần trăm về khối lượng của Fe trong hh ban đầu làA. 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 dãyđiện hoá (dãy thế điện cực chuẩn) như sau: Zn2+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, Cu2+.C. Ag, Cu3+D. Ag, Fe ..(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010)Câu 17: Dãy gồm các ion đều oxi hóa được kim loại Fe làA. FeC. Cr3+2+, Cu, Au2+3++, Ag ., Fe3+B. Zn.D. Cr212+2+, Cu, Cu2+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 dãy3+2+điện hóa, cặp Fe/Fe+3+2+A. Ag , Cu+, Fe3+C. Ag , Fe+đứng trước cặp Ag /Ag):2+, Fe2+, Cu3+.B. Fe2+, Fe2+, Cu3+.D. Fe+2+, Ag , Fe+, Ag , Cu2+.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 phươngpháp 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. Feoxi hoá được Cu.2+B. Fe khử được Cutrong dung dịch.3+C. Fe2+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) AgNO3+ Fe(NO ) → Fe(NO ) + Ag↓323322(2) Mn + 2HCl → MnCl+H ↑22Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là2+A. Mn+3++, H , Fe , Ag .+3+B. Ag , Fe+2+ +3+C. Ag , Mn , H , Fe .D. Mn2++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 . Sau4khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn. Thànhphần 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 loại2 4tác dụng được với dung dịch Fe(NO ) . Hai kim loại X, Y lần lượt là (biết thứ tự333+ 2++trong dãy thế điện hoá: Fe /Feđứng 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 dịchAgNO 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn.33+ 2+Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hoá: Fe /Feđứng trước+Ag /Ag)23A. 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 FeCl2và CuCl . Khối2lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Znban đầu là 0,5 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muốikhan. Tổng khối lượng các muối trong X làA. 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 AgNO3đến khi các phảnứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm haikim loại. Hai muối trong X làA. Fe(NO ) và Zn(NO ) .3332B. Zn(NO ) và Fe(NO )3232C. AgNO và Zn(NO ) .332D. Fe(NO ) và AgNO .323(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 molCu2++và 1 mol Ag đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một dungdịch chứa ba ion kim loại. Trong các giá trị sau đây, giá trị nào của x thoả mãntrường 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 AgNO30,1M và Cu(NO ) 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung32dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là24A. 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 )320,2M và AgNO0,2M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm3khô cân được 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanhsắt). Khối lượng sắt đã phản ứng làA. 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 FeClmol tương ứng là 1 : 2)dung dịch AgNO2và NaCl (có tỉ lệ sốvào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X. Cho(dư) vào dung dịch X, sau3khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinhra m gam chất rắn. Giá trị của m làA. 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 chứa0,2 mol Fe2(SO4)3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kimloại. Giá trị của m làA. 6,40B. 16,53C. 12,00D. 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 dịchCuSO . Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho4toàn bộ Z vào dung dịch H SO (loãng, dư), sau khi các phản ứng kết thúc thì2 4khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy25

Tài liệu liên quan

• Dãy điện hóa của kim loại
  • 20
  • 787
  • 8
• tiếht 29. Dãy điện hóa của kim loại.
  • 19
  • 494
  • 0
• DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
  • 23
  • 909
  • 6
• Tài liệu (Luyện thi cấp tốc Hóa) Trắc nghiệm và đáp án Dãy điện hóa của kim loại ppt
  • 2
  • 833
  • 13
• Tài liệu Bài 4 : Dãy điện hóa của kim loại pptx
  • 1
  • 851
  • 20
• Dãy điện hóa của kim loại
  • 6
  • 520
  • 0
• day dien hoa cua kim loai ppsx
  • 4
  • 656
  • 1
• Dãy điện hóa của kim loại.doc
  • 4
  • 490
  • 1
• Phương pháp và các dạng bài tập liên quan đến khảo sát hàm số ppsx
  • 12
  • 955
  • 11
• Bài 18: TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI DÃY ĐIỆN HOÁ CỦA KIM LOẠI (Tiết 1) potx
  • 6
  • 832
  • 1

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(216.83 KB - 34 trang) - DÃY điện hóa của KIM LOẠI và các DẠNG bài tập LIÊN QUAN Tải bản đầy đủ ngay ×