MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐIỆN HOÁ HỌC VÀ BÀI TẬP DÙNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

H

Ư N

G

Đ

ẠO

CHUYÊN ðỀ TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG-2015

TP .Q U

Y

N

H

Ơ

N

MÃ: H09

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

MỘT SỐ VẤN ðỀ VỀ ðIỆN HOÁ HỌC VÀ BÀI TẬP DÙNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

NĂM HỌC 2014-2015

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON MỤC LỤC CÁC NỘI DUNG

Trang 1 2

II. Mục ñích nghiên cứu

2

III. Nhiệm vụ

3

IV. Giả thuyết khoa học

4

V. Phương pháp nghiên cứu

Ơ H N

TP .Q U

4

VI. ðiểm mới của chuyên ñề

4

PHẦN B: NỘI DUNG

5

ẠO

Chương I: ÔN TẬP VÀ BỔ SUNG MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ ðIỆN HOÁ HỌC I.1. ðiện cực và thế ñiện cực

Đ

I.2. Chiều tự diễn biến của phản ứng oxi hóa khử

Ư N

G

I.3. Sự ñiện phân – Các yếu tố ảnh hưởng ñến thế ñiện cực Chương II: Hệ thống bài tập trắc nghiệm

H

II.1. Các bài tập trắc nghiệm gồm 90 bài.

ẦN

II.2. ðáp án và hướng dẫn giải chi tiết các bài tập trắc nghiệm

TR

Chương III :Hệ thống bài tập tự luận

00

III.2 Hướng dẫn giải các bài tập tự luận

10

Chương IV :Một số bài tập ñiện hóa trong các ñề thi học sinh giỏi khu vực và quốc gia PHẦN C: Kiến nghị và kết luận

6 11

13 14 29 47 48 56 94 97 98

Ó

A

I .Kiến nghị

5

74

B

III.1 Các bài tập tự luận gồm 59 bài

98

H

II . KẾT LUẬN

N

I. Lí do chọn ñề tài

Y

PHẦN A: MỞ ðẦU

99

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

Tài liệu tham khảo

2





PHẦN A : MỞ ðẦU I. Lí do chọn ñề tài ðầu thế kỉ XXI, nền giáo dục của thế giới có những bước tiến lớn với nhiều thành tựu về

Y

ñào tạo học sinh giỏi, học sinh chuyên nói riêng ñang ñược nhà nước ta ñầu tư hướng ñến.

N

H

cao dân trí, ñào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”. Như vậy, vấn ñề bồi dưỡng nhân tài nói chung,

Ơ

Giáo dục 2005 của nước ta ñã khẳng ñịnh: “Phát triển giáo dục là quốc sách hàng ñầu nhằm nâng

N

mọi mặt. Hầu hết các quốc gia nhận thức sự cần thiết và cấp bách phải ñầu tư cho giáo dục. Luật

TP .Q U

Trong hội nghị toàn quốc các trường THPT chuyên, Phó Thủ tướng, nguyên Bộ trưởng Bộ GD&ðT Nguyễn Thiện Nhân nhấn mạnh: “Hội nghị ñược tổ chức nhằm tổng kết kết quả ñạt ñược, những hạn chế, bất cập, ñồng thời ñề ra mục tiêu, giải pháp nhằm

ẠO

xây dựng, phát triển các trường THPT chuyên thành hệ thống các trường THPT chuyên

Đ

chất lượng cao làm nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng tài năng trẻ, ñáp ứng yêu cầu phát

G

triển ñất nước trong thời kỳ ñổi mới và hội nhập”. Hệ thống các trường THPT chuyên ñã

Ư N

ñóng góp quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh năng khiếu, tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho ñất nước, ñào tạo ñội ngũ học sinh có kiến thức, có năng lực

ẦN

H

tự học, tự nghiên cứu, ñạt nhiều thành tích cao góp phần quan trọng nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông. Tuy nhiên một trong những hạn chế, khó khăn của hệ

TR

thống các trường THPT chuyên trong toàn quốc ñang gặp phải ñó là chương trình, sách

B

giáo khoa, tài liệu cho môn chuyên còn thiếu, chưa cập nhật và liên kết giữa các trường.

00

Bộ Giáo Dục và ðào tạo chưa xây dựng ñược chương trình chính thức cho học sinh

10

chuyên nên ñể dạy cho học sinh, giáo viên phải tự tìm tài liệu, chọn giáo trình phù hợp,

A

phải tự xoay sở ñể biên soạn, cập nhật giáo trình.

Ó

Bộ môn Hóa học là một trong các bộ môn khoa học cơ bản, rất quan trọng. Mỗi

H

mảng kiến thức ñều vô cùng rộng lớn. ðặc biệt là những kiến thức giành cho học sinh

-L Í-

chuyên hóa, học sinh giỏi cấp khu vực, cấp Quốc Gia, Quốc tế. Trong ñó ñiện hoá học là một trong các nội dung rất quan trọng. Phần này thường có trong các ñề thi học sinh giỏi

ÁN

lớp 10, 11 khu vực; Olympic trại hè Hùng Vương hoặc gắn với các kiến thức phần kim

TO

loại trong các ñề thi học sinh giỏi Quốc Gia, Quốc Tế. Tuy nhiên, trong thực tế giảng dạy ở các trường phổ thông nói chung và ở các trường chuyên nói riêng, việc dạy và học phần

D

IỄ

N

Đ

ÀN

kiến thức về ñiện hoá gặp một số khó khăn: - ðã có tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa, nhưng nội dung kiến thức lí

thuyết về ñiện hoá còn sơ sài chưa ñủ ñể trang bị cho học sinh, chưa ñáp ứng ñược yêu cầu của các kì thi học sinh giỏi các cấp. - Tài liệu tham khảo về mặt lí thuyết thường ñược sử dụng là các tài liệu ở bậc ñại học, cao ñẳng ñã ñược biên soạn, xuất bản từ lâu. Khi áp dụng những tài liệu này cho học sinh phổ thông gặp

3





rất nhiều khó khăn. Giáo viên và học sinh thường không ñủ thời gian nghiên cứu do ñó khó xác ñịnh ñược nội dung chính cần tập trung là vấn ñề gì. - Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làm các bài trong ñó

N

thì HS không ñủ “lực” ñể thi vì ñề thi khu vực, HSGQG, Quốc Tế hằng năm thường cho rộng và

Ơ

sâu hơn nhiều. Nhiều ñề thi vượt quá chương trình.

N

H

- Tài liệu tham khảo phần bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết về ñiện hoá cũng rất ít,

Y

chưa có sách bài tập dành riêng cho học sinh chuyên hóa về các nội dung này.

TP .Q U

ðể khắc phục ñiều này, tự thân mỗi GV dạy trường chuyên phải tự vận ñộng, mất rất nhiều thời gian và công sức bằng cách cập nhật thông tin từ mạng internet, trao ñổi với ñồng nghiệp, tự nghiên

cứu tài liệu…Từ ñó, GV phải tự biên soạn nội dung chương trình dạy và xây dựng hệ thống bài tập

ẠO

ñể phục vụ cho công việc giảng dạy của mình.

Đ

Xuất phát từ thực tiễn ñó, là giáo viên trường chuyên, chúng tôi rất mong có ñược một

G

nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp ñể giáo viên giảng dạy - bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và

Ư N

cũng ñể cho học sinh có ñược tài liệu học tập, tham khảo. Trong năm học này chúng tôi tập trung biên soạn chuyên ñề : ðIỆN HOÁ và một số dạng bài tập hay gặp trong các ñề thi học sinh giỏi khu

ẦN

H

vực và quốc gia.

Trong thời gian tới nhờ sự quan tâm ñầu tư của nhà nước, của Bộ Giáo Dục cùng với sự nỗ

TR

lực của từng giáo viên dạy chuyên, sự giao lưu học hỏi, chia sẻ kinh nghiệm của các trường chuyên

B

trong khu vực và cả nước chúng tôi hi vọng sẽ có 1 bộ tài liệu phù hợp, ñầy ñủ giành cho giáo viên

00

và học sinh chuyên.

10

II. Mục ñích nghiên cứu

A

ðúc rút và tổng kết kinh nghiệm trong rất nhiều năm giảng dạy ñội tuyển hoá học quốc gia ñể từ

Ó

ñó hoàn thành chuyên ñề ‘MỘT SỐ VẤN ðỀ VỀ ðIỆN HOÁ VÀ BÀI TẬP DÙNG CHO BỒI

H

DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HOÁ HỌC ‘ ñể làm tài liệu phục vụ cho giáo viên trường chuyên

-L Í-

giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và làm tài liệu học tập cho học sinh chuyên hoá. Ngoài ra còn là tài liệu tham khảo cho giáo viên môn hóa học và học sinh yêu thích môn hóa

ÁN

học nói chung.

TO

III. Nhiệm vụ

1- Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thông nâng cao và chuyên hóa học, phân tích các ñề thi

ÀN

học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, cấp quốc gia, quốc tế và ñi sâu về nội dung liên quan ñến vấn ñề

D

IỄ

N

Đ

ñiện hoá . 2- Sưu tầm, lựa chọn trong tài liệu giáo khoa, sách bài tập cho sinh viên, trong các tài liệu

tham khảo. Các ñề thi học sinh giỏi các cấp có nội dung liên quan; phân loại, xây dựng các bài tập lí thuyết và tính toán các bài tập cả trắc nghiệm và tự luận. 3- ðề xuất phương pháp xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng cho việc giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp ở trường THPT chuyên 4





IV. Giả thuyết khoa học Nếu giáo viên giúp học sinh nắm vững vấn ñề lí thuyết và xây dựng ñược hệ thống bài tập chất lượng, ña dạng, phong phú ñồng thời có phương pháp sử dụng chúng một cách thích hợp thì sẽ

N

nâng cao ñược hiệu quả quá trình dạy- học và bồi dưỡng học sinh giỏi, chuyên hóa học.

Ơ

V. Phương pháp nghiên cứu

N

H

- Nghiên cứu thực tiễn dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường THPT chuyên các ñề thi học sinh giỏi, . . . - Thu thập tài liệu và truy cập thông tin trên internet có liên quan ñến ñề tài. - ðọc, nghiên cứu và xử lý các tài liệu.

ẠO

VI. ðiểm mới của chuyên ñề

TP .Q U

Y

- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học hóa học, các tài liệu về bồi dưỡng học sinh giỏi,

Đ

- Chuyên ñề ñã xây dựng ñược hệ thống hệ thống lí thuyết cơ bản có mở rộng và nâng cao một cách

G

hợp lí và hệ thống bài tập gồm 168 bài có phân loại rõ ràng các dạng câu hỏi lí thuyết, các dạng bài

Ư N

tập về ñiện hoá học ñể làm tài liệu phục vụ cho học sinh và giáo viên trường chuyên học tập. giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡng trong các kì thi học sinh giỏi các cấp và làm tài liệu học tập cho học sinh

ẦN

H

ñặc biệt cho học sinh chuyên về ñiện hoá. Ngoài ra còn là tài liệu tham khảo mở rộng và nâng cao cho giáo viên môn hóa học và học sinh yêu thích môn hóa học nói chung.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

- ðề xuất phương pháp xây dựng và sử dụng có hiệu quả hệ thống bài tập hóa học.

5





NỘI DUNG Chương I: Ôn tập và bổ xung một số kiến thức về ñiện hoá Chương II: Hệ thống bài tập trắc nghiệm gồm 90 bài-hướng dẫn giải

N

Chương III: Hệ thống bài tập tự luận gồm 59 bài –hương dẫn giải

Ơ

Chương IV: Các bài tập chọn lọc trong các ñề thi học sinh giỏi hoá học khu vực và quốc gia

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

gồm 19 bài và hướng dẫn giải chi tiết.

6





PHẦN B : NỘI DUNG CHƯƠNG 1: ÔN TẬP VÀ BỔ SUNG MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ ðIỆN HOÁ HỌC

D

IỄ

N

Đ

Ơ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

1. ðiện cực. ðiện cực là một vật ñẫn ñiện ñược thường ñược ñặt tiếp xúc với môi trường phi kim (chẳng hạn dung dịch chất ñiện giải) của mạch ñiên và trên bề mặt của nó xẩy ra quá trình oxi hoá hoặc quá trình khử. Chẳng hạn, ñiện cực Cu,CuSO4 là tấm kim loại ñồng nhúng trong dung dịch CuSO4, trên bề mặt của nó xảy ra quá trình khử ion Cu2+ hoặc oxi hoá ñồng kim loại. Vật liệu dùng làm ñiện cực có thể tham gia hoặc không tham gia vào phản ứng ñiện hoá. ðiện cực trơ là loại ñiện cực mà vật liệu ñiện cực không có vai trò hoá học trong các phản ứng xẩy ra trên ñiện cực. ðiện cực làm bằng kim loại quý, ñiện cực than chì là những ví dụ về ñiện cực trơ. Trong các phản ứng oxi hoá – khử thông thường, chất khử trực tiếp nhường electron cho chất oxi hoá. Còn trong phản ứng ñiện hoá học, sự khử và sự oxi hoá xảy ra trên các ñiện cực khác nhau. Vì thế, người ta phân biệt ñiện cực ở ñó xảy ra sự khử với ñiện cực ở ñó xảy ra sự oxi hoá và ñặt tên là catot và anot: ∗ Catot là ñiện cực mà tại ñó xảy ra sự khử, tức là xảy ra quá trình nhận electron. ∗ Anot là ñiện cực mà tại ñó xảy ra sự oxi hoá, tức là xảy ra quá trình nhường electron. 1.1. Anot và catot trong quá trình ñiện phân Khi ñiện phân dung dịch HCl (hình bên), các ñiện cực ñược nối với hai cực của nguồn ñiện (acquy). ðiện cực nối với cực âm sẽ tích ñiện âm. ðiện cực kia nối với cực dương của nguồn sẽ tích ñiện dương. ðiện trường do hai ñiện cực tạo ra trong dung dịch làm cho các ion âm Cl− ñi về ñiện cực dương. Tại ñây, hai ion Cl− nhường 2 electron ñể tạo ra 1 phân tử khí Cl2: 2Cl−(dd) − 2e− → Cl2(k) Như vậy, khi ñiện phân, cực dương là nơi xảy ra sự oxi hoá ion Cl−. Theo ñịnh nghĩa nói ở trên, cực dương là anot. Theo chiều ngược lại, các ion dương H+ ñi về ñiện cực âm. Tại ñây, hai ion H+ sẽ nhận 2 electron ñể trở thành phân tử H2: 2H+(dd) + 2e− → H2 (k) ðiện cực âm là nơi xảy ra sự khử ion H+. Theo ñịnh nghĩa nói ở trên, cực âm là catot. Phản ứng hoá học xảy ra trong toàn bộ hệ : Dòng diên 2HCl  (1) → H2 + Cl2 Clo là một phi kim ñiển hình, phản ứng mãnh liệt với hiñro. Phản ứng (1) tức là sự phân li HCl thành hiñro không thể tự diễn biến, nhưng ñã xảy ra một cách cưỡng bức nhờ năng lượng của dòng ñiện. 1.2. Anot và catot trong pin ñiện hoá Xét một pin ñiện hoá ñược tạo ra bằng cách nối ñiện cực Zn nhúng trong dung dịch ZnSO4 với ñiện cực Cu nhúng trong dung dịch CuSO4. Cầu muối chứa dung dịch chất ñiện li ñóng vai trò như một dây dẫn, làm cho mạch kín ñể dòng ñiện có thể lưu thông. Tại ñiện cực Zn, một kim loại hoạt ñộng mạnh hơn Cu, nguyên tử Zn nhường electron ñể trở thành ion Zn2+ ñi vào dung dịch. Những electron này theo dây dẫn ñi sang ñiện cực ñồng,, nơi mà các electron này ñược ion Cu2+ trong dung dịch CuSO4 thu nhận ñể trở thành nguyên tử Cu bám vào ñiện cực Cu. Sự chuyển electron này làm phát sinh dòng ñiện. Vì vậy, ta gọi ñây là một pin ñiện hoá, hay nguyên tố Ganvani. Khi các nguyên tố Ganvani ñầu tiên ñược phát hiện, người ta chưa tìm ra electron và ñinh ninh rằng dòng ñiện là dòng chuyển dời của các ñiện tích dương, vì thế chiều dòng ñiện ñược quy ước là chiều chuyển ñộng của các ñiện tích dương, tức là ngược với chiều chuyển ñộng của dòng electron mà ngày nay chúng ta ñã biết. Người ta cũng quy ước rằng dòng ñiện ñi từ cực dương sang cực âm trong pin ñiện hoá. Như vậy ñiện cực ñồng là cực dương còn ñiện cực kẽm là cực âm. Trong pin ñiện hoá này,tại cực âm (Zn) xảy ra sự oxi hoá kẽm:

N

I. ðiện cực và thế ñiện cực.

7



D

IỄ

N

Ơ H

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

Zn (r) − 2e− → Zn2+(dd) Tại cực dương xảy ra sự khử ion Cu2+: Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r) Toàn bộ phản ứng xảy ra trong pin: Zn(r) + Cu2+(dd) → Zn2+ (dd) + Cu(r) (2) Phản ứng (2) có thể tự diễn biến, vì Zn ñứng trước Cu trong dãy hoạt ñộng hoá học của các kim loại. Áp dụng ñịnh nghĩa ñã nêu về catot và anot thì trong pin ñiện hoá Zn-Cu - Tại ñiện cực âm (Zn) xảy ra sự oxi hoá Zn thành Zn2+ nên cực âm là anot. - Tại ñiện cực dương (Cu) xảy ra sự khử Cu2+ thành Cu nên cực dương là catot. Như vậy dấu của catot và anot trong pin và trong hệ ñiện phân là ngược nhau. Sự chuyển hoá năng lượng trong pin và trong sự ñiện phân cũng ngược nhau. Trong pin ñiện, một phản ứng hoá học tự diễn ra và năng lượng của phản ứng này chuyển thành ñiện năng. Còn trong ñiện phân, năng lượng của dòng ñiện ñã gây ra sự tiến hành cưỡng bức một phản ứng hoá học không có khả năng tự diễn biến. 2. Thế ñiện cực và sức ñiện ñộng của pin ñiện Trở lại ví dụ về pin ñiện hoá Zn-Cu. Sự xuất hiện dòng ñiện ñi từ cực ñồng sang cực kẽm chứng tỏ rằng giữa hai ñiện cực có sự chênh lệch ñiện thế, tức là trên mỗi ñiện cực ñã xuất hiện một thế ñiện cực. Hiệu của thế ñiện cực dương (E+) và thế ñiện cực âm (E-) chính là ñộng lực gây ra sự chuyển ñộng của ñiện tích trong mạch vì thế ñược gọi là sức ñiện ñộng (Epin), viết tắt là Sðð: Epin = E+ - E(3) 3. Sức ñiện ñộng chuẩn và thế ñiện cực chuẩn 3.1. Thế ñiện cực chuẩn. Sðð của pin ñiện, có thể ño ñược bằng thực nghiệm (chẳng hạn nhờ một von kế có ñiện trở rất lớn). Nó phụ thuộc vào nhiệt ñộ, bản chất ñiện hoá của các kim loại dùng làm ñiện cực và nồng ñộ của các ion trong dung dịch tiếp xúc với các ñiện cực. ðể có thể so sánh tính chất ñiện hoá của các kim loại, người ta ño Sðð trong trường hợp nồng ñộ các ion trong các dung dịch bằng 1 M và áp suất rieng phần của các chất khí có tham gia vào phản ứng ñiện cực bằng 1 atm. Sðð ño ñược trong ñiều kiện như vậy gọi là Sðð chuẩn (E0pin). còn thế ñiện cực của các ñiện cực trong các ñiều kiện ấy gọi là thế ñiện cực chuẩn (E+0, E-0). Phương trình (3) khi ấy có dạng: E0pin = E+0 - E-0 (4) Cần chú ý rằng khái niệm thế ñiện cực chuẩn chỉ gắn với ñiều kiện nồng ñộ các ion trong các dung dịch bằng 1 M và áp suất rieng phần của các chất khí có tham gia vào phản ứng ñiện cực bằng 1 atm. Thế ñiện cực chuẩn phụ thuộc vào nhiệt ñộ. Chỉ có thế ñiện cực chuẩn của ñiện cực hiñro ñược quy ước bằng không ở mọi nhiệt ñộ. 3.2. ðiện cực hidro chuẩn Khi ño Sðð chuẩn (E0pin), người ta chỉ xác ñịnh ñược hiệu các thế ñiện cực chuẩn của cực dương và cực âm, nhưng không xác ñịnh ñược giá trị riêng rẽ của các thế ñiện cực chuẩn. Vì thế người ta ñưa ra khái niệm ñiện cực hidro chuẩn và quy ước rằng thế ñiện cực của ñiện cực này bằng 0,000 V ở mọi nhiệt ñộ. ðiện cực hidro chuẩn ñược tạo ra bằng cách sục khí hydro ở áp suất 1 atm vào một tấm kim loại Platin phủ muội Platin nhúng trong dung dịch H+ có nồng ñộ 1 M (hình 2). Hình 2 Bán phản ứng xảy ra trên ñiện cực hidro: 2H+ + 2e− → H2 3.3. Tính thế ñiện cực chuẩn dựa vào ño Sðð chuẩn (E0pin) và quy ước về thế ñiện cực của ñiện cực hidro chuẩn (E0(hidro) = 0)

N


N


8



10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

Nếu ta thiết lập một pin ñiện hoá bao gồm ñiện cực nghiên cứu chuẩn (ñóng vai trò cực dương) và ñiện cực hidro chuẩn (hình 3) thì: E0pin = 0 E+ − E0(hidro) = E0+ − 0,000 = E0+ > 0 (5) Khi ñiện cực hidro chuẩn ñóng vai trò cực dương: E0pin = 0 E (hidro) - E0- = 0,000 - E0- = E0- > 0 → E0- < 0 (6) Như vậy thế ñiện cực chuẩn của một ñiện cực ở bất kì nhiệt ñộ nào ñều có trị tuyệt ñối bằng Sðð chuẩn (E0pin)pin ñiện hoá bao gồm ñiện cực nghiên cứu chuẩn và ñiện cực hidro chuẩn. Khi ñiện cực nghiên cứu ñóng vai trò cực dương, thế ñiện cực chuẩn của nó (E0) có dấu dương. Khi ñiện cực nghiên cứu ñóng vai trò cực âm, thế ñiện cực chuẩn của nó (E0) có dấu âm. Bằng cách nói trên người ta xác ñịnh ñược thế ñiện cực chuẩn của các ñiện cực tạo thành từ một kim loại nhúng trong dung dịch muối của nó. Bán phản ứng trên các ñiện cực này có thể viết ở dạng chung: Mn+ + ne → M (7) Trong ñó ne là số electron, M kí hiệu kim loại. Vì phương trình (7) biểu diễn quá trình quá trình khử ion kim loại, nên các giá trị thế ñiện cực chuẩn ño ñược (hoặc tính ñược) ñược gọi là thế khử chuẩn và kí hiệu là EM0 n+ / M , chẳng hạn

N


Ơ


Ó

A

E 0Zn 2+ /Zn hay E 0Cu2+ /Cu ... Bảng 1 cung cấp các giá trị thế khử chuẩn ở 25oC của một số nguyên tố thường gặp Bán phản ứng Li+ + 1e− + K + 1e− Ca2+ + 2e− Na+ + 1e− Mg2+ + 2e− Al3+ + 3e− Zn2+ + 2e− Cr3+ + 3e− Fe2+ + 2e− Cd2+ + 2e− Ni2+ + 2e− Sn2+ + 2e− Pb2+ + 2e− 2H+ + 2e− Cu2+ + 2e− I2 + 2e−

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

Nguyên tố Li K Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Cd Ni Sn Pb H2 Cu I2

H

BẢNG 1: Thế ñiện cực chuẩn ở 25oC của một số nguyên tố thường gặp → → → → → → → → → → → → → → → →

Thế ñiện cực chuẩn E0, Von −3,045 −2,925 −2,87 −2,714 −2,37 −1,66 −0,763 −0,74 −0,44 −0,403 −0,25 −0,14 −0,126 −0,000 +0,337 +0,535

Li K Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Cd Ni Sn Pb H2 Cu 2I− 9



Ơ H

TP .Q U

Y

Hg +0,789 Hg2+ + 2e− → Hg + − Ag +0,799 → Ag Ag + e Br2 +1,08 Br2 + 2e− → 2Br− Cl2 +1,360 Cl2 + 2e− → 2Cl− 3+ − +1,50 Au + 3e → Au Au − − F2 +2,87 F2 + 2e → 2F Dựa vào bảng số liệu trên ta thấy: -Thế ñiện cực càng âm thì kim loại có tính khử càng mạnh và ion của nó có tính oxi hoá càng yếu. -Thế ñiện cực càng dương thì kim loại có tính khử càng yếu và ion của nó có tính khử càng mạnh. Với phi kim, thể ñiện cực càng dương, tính oxi hoá của nó càng mạnh và tính khử ion của nó càng yếu. Người ta có thể xếp kim loại thành một dãy theo thứ tự tăng dần thế khử chuẩn. Chú thích: Thế oxi hoá chuẩn là giá trị ngược dấu của thế khử chuẩn. Chẳng hạn thế oxi hoá chuẩn của ñiện cực kẽm, kí hiệu là E 0Zn/Zn 2+ sẽ là +0,763 và tương ứng với bán phản ứng:

N


N


D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

Zn(r) − 2e− → Zn2+(dd) Theo ñề nghị của IUPAC, các bảng số liệu thường cung cấp giá trị thế khử chuẩn. Trong khi ở Mĩ và Canada, người ta hay dùng thế oxi hoá chuẩn. Thế khử chuẩn là ñại lượng phụ thuộc vào nhiệt ñộ. Nhưng người ta quy ước rằng thế ñiện cực hidro chuẩn luôn bằng 0,000 V ở mọi nhiệt ñộ, ñể việc ño thế ñiện cực bằng cách so sánh với ñiện cực hidro ñược thuận tiện. Trong các tài liệu người ta cũng thường sử dụng thuật ngữ thế của pin ñiện với nghĩa của Sðð. Trong ví dụ về pin Zn-Cu chúng ta ñã thấy rằng nếu phản ứng oxi hoá khử Zn(r) + Cu2+(dd) → Zn2+ (dd) + Cu(r) ñược bố trí sao cho sự khử và sự oxi hoá xảy ra riêng biệt trên các ñiện cực khác nhau làm cho sự trao ñổi electron phải thực hiện gián tiếp qua dây dẫn thì sẽ hình thành một pin ñiện hoá. Sử dụng quy ước về thế ñiện cực hidro chuẩn có thể xác ñịnh ñược thế khử chuẩn của các cặp oxi hoá - khử nói trên. Về nguyên tắc, bất kì phản ứng oxi hoá khử nào cũng có thể ñược bố trí như vậy. Vì thế, tương tự như với các cặp oxi hoá – khử Cu2+/Cu, Zn2+/Zn, người ta cũng xác ñịnh ñược thế khử chuẩn của các cặp oxi hoá – khử bất kì. Giá trị thế khử chuẩn của một số cặp oxi hoá – khử liên quan ñến nhiều phản ứng vô cơ quan trọng ñược cho dưới ñây: MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O E0 = +1,507 V MnO4− + 4H+ + 3e− → MnO2(r) + 2H2O E0 = +1,70 V − − − MnO4 + 2H2O + 3e → MnO2(r ) + 4OH E0 = +0,60 V Cr2O72− + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O E0 = +1,33 V − − − − CrO4 + 4H2O + 3e → Cr(OH)4 + 4OH E0 = −0,13 V − + − NO3 + 4H + 3e → NO + 2H2O E0 = +0,96 V S2O82− + 2e− → 2SO42− E0 = +1,96 V 2− + − 2− 2SO4 + 4H + 2e → S2O6 + 2H2O E0 = −0,25 V SO42− + H2O + 2e− → SO32− + 2OH− E0 = −0,936 V 2− + − SO4 + 4H + 2e → H2SO3 + H2O E0 = +0,172 V 2SO32− + 2H2O + 2e− → S2O42− + 4OH− E0 = −1,13 V 2− − 2− − 2SO3 + 3H2O + 4e → S2O3 + 6OH E0 = −0,576 V O2(k) + 4H+ + 4e− → 2H2O E0 = +1,229 V − − O2(k) + 2H2O + 4e → 4OH E0 = +0,401 V O3(k) + 2H+ + 2e− → O2(k) + H2O E0 = +2,07 V − − 2H2O + 2e → H2 + 2OH E0 = −0,828 V 3+ 2Fe + e→ Fe E0 = +0,77 V 0 Chú thích: các giá trị ở trên là thế khử chuẩn ở 25oC. Chẳng hạn EMnO = +1,507 V liên quan − / Mn 2+ 4

ñến bán phản ứng khử MnO4− trong môi trường axit thành Mn2+ trong ñiều kiện [MnO4−]=1M và [Mn2+] = 1M. 10





Mặc dù các giá trị ở trên là thế khử chuẩn, trong các tài liệu người ta vẫn hay dùng thuật ngữ thế oxi hoá – khử chuẩn ñể chỉ các giá trị này. 0 = - 1,507 V. Khi cung cấp giá trị thế oxi hoá chuẩn người ta sẽ kí hiệu là: EMn 2+ / MnO −

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

Ơ

N

4

4. Các yếu tố ảnh hưởng ñến thế ñiện cực. 4.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ, phương trình Nernst. Mối quan hệ giữa thế ñiện cực với nồng ñộ dạng oxi hoá và dạng khử ñược biểu diễn bằng phương trình Nernst: RT (8) E = E0 ln Q nF Ở 25oC, phương trình trở thành: 0, 059 E = E0 .lgQ (9) n với E là thế của ñiện cực tại ñiều kiện nồng ñộ bất kì, E0 là thế ñiện cực tại ñiều kiện tiêu chuẩn, R là hằng số khí, R = 8,31 J.mol−1.K−1, T là nhiệt ñộ Kenvin, n là số electron trao ñổi trong bán phản ứng, Q, thường gọi là tỉ số phản ứng, là biểu thức có dạng giống như hằng số cân bằng nhưng các nồng ñộ có mặt trong biểu thức không phải là nồng ñộ khi hệ ñạt ñến cân bằng. Chẳng hạn có thể áp dụng phương tình Nernst ñể tính thế ñiện cực của ñiện cực kẽm khi nồng ñộ ion kẽm trong dung dịch bằng 0,01 M: 0, 059 1 E Zn2+ / Zn = E 0Zn2+ / Zn lg =- 0,704 V 2 [Zn 2+ ] Chú ý rằng tỉ số phản ứng [Zn]/[Zn2+] =1/ [Zn2+] vì kẽm kim loại ở trạng thái rắn, nên theo quy ước về trạng thái chuẩn [Zn] = 1. Khi trong bán phản ứng biểu diễn quá trình khử dạng oxi hoá có mặt ion H+hoặc OH- thì trong phương trình Nernst cũng có mặt nồng ñộ H+ hoặc OH-. Chẳng hạn phản ứng khử ion MnO4− trong môi trường axit: MnO4− (dd) + 5e− + 8H+(dd) → Mn2+(dd) + 4H2O(l) 0, 059 [Mn 2+ ] lg E MnO− /Mn 2+ = E 0MnO− /Mn 2+ 4 4 5 [MnO −4 ].[H + ]8 Khi [MnO4−] = 0,2M, [Mn2+] = 0,02 M và [H+] = 0,1 M ta có: 0, 059 0,02 E MnO− /Mn 2+ = E 0MnO− /Mn 2+ lg 4 4 5 0,2.(10-1 )8 Sự phụ thuộc của thế ñiện cực vào nồng ñộ tạo ra khả năng thiết lập những pin nồng ñộ có hai ñiện cực làm bằng cùng một kim loại nhưng nhúng vào hai dung dịch có nồng ñộ khác nhau (hình 4)

Hình 4. Sơ ñồ một pin nồng ñộ

11



Ơ H

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

Chú thích: Thế khử chuẩn của hidro ñược quy ước bằng 0,000. Trong nước, [H+][OH-] = 10-14. Thế ñiện cực của hidro trong nước có thể tính từ phương trình Nernst : pH RT RT pH 2 . E2H+/H2 = E02H+/H2 ln −14 [OH - ]2 ln + 2 2 = 0 (20) 2F [H ] 2F 10 Khi PH2 = 1 atm, T = 298,15 K, (20) trở thành: RT E2H+/H2 = - 0,828 (21) ln[OH - ]2 2F Giá trị - 0,828 V ñược xem như thế khử chuẩn của nước tương ứng với bán phản ứng: 2H2O(l) + 2e− → 2OH(aq)− + H2(k) E0 = −0,828 V (22) Tuy nhiên, khi ñiện phân, ngay khi thế của catot ñạt ñược giá trị - 0,828 V cũng chưa xảy ra sự khử cation H+ ở catot. Do ảnh hưởng của quá thế (xem phần quá thế ở dưới), ñể quan sát ñược phản ứng khử cation H+, cần có thế catot âm hơn so với thế khử chuẩn của nước (−0,828 V) 4.2. Ảnh hưởng của áp suất. Áp suất chỉ ảnh hưởng ñến thế ñiện cực khi có sự tham gia của chất khí vào phản ứng trên bề mặt ñiện cực. Ảnh hưởng ñó phản ảnh trong phương trình Nernst. Chẳng hạn như sự phụ thuộc của thế ñiện cực hydro vào áp suất khí H2 trên bề mặt ñiện cực platin làm thay ñổi thế của ñiện cực hidro: 2H+(dd) + 2e− → H2(k) PH 0, 059 E H + / H = E 0H+ /H lg +2 2 2 2 2 [H ] 4.3. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ Nhiệt ñộ ảnh hưởng ñến thế ñiện cực E thông qua sự thay ñổi thế ñiện cực chuẩn E0 theo nhiệt ñộ và sự có mặt thừa số T trong phương trình Nernst. 5. Sơ ñồ của pin ñiện Người ta quy ước viết sơ ñồ của một pin ñiện hoá như sau: - ðiện cực dương ñược ñặt bên phải, ñiện cực âm ở bên trái sơ ñồ. - Giữa kim loại ñiện cực và dung dịch chất ñiện giải ñặt một gạch ñơn thẳng ñứng. - Giữa dung dịch bao quanh cực dương và dung dịch bao quanh cực âm ñặt một gạch ñôi thẳng ñứng. Theo quy ước ấy, sơ ñồ của pin Zn-Cu ñược viết như sau: (-)Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+) Hoặc ñơn giản hơn: (-)Zn|Zn2+||Cu2+|Cu(+)

N


N


-L Í-

II. Chiều tự diễn biến của một phản ứng oxi hoá khử

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

1. Liên hệ giữa ∆G và Sðð Cho phản ứng oxi hoá – khử: Znr + Cu2+dd → Zn2+dd + Cur (2) Giữa ∆G của phản ứng trên và Sðð (Epin) của pin ñiện (-)Zn|Zn2+||Cu2+|Cu(+) có mối liên hệ: ∆G = -nFEpin (9) và, ở ñiều kiện chuẩn ∆G0 = -nFE0pin (10) Trong các công thức trên: ∆G, ∆G0 lần lượt là biến thiên thế ñẳng áp và biến thiên thế ñẳng áp chuẩn của phản ứng xảy ra trong pin ñiện, Epin, E0pin lần lượt là Sðð và Sðð chuẩn của pin ñiện, N là số electron trao ñổi, F là số Faraday, F = 96500 C/mol (C là Coulomb, ñọc là Cu-long). Trong nhiệt ñộng lực học, người ta ñã chứng tỏ rằng, một quá trình chỉ có thể tự diễn biến nếu ∆G < 0. Từ (10) rút ra rằng phản ứng oxi hoá – khử trong pin ñiện chỉ có thể tự diễn ra nếu: Epin = E+ - E- > 0 hay E+ > E(11) Khi phản ứng diễn ra trong ñiều kiện chuẩn (nồng ñộ các ion trong dung dịch = 1M, áp suất riêng phần của các khí tham gia vào phản ứng trên ñiện cực = 1atm) tiêu chuẩn (11) trở thành: 12




E0pin = E+0 - E-0 > 0 hay E+0 > E-0 Trở lại với phăn ứng (2), ở ñiều kiện chuẩn, ta có: E0pin = E+0 - E-0 = E 0Cu2+ /Cu − E 0Zn 2+ /Zn = 1,100 V

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

→ ∆G0 = -nFE0pin = - 2.96500.1,100 = - 212300 J ∆G0 < 0 nên ở ñiều kiện chuẩn, phản ứng (2) có thể tự xảy ra. ðiều ñó phù hợp với kết luận quen biết: kẽm có thể ñẩy ñược ñồng ra khỏi dung dịch muối ñồng. Kim loại có thế khử chuẩn càng nhỏ (càng âm) có tính khử càng mạnh. Ion của các kim loại có thế khử chuẩn càng lớn (càng dương) có tính oxi hoá càng mạnh. Một cách tổng quát cặp oxi hoá khử có thế chuẩn khử cao hơn có thể oxi hoá ñược chất khử có thế khử chuẩn thấp hơn. Hiệu giữa thế khử chuẩn của chất oxi hoá và thế khử chuẩn của chất khử cũng gọi là thế chuẩn của phản ứng oxi hoá khử. Nếu phản ứng oxi hoá khử diễn ra trong pin ñiện thì thế chuẩn của phản ứng chính là Sðð chuẩn của pin ñiện. 2. Liên hệ giữa Sðð chuẩn (E0pin) và hằng số cân bằng RTlnK = - ∆G0 = nFE0pin

N

(12)

Ơ


nFE 0pin

Rút ra: K = e RT Ở 25oC và chuyển sang logarit thập phân (13) trở thành:

Đ

(13)

G

nE 0pin

Ư N

K = 10 0,059

III. Sự ñiện phân

(14)

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

1. ðịnh luật Faraday Hai ñịnh luật của Faraday về ñiện phân có thể tóm tắt chung bằng một biểu thức:  Q  M  (15) m =     F  z  Trong ñó: m là khối lượng chất bị ñiện phân ñược giải phóng trên ñiện cực (g), Q là ñiện lượng ñi qua bình ñiện phân (C), F là hằng số Faraday, F = 96485 C/mol, M là khối lượng mol (g/mol) Z là ñiện tích ion bị ñiện phân Q = It (16) Vì Nên (15) có thể viết lại thành:  It  M  (17) m =     F  z  Trong ñó I là cường ñộ dòng ñiện (Ampe), t là thời gian (s). Phương trình (16) có thể viết dưới dạng: m It n= = (18) M zF Trong ñó n là số mol chất bị ñiện phân ñược giải phóng trên ñiện cực. 2. ðiện phân dung dịch 2.1. Sự phóng ñiện của H+ và OHa) Ở cực âm (catot) Ở cực âm, ngoài cation kim loại còn có mặt cation H+ do nước ñiện li mà tạo thành. Khi ñó có thể xảy ra phản ứng: 2H+ + 2e → H2 (19) Vì thế, những kim loại có thế khử chuẩn rất âm (kiềm, kiềm thổ, Al), cation của chúng có tính oxi hoá yếu sẽ không bị khử tại cực âm. Chỉ những kim loại kém hoạt ñộng hoá học Zn, Cr, Ni..., các kim loại quý) mới ñược giải phóng ở cực âm. b) Ở cực dương (anot) Ở cực dương, ngoài anion gốc axit còn có mặt anion OH- do nước ñiện li mà tạo thành. Khi ñó có thể xảy ra phản ứng: 13



Ơ H

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

4OH- - 4e → O2 + 2H2O (20) Vì thế, những anion ñơn giản như Cl-, Br-, I-... phóng ñiện ñược trên cực dương, còn nhiều anion gốc axit phức tạp, chằng hạn SO42-, sẽ không bị oxi hoá. 2.2. Sơ lược về quá thế Trong thực tế, quá trình oxi hoá anion ở anot và khử cation ở catot khi ñiện phân thường khá phức tạp. ðể quan sát ñược bằng thực nghiệm quá trình khử cation kim loại trên catot, thế catot thường phải âm hơn thế khử chuẩn của kim loại. ðể một anion thực tế bị oxi hoá, thế anot thường phải cao hơn thế oxi hoá chuẩn. Hiệu giữa ñiện thế cần phải có ñể xảy ra sự phóng ñiện của các ion trên ñiện cực (gọi là thế phân hủy) với thế khử hoặc thế oxi hoá chuẩn (trong kĩ thuật ñiện phân thường gọi là thế ñiện cực cân bằng) ñược gọi là quá thế: η (quá thế) = E(phân hủy) – E(cân bằng) (21) Có nhiều loại quá thế: - Quá thế hoá học liên quan ñến năng lượng hoạt ñộng hoá của phản ứng hoá học trước khi sự trao ñổi ion xảy ra. Quá thế hoá học thường có thể khắc phục nhờ sử dụng các chất xúc tác ñiện hoá ñồng thể hoặc dị thể. - Quá thế hoạt ñộng hoá liên quan ñến năng lượng hoạt ñộng hoá của quá trình trao ñổi electron giữa các ion với bề mặt ñiện cực. - Quá thế nồng ñộ gây ra do sự giảm nồng ñộ các tiểu phân tích ñiện ở vùng gần bề mặt ñiện cực. - Quá thế do bọt khí do sự chậm giải hấp các bọt khí ra khỏi bề mặt ñiện cực. - Quá thế ñiện trở liên quan với sự sụt thế do ñiện trở thuần của dung dịch... Quá thế phụ thuộc vào vật liệu dùng làm ñiện cực, bản chất của ion trong dung dịch ñiện phân, mật ñộ dòng ñiện, nhiệt ñộ...Quá thế có vai trò quan trọng trong ñiện hoá học. ðể minh họa, chúng ta xem xét sự sản xuất clo bằng ñiện phân dung dịch muối ăn. Thế oxi hoá chuẩn của clo: Cl- + 2e → Cl2 E0 = -1,360 V − − 4OH → O2(k) + 2H2O + 4e Thế oxi hoá chuẩn của OH E0 = -0,401 V Nếu không có quá thế, OH- sẽ phóng ñiện ngay khi thế anot ñạt ñược giá trị -0,401 V và Cl- sẽ còn lại trong dung dịch. Khi sử dụng anot bằng than chì, quá thế oxi trên than chì có giá trị rất lớn làm cho thế phân hủy của oxi vượt qua thế phân hủy của clo. Nhờ thế, ở anot xảy ra sự phóng ñiện của ion Cl-. ................................................................................................................................................................

N


N


D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

*KẾT LUẬN: Trên ñây là một số kiến thức cơ bản về ñiện hoá (có mở rộng và nâng cao hợp lí) giúp cho các em học sinh hiểu rõ và vận dụng nhanh ñể giải quyết tốt các dạng bài tập về ñiện hoá trong các ñề thi học sinh giỏi khu vực và quốc gia.

14





CHƯƠNG 2 . HỆ THỐNG BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM II.1 ðề bài Bài 1. Cặp oxi hoá - khử của một nguyên tố kim loại ñược tạo ra bởi A. một chất oxi hoá và một chất khử.

Ơ

N

B. hai nguyên tố kim loại có ñộ hoạt ñộng khác nhau tiếp xúc với nhau.

Y

Chọn ñáp án ñúng

N

D. hai nguyên tố hoá học, một nguyên tố có tính oxi hoá, một nguyên tố có tính khử.

H

C. dạng oxi hoá và dạng khử của nguyên tố kim loại ñó.

TP .Q U

Bài 2. Có hai phát biểu liên quan ñến cặp oxi hoá -khử Mn+/M: 1. Mn+ là dạng oxi hoá, M là dạng khử.

2. Phương trình hoá học thể hiện sự trao ñổi electron giữa Mn+ và M ñược viết là : M → M + ne− n+

C. cả 1 và 2 ñều ñúng.

D. cả 1 và 2 ñều sai.

Ư N


Đ

B. chỉ có 2 ñúng.

G

A. chỉ có 1 ñúng.

ẠO

Trong hai phát biểu này,

H

Bài 3. Pin ñiện hoá Zn-Cu ñược mô tả ở hình vẽ bên. Có thể mô tả các quá trình diễn ra khi pin hoạt ñộng như sau:

TR

ẦN

1. Nguyên tử Zn nhường electron chuyển thành ion Zn2+ tan vào dung dịch, ion Cu2+ nhận electron tạo ra nguyên tử Cu bám vào ñiện cực Cu. 2. Dòng ñiện mạch ngoài chạy từ thanh Zn sang thanh Cu.

00

B

3. Phản ứng xảy ra trong pin: Các mô tả chính xác gồm

10

Zn(r) + Cu2+(dd) → Zn2+(dd) + Cu B. 1, 2.

C. 1, 3.

D. 1, 2, và 3.

H

Ó

A

A. 2, 3.

-L Í-


Bài 4. Khi pin ñiện hoá chuẩn Ni - Cu hoạt ñộng, 1. màu xanh của dung dịch CuSO4 nhạt dần theo thời gian.

ÁN

2. nguyên tử Ni bị oxi hoá thành Ni2+ tan vào dung dịch theo quá trình:

TO

Ni(r) → Ni2+(dd) + 2e−.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Trong hai nhận xét này,

A. chỉ có 1 ñúng. 2 ñúng. C. cả 1 và 2 ñều ñúng. và 2 ñều sai.

B. chỉ có D. cả 1


Bài 5. Hai ñiện cực tạo ra từ hai kim loại A, B ñược nhúng vào hai ngăn của một bình chứa dung dịch muối nitrat kim loại tương ứng. Hai ngăn này ñược cách li bằng một vách xốp có nhiều lỗ nhỏ cho các ion ñi qua, nhưng không ñể 15





các dung dịch bị trộn lẫn. Nối hai ñiện cực với nhau bằng một dây dẫn, dòng electron chuyển ñộng theo hướng như hình vẽ bên, nhận xét nào dưới ñây không chính xác? A. ðiện cực A là anot, ñiện cực B là catot.

N

B. Ion dương sẽ chuyển ñộng từ ngăn chứa ñiện cực B sang ngăn chứa ñiện cực A thông qua những lỗ nhỏ trên vách xốp.

Ơ

C. Kim loại A sẽ bị hòa tan vào trong dung dịch khi dòng electron chuyển sang ñiện cực B.

N

H

D. Khối lượng ñiện cực A giảm xuống theo thời gian. Chọn ñáp án ñúng

TP .Q U

Y

Bài 6. Một pin ñiện hoá ñược tạo ra bằng cách nối hai ñiện cực kim loại A, B. Kim loại A ngâm trong dung dịch Am+, kim loại B ngâm trong dung dịch Bm+. Khi pin hoạt ñộng, một học sinh ñã quan sát, ghi lại một số thông tin sau: 1. Khối lượng ñiện cực A tăng dần, khối lượng ñiện cực B giảm dần theo thời gian.

ẠO

2. Xuất hiện dòng ñiện chạy từ ñiện cực B sang ñiện cực A.

B. Chỉ 2

C. Cả 1 và 2

D. Không phải 1 lẫn 2

Ư N

A. Chỉ 1

G

Đ

Biết rằng B ñẩy ñược A ra khỏi dung dịch muối của nó, hãy cho biết trong hai thông tin trên, thông tin nào ñã ñược ghi lại không chính xác?


ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Bài 7. Theo quy ước quốc tế, khi kết nối hai nửa pin ñể tạo ra một pin ñiện hoá thì ñiện cực nào có thế dương hơn sẽ ñược ñặt ở phía bên phải, ñiện cực nào có thế âm hơn ñược ñặt ở phía bên trái. Cho biết trong các pin dưới ñây, pin nào ñược biểu diễn ñúng quy ước?

B. Chỉ pin 2.

C. Cả hai pin.

D. Không phải 1 lẫn 2.

TO

A. Chỉ pin 1

D

IỄ

N

Đ

ÀN


Bài 8. Một học sinh ñưa ra ba nhận xét dưới ñây về pin ñiện có sơ ñồ như hình bên:

1. ðiện cực khí hiñro chuẩn ñược duy trì hoạt ñộng bằng cách thổi liên tục khí hiñro ở áp suất 1 atm lên tấm platin phủ muội platin ngâm trong dung dịch axit có nồng ñộ ion H+ 1M, 2. ðo sức ñiện ñộng của pin này ta có thể xác ñịnh thế ñiện cực chuẩn của cặp M2+/M. 16





3. M là ñiện cực âm của pin. A. chỉ 1 ñúng.

B. 1 và 2 ñúng.

C. 1 và 3 ñúng.

D. cả ba ñúng.


N

H

Ơ

N

Bài 9. Cho một pin ñiện hoá chuẩn ñược hình thành từ ñiện cực M và ñiện cực khí hiñro ñều ở ñiều kiện tiêu chuẩn như hình vẽ bên. Biết rằng Vôn kế chỉ giá trị 0,76 V, giá trị thế khử chuẩn của cặp M2+/M là

TP .Q U

Y

A. +0,76 V. B. +1,52 V. C. −0,76 V. D. −1,52 V.

ẠO


+

2Ag+(dd) → Cu2+(dd) +

2Ag(r)

Ư N

Cu(r)

G

1. phương trình của phản ứng xảy ra trong pin:

Đ

Bài 10. Khi pin ñiện hoá Cu - Ag hoạt ñộng ở ñiều kiện tiêu chuẩn,

H

2. khối lượng ñiện cực dương Cu giảm dần theo thời gian.

ẦN

Trong hai nhận xét này,

B. chỉ 2 ñúng.

C. cả 1 và 2 ñều ñúng.


TR

A. chỉ 1 ñúng.

B


10

00

Bài 11. ðể xác ñịnh thế ñiện cực của cặp Mn2+/Mn người ta thiết lập một pin ñiện hoá chuẩn trong ñó một nửa pin gồm ñiện cực Mn nhúng vào dung dịch Mn2+ 1M, nửa pin còn lại là ñiện cực khí hiñro ở ñiều kiện chuẩn. Sức ñiện ñộng của pin ño ñược khi pin hoạt ñộng là 1,19 V. Mặt khác, Mn có thể ñẩy ñược Fe ra khỏi dung dịch muối:

Ó

A

Mn(r) + Fe2+(dd) → Mn2+(dd) + Fe(r)

H

Cho biết trong hai nhận xét sau, nhận xét nào chính xác?

-L Í-

1. E 0Mn 2+ /Mn = 1,19 V

2. Phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng:

ÁN

Mn(r)

+

2H+(dd) → Mn2+(dd)

TO

A. Chỉ 1

B. Chỉ 2 D. Không phải 1 lẫn 2


D

IỄ

N

Đ

ÀN

C. Cả 1 và 2

+ H2(k)

Bài 12. Một pin ñiện hoá ñược hình thành bằng cách kết nối hai ñiện cực tạo bởi kim loại M và Cu nhúng trong hai dung dịch muối nitrat nồng ñộ 1M của ion kim loại tương ứng ở 250C như hình hình vẽ. Vôn kế chỉ 0,57V; E0Cu2+/Cu (250C)= 0,34 V. Dãy nhận ñịnh nào dưới ñây chính xác? A. E0M2+/M (250C) = +0,13 V; ñiện cực M là catot. 17





B. E0M2+/M (250C) = +0,91 V; ñiện cực M là catot. C. E0M2+/M (250C) = −0,13 V; ñiện cực M là anot. D. E0M2+/M (250C) = +1,82 V; ñiện cực M là anot. Chọn ñáp án ñúng Al0 (r)

E0 = −1,66 V

Mn2+(dd)

+

2e−

Mn0 (r)

E0 = −1,18 V

B.

Al3+(dd)

Al

(dd)

2+

+

C.

Mn

D.

Mn2+(dd) +

+

(r)

3e

3e− Mn

(dd)

+0,48 V

Al0 (r) 0

(r)

+

+0,48 V

−

+2,84 V

Mn0 (r)

+2,62 V

2e

2e−

TP .Q U

Al

Thế chuẩn của pin −

ẠO

A.

0

Đ

3+

Y

Xác ñịnh quá trình xảy ra tại anot của pin và thế chuẩn của pin. Quá trình xảy ra tại anot của pin

Ơ

3e−

H

+

N

Al3+(dd)

N

Bài 13. Một pin ñiện hoá ñược tạo nên từ hai ñiện cực chuẩn Al3+/Al và Mn2+/Mn.

G


NiO2 (r) + 2H2O (l) → Cd(OH)2 (r) + Ni(OH)2 (r)

+

ẦN

Trong các nhận xét dưới ñây, nhận xét nào chính xác?

H

Cd (r)

Ư N

Bài 14. Pin khô niken-cañimi, còn ñược gọi tắt là Nicad, sản sinh ra dòng ñiện nhờ phản ứng sau:

1. NiO2 bị khử ở catot, Cd bị oxi hoá ở anot của pin.

TR

2. Dòng electron trong mạch ngoài truyền từ anot sang catot của pin. B. Chỉ 2.

C. Cả 1 và 2.

D. Không phải 1 lẫn 2.

00

B

A. Chỉ 1.

10


Bài 15. Trong bốn ion dưới ñây, ion có tính oxi hoá lớn nhất ở ñiều kiện chuẩn là B. Ca2+.

Ó

A

A. Ag+.

Bài 16. Cho:

-L Í-


H

E0Fe3+/Fe2+ = +0,77 V; E0Fe3+/Fe2+ =;

C. Mg2+ E0Fe3+/Fe2+ =;

+

2e− →

Sn (r)

E0 = −0,14V

Mn2+(dd) +

2e− →

Mn (r)

E0 = −1,03V

ÁN

Sn2+(dd)

D. Fe3+ E0Fe3+/Fe2+ =

TO

Ion hay nguyên tử nào ở trên có tính oxi hoá lớn nhất ? A. Mn2+

B. Sn2+

C. Mn

D. Sn

ÀN


D

IỄ

N

Đ

Bài 17. Cho: Fe3+(dd)

+

e− →

Fe2+(dd)

E0 = +0,77 V

Cu2+(dd)

+ e− →

Cu+(dd)

E0 = +0,15 V

Ion nào ở trên có tính khử lớn nhất? A. Fe3+

B. Fe2+

C. Cu2+

D. Cu+


Bài 18. Cho các thế ñiện cực chuẩn ở 25oC của một số cặp oxi hoá -khử: 18





Bán phản ứng Fe

2+

Fe

(dd) (dd)

2+

Cu

→ Fe

−

→ Fe(r)

−

Cu(r)

+ 1e + 2e

(dd)

Thế ñiện cực chuẩn, V

−

+ 2e →

2+

+0,77

(dd)

−0,44 +0,34

N

3+

2.

Cu(r)

+

Fe3+(dd)

3.

Fe(r)

+

Fe3+(dd) →

Fe2+(dd)

→ Cu

2+

+ Cu(r)

H

Cu2+(dd) →

+ Fe2+(dd)

(dd)

N

+

Fe2+(dd)

Y

Fe(r)

A. Chỉ 1.

B. Chỉ 1 và 3.

C. Chỉ 2 và 3.

D. Cả 1, 2, và 3.

TP .Q U

1.

Ơ

Phản ứng nào dưới ñây có thể tự xảy ra:


Đ

ẠO

Bài 19. Thực nghiệm ñã cho thấy rằng: Ag không tan trong dung dịch Fe(NO3)3 trong khi Fe(NO3)2 khi tác dụng với AgNO3 tạo ra kết tủa Ag và muối Fe(NO3)3. Cho biết nhận xét nào dưới ñây không chính xác.

G

A. Fe2+ có tính khử mạnh hơn Ag.

Ư N

B. Fe3+ có tính oxi hoá yếu hơn Ag+.

H

C. E 0Fe3+ /Fe2+ > E 0Ag + /Ag .

ẦN

D. Ag là kim loại hoạt ñộng kém hơn Fe. Chọn ñáp án ñúng

TR

Bài 20. Thực nghiệm cho thấy rằng các phản ứng sau ñều có thể tự xảy ra: + B2+(dd) → A2+(dd) + B(r)

2. B(r)

+

B

1. A(r)

→ 2D2+(dd) + B2+(dd)

00

2D3+(dd)

10

Dựa vào kết quả ở trên, hãy cho biết sự sắp xếp nào dưới ñây là chính xác? B. E 0A 2+ /A < E 0D3+ /D2+ < E 0B2+ /B

C. E 0D3+ /D2+ < E 0A 2+ /A <

D. E 0A 2+ /A < E 0B2+ /B < E 0D3+ /D2+

H

Ó

A

A. E 0A 2+ /A < E 0B2+ /B < E 0D3+ /D2+

E 0B2+ /B

-L Í-

Chọn ñáp án ñúng.

Bài 21. Cho biết: E 0Cr3+ /Cr 2+ = − 0,42V ; E 0Ni2+ / Ni = - 0,25 V ; E 0Cr 2+ /Cr = − 0,90 V. Trong các

ÁN

phản ứng sau, phản ứng nào có thể tự xảy ra: 1. Ni(r)

TO

2. Cr(r)

D

IỄ

N

Đ

ÀN

3. Ni(r)

+ + +

Cr2+(dd) 3+

2Cr

3+

2Cr

A. chỉ 1.

→

(dd) (dd)

→ →

B. 1 & 2.

Ni2+(dd) 2+

3Cr Ni

2+

+ Cr(r)

(dd)

(dd)

+

2Cr2+(dd) C. 2 & 3.

D.chỉ 2.


Bài 22. Trong các dung dịch sau, những dung dịch nào thể sử dụng ñể loại bỏ tạp chất Fe ra khỏi hỗn hợp của nó với Ag nhằm thu ñược Ag tinh khiết mà không làm mất bạc? 1.H2SO4(l), 2.HNO3(l), A. 1, 2, 3 0

Cho E

3. HCl, 4.AgNO3, 5. Fe(NO3)3, 6.Cu(NO3)2

B.1,2, 3, 4

Fe3+/Fe2+ = +0,77

C. 1,2 3, 4, 5, 6

D. 1, 3, 4, 5

V...

Chọn ñáp án ñúng 19





Bài 23. Một mẫu Ag bị lẫn tạp chất Cu, Fe ñược xử lí bằng một lượng dư dung dịch A thì thu ñược Ag tinh khiết mà không làm mất bạc. Dung dịch A chứa A. NíSO4

B. Ag(NO3), Cu(NO3)2.

C. AgNO3, Fe(NO3)3.

D. AgNO3, HNO3(l).

D

IỄ

N

Ơ H N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

Câu 24. Phản ứng nào dưới ñây có thể tự xảy ra? A. Cu (r) + Ag+(dd) → B. Br2(l) + Cl− (dd) → 2+ C. Cu (dd) + H2O(l) → D. Au (r) + Mg2+(dd) → ([H+] = 1 M) Chọn ñáp án ñúng. Câu 25. Ion nào có mặt trong hai bán phản ứng dưới ñây có tính khử lớn nhất? Fe3+(dd) + e− → Fe2+(dd) E0 = +0,77 V 2+ − + Cu (dd) + e → Cu (dd) E0 = +0,15 V 3+ 2+ A. Fe B. Fe C. Cu2+ D. Cu+ Chọn ñáp án ñúng Câu 26. Ion hay nguyên tử nào có mặt trong các bán phản ứng cho dưới ñây có tính oxi hoá lớn nhất? Sn2+(dd) + 2e− → Sn (r) E0 = −0,14V Mn2+(dd) + 2e− → Mn (r) E0 = −1,03V 2+ 2+ A. Mn B. Sn C. Mn D. Sn Chọn ñáp án ñúng Câu 27. Dung dịch nước nồng ñộ 1 M của ion nào trong các ion sau có tính khử yếu nhất? A. Ag+(dd) B. Cu2+(dd) C. H+(dd) D. Zn2+(dd) Chọn ñáp án ñúng Câu 28. Một phản ứng xảy ra trong một pin ñiện hoá có Sðð E0pin = 0,80 V. Nhận ñịnh nào sau ñây về dấu của ∆G và hằng số cân bằng K là ñúng? A. ∆G < 0, K > 1 B. ∆G < 0, K > 1 D. ∆G > 0, K > 1 C. ∆G > 0, K < 1 Chọn ñáp án ñúng Câu 29. Cặp số liệu nào là hợp lí cho một phản ứng trong pin ñiện hoá? A. ∆G0 > 0, E0pin = 0 B. ∆G0 < 0, E0pin = 0 0 0 C. ∆G < 0, E pin > 0 D. ∆G0 < 0, E0pin < 0 Chọn ñáp án ñúng Câu 30. Tập hợp các nhận xét nào nào ghi dưới ñây là thích hợp với một phản ứng oxi hoá khử ñược nghiên cứu dưới ñiều kiện tiêu chuẩn? E0 ∆G0 Khả năng diễn biến A. + − tự xảy ra B. − + tự xảy ra C. + + không tự xảy ra D. − − không tự xảy ra Chọn ñáp án ñúng Câu 31. Cho phản ứng trong pin ñiện: 2Al (r) + 3Cu2+(dd) → 2Al3+(dd) + 3Cu (r) Giá trị nào có thể dùng cho n trong phương trình Nernst khi xác ñịnh ảnh hưởng của sự thay ñổi nồng ñộ ion Al3+, Cu2+ trong phản ứng? A. 6 B. 5 C. 3 D. 2 Chọn ñáp án ñúng Câu 32. Zn (r) + Cl2 (k, 1 atm) Zn2+(dd, 1M) + 2Cl− (dd, 1M) Một pin ñiện hoá hoạt ñộng dựa trên phản ứng này có Sðð chuẩn ở 25oC là 2,12 V. Làm thế nào ñể Sðð của pin ở nhiệt ñộ trên lớn hơn 2,12 V? A. cho thêm Zn (r) vào B. tăng nồng ñộ ion Cl− (dd) vào

N


20




ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

Ơ

D. giảm áp suất riêng phần khí clo C. giảm nồng ñộ ion Zn2+(dd) Chọn ñáp án ñúng Câu 33. Ni (r) + Cu2+(r) → Ni2+(dd) + Cu (r) Pin Vonta dựa trên phản ứng này có ñiện thế là 0,59V ở ñiều kiện tiêu chuẩn. Phương án nào dưới ñây sẽ làm tăng sức ñiện ñộng của pin? I. Tăng [Cu2+] II. Tăng kích thước ñiện cực Niken. A. Chỉ I B. Chỉ II C. Cả I và II D. Không phải I lẫn II Chọn ñáp án ñúng Câu 34. Quá trình oxi hóa – khử của những cặp nào dưới ñây có thế làm thay ñổi pH của dung dịch? II. AmO22+/Am4+ III. Am4+/Am2+ I. AmO22+/AmO2+ A. Chỉ I B. Chỉ II C. Chỉ I và II D. I, II, III. Chọn ñáp án ñúng Câu 35. Trong một pin ñiện hoá xảy ra phản ứng: 2Ag+(dd) + Cu (r) → Cu2+(dd) + 2Ag (r) Nhận xét nào dưới ñây về ảnh hưởng của sự thay ñổi nồng ñộ các ion và kích thước của ñiện cực lên Sðð của pin là chính xác? A. Tăng nồng ñộ ion Cu2+ lên gấp ñôi sẽ làm thay ñổi giá trị của Sðð giống như khi tăng nồng ñộ Ag+ lên gấp bốn. B. Giảm nồng ñộ Cu2+ 10 lần sẽ làm thay ñổi giá trị của Sðð của pin giống như khi giảm nồng ñộ Ag+ cùng với tỉ lệ như vậy. C. Giảm nồng ñộ Cu2+ 10 lần sẽ ít làm thay ñổi giá trị của Sðð của pin hơn so với việc giảm nồng ñộ Ag+ cũng với lượng như vậy. D. Gấp ñôi kích thước của catot sẽ có cùng ảnh hưởng lên giá trị của Sðð của pin như khi giảm nồng ñộ Cu2+ hai lần. Chọn ñáp án ñúng Câu 36. Với bán phản ứng nào dưới ñây sự tăng 1 ñơn vị pH làm tăng thế ñiện cực nhiều nhất? A. V2+(dd) → V3+(dd) + e− B. VO3− (dd) + 2H+(dd) → VO2+(dd) + H2O(l) C. VO2+(dd ) + 2H+(dd) + e− → V3+(dd) + H2O(l) D. VO2+ + H2O → VO2+(dd) + 2H+(dd) + e− Chọn ñáp án ñúng Câu 37. Một pin ñiện hoá ñược tạo ra từ hai ñiện cực Rh3+/Rh, Cu+/Cu trong ñó nồng ñộ mỗi ion Rh3+, Cu+ ñều là 1 M. Thế ñiện cực chuẩn của các ñiện cực tạo nên pin ở hình vẽ bên ñược cho dưới ñây: Rh Cu Rh3+dd + 3e−  E0 = 0,80V → Rh + − 0 Cu dd + 2e  E = 0,52V → Cu Cho biết nhận xét nào dưới ñây chính xác nhất? Cu(NO ) Rh(NO ) Chiều dòng ñiện trong mạch ngoài Thế chuẩn của pin A. Từ anot Rh ñến catot Cu 0,28 V B. Từ catot Rh ñến anot Cu 1,32 V C. Từ anod Cu ñến catot Rh 0,28 V D. Từ catot Cu ñến anot Rh 0,76 V Chọn ñáp án ñúng Câu 38. 2Ag+(dd) + Cu (r) → Cu2+(dd) + 2Ag (r) Sðð chuẩn của pin ñiện làm việc với phản ứng này là 0,46V. Tác ñộng nào dưới ñây sẽ làm tăng thế mạnh nhất? A. Tăng [Ag+] lên gấp ñôi B. Giảm ñi hai lần nồng ñộ ion Cu2+ C. Tăng gấp ñôi kích thước ñiện cực ñồng

N


3 2

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

3 3

21



D

IỄ

N

Ơ H N Y

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

D. Giảm kích thước ñiện cực bạc ñi hai lần Chọn ñáp án ñúng Câu 39. Nhận ñịnh nào dưới ñây về hướng di chuyển của anion là ñúng? A. Về anot của pin ñiện hoá hay catot của bình ñiện phân. B. Về catot của pin ñiện hoá hay anot của bình ñiện phân. C. Về anot của cả hai trường hợp. D. Về catot trong cả hai trường hợp. Chọn ñáp án ñúng Câu 40. Trong pin ñiện hoá catot luôn luôn là một ñiện cực mà ở ñó A. các quá trình oxi hoá xảy ra B. các quá trình khử xảy ra C. các ion dương ñược tạo ra D. các ion âm ñược tạo ra Chọn ñáp án ñúng Câu 41. Phát biểu nào sau ñây là ñúng ñối với pin ñiện hoá và bình ñiện phân? 1. Quá trình oxi hoá xảy ra ở anot. 2. Dòng electron dịch chuyển từ catot về anot. A. Chỉ 1 B. Chỉ 2 C. Cả 1 và 2 D. Không phải 1 lẫn 2. Chọn ñáp án ñúng. Câu 42. Ở pin ñiện hoá: Ag | Ag+ ||NO3−, NO | Pt, nhận xét nào dưới ñây là ñúng ? A. NO3− bị oxi hoá ở anot. B. Pt là làm việc như một xúc tác. C. ðiện cực bạc giảm khối lượng khi pin làm việc. D. Sðð của pin tăng lên khi tăng kích thước ñiện cực bạc gấp ñôi. Chọn ñáp án ñúng Câu 43. Trong quá trình mạ kẽm, sắt ñược che phủ bởi một lớp kẽm kim loại. Sự bảo vệ kim loại bằng phương pháp này giống với: A. Thanh Mg ñược nối với ống sắt cần bảo vệ. B. Can sắt ñược mạ thiếc. C. Mạ ñồng cho các vật liệu làm bằng sắt. D. Ống ñồng ñược sơn bằng epoxit. Chọn ñáp án ñúng Câu 44. Hình vẽ bên minh họa cách bảo vệ ống dẫn nước bằng thép trong lòng ñất theo phương pháp ñiện hoá. Nên sử dụng kim loại M nào ñể làm anot hy sinh? I. Na II. Mg III. Cu A. Chỉ II B. Chỉ II, và III C. Chỉ III D. Cả I, II, và III Chọn ñáp án ñúng Câu 45. Quá trình nào xảy ra khi acquy chì phóng ñiện? 1. Khí hyñro ñược giải phóng ra. 2. PbO2 ñược chuyển hoá thành PbSO4. 3. Khối lượng riêng của dung dịch giảm xuống. A. Chỉ 1 B. Chỉ 2 C. Chỉ 1 và 3 D. Chỉ 2 và 3 Chọn ñáp án ñúng Câu 46. Toàn bộ phản ứng xảy ra khi acquy chì phóng ñiện là: Pb (r) + PbO2 (r) + 4H+(dd) + 2SO42−(dd) → 2PbSO4 (r) + 2H2O (l) Phát biểu nào là chính xác khi mô tả sự phóng ñiện của acquy chì? I. PbSO4 ñược tạo ra chỉ ở catot. II. Tỉ khối của dung dịch giảm xuống. A. Chỉ I B. Chỉ II C. Cả I và II D. Không phải I cũng như II Chọn ñáp án ñúng 22

N


TP .Q U




D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

Câu 47. ðiều gì xảy ra ñối với các cation trong khi ñiện phân muối nóng chảy? A. Các cation chuyển ñộng về anot và bị khử. B. Các cation chuyển ñộng về anot và bị oxi hoá. C. Các cation chuyển ñộng về catot và bị khử. D. Các cation chuyển ñộng về catot và bị oxi hoá. Chọn ñáp án ñúng Câu 48. Người ta ñiện phân Al2O3 nóng chảy ñể ñiều chế nhôm kim loại.. Khi có một ñiện lượng nhất ñịnh ñi qua bể ñiện phân, tỉ lệ số mol nhôm và oxi thoát ra ở các ñiện cực là bao nhiêu? A. 1 : 1 B. 2 : 1 C. 2 : 3 D. 4 : 3 Chọn ñáp án ñúng Câu 49. Sản phẩm nào dưới ñây ñược tạo ra tại anot trong quá trình ñiện phân dung dịch NaNO3 0,1 M? B. NO2 (k) C. O2 (k) D. Na (r) A. H2 (k) Chọn ñáp án ñúng Câu 50. Phát biểu nào dưới ñây về ñiện phân dung dịch KI 1 M có pha phenolphtalein là không ñúng? A. Kali kim loại ñược tạo ra. B. Màu vàng xuất hiện ở Anot. C. Màu hồng xuất hiện tại Catot. D. Một chất khí ñược tạo ra ở Catot. Chọn ñáp án ñúng Câu 51. Phản ứng nào xảy ra ở catot trong quá trình ñiện phân dung dịch nước của KCl? 1e− → K (r) A. K+(dd) + B. 2H2O (dd) + 2e− → H2 (k) + 2e− 2e− C. 2Cl− (dd) → Cl2 (k) + D. 2H2O (l) → O2 (k) + 4H+(dd) + 4e− Chọn ñáp án ñúng Câu 52. Khi dung dịch nước của KF bị ñiện phân, quá trình nào xảy ra? A. O2 và H+ ñược tạo ra ở một ñiện cực còn H2 và OH− ñược tạo ra ở ñiện cực còn lại. B. O2 và OH− ñược tạo ra ở một ñiện cực còn H2 và H+ ñược tạo ra ở ñiện cực còn lại. C. Kali kim loại ñược tạo ra ở một ñiện cực còn O2 và H+ ñược tạo ra ở ñiện cực còn lại. D. Kali kim loại ñược tạo ra ở một ñiện cực còn F2 ñựơc tạo ra ở ñiện cực còn lại. Chọn ñáp án ñúng Câu 53. Sản phẩm nào ñược tạo ra khi ñiện phân dung dịch nước của AlCl3? I. Al (r) II. Cl2 III. H2 (k) IV. O2 (k) B. Chỉ I và IV C. Chỉ II và III D. Chỉ II và IV A. Chỉ I và III Chọn ñáp án ñúng Câu 54. Trong suốt quá trình ñiện phân dung dịch axit sunfuric loãng, sản phẩm nào ñược tạo ra ở anot? A. hyñro B. hyñro sunfua C. oxy D. lưu huỳnh ñioxit Chọn ñáp án ñúng Câu 55. Sự biến ñổi nào dưới ñây là một quá trinh anot khi xảy ra trên bề mặt ñiện cực? A. Cl− → Cl2 B. H2O → H2 C. Na+ → Na D. O2 → H2O Chọn ñáp án ñúng Câu 56. Một dung dịch chứa NiCl2 và SnBr2 với nồng ñộ mol/L bằng nhau ñược ñiện phân bằng acquy có thế 9V với ñiện cực graphit. Sản phẩm nào ñược tạo ra ñầu tiên, biết thế khử chuẩn của các cặp oxi hoá khử như sau: Ni2+(dd) + 2e− → Ni (r) −0,236V −0,141V Sn2+(dd) + 2e− → Sn (r) − − Br2 (dd) + 2e → 2Br (dd) +1,077V Cl2 (dd) + 2e− → 2Br−(dd) +1,360V A. Ni (r) ở catot, Cl2 (k) ở anot. B. Ni (r) ở catot, Br2 (dd) ở anot. C. Sn (r) ở catot, Br2 (dd) ở anot. D. Sn (r) ở catot, Cl2 (dd) ở anot. Chọn ñáp án ñúng

N


Ơ


23



-L Í-

Ơ H

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

Câu 57. Dựa vào bảng thế khử chuẩn, E0 = −2,38 V Mg2+(dd) + 2e− → Mg (r) 2H2O (l) + 2e− → H2 (k) + 2OH− (dd) E0 = −0,83 V Br2 (l) E0 = 0,53 V + 2e− → 2Br− (dd) O2 (k) E0 = 1,23 V + 4H+(dd) + 4e− → 2H2O (l) hãy cho biết sản phẩm nào ñược tạo ra trong suốt quá trình ñiện phân dung dịch nước của MgBr2? A. Mg và H2 B. H2 và Br2 C. H2 và O2 D. Mg và O2 Chọn ñáp án ñúng Câu 58. Yếu tố nào dưới ñây không ảnh hưởng ñến số mol của kim loại bám lên ñiện cực trong quá trình ñiện phân: A. dòng ñiện sử dụng B. thời gian ñiện phân C. ñiện tích của ion D. khối lượng mol phân tử Chọn ñáp án ñúng Câu 59. Khối lượng kim loại ñược giải phóng trên ñiện cực khi ñiện phân dung dịch nước của ion kim loại này tăng lên khi tăng tham số nào sau ñây? I. cường ñộ dòng ñiện II. thời gian ñiện phân III. ñiện tích ion A. chỉ I B. chỉ III C. chỉ I và II D. cả I, II và III Chọn ñáp án ñúng Câu 60. Các dung dịch AgNO3, CuSO4, và AuCl3 ñược ñiện phân theo sơ ñồ cho như hình vẽ. Quá trình ñiện phân ñược dừng lại trước khi một trong các ion ñiện phân hết. Sự so sánh nào dưới ñây về số mol của Ag, Cu và Au kết tủa trên ñiện cực là ñúng? A. nAg = nCu = nAu B. nAg < nCu < nAu D. nAg = nCu > nAu C. nAg > nCu > nAu AuCl3 AgNO3 CuSO4 Chọn ñáp án ñúng Câu 61. Cho 1 Faraday ñiện lượng ñi qua thiết bị ñiện phân có sơ ñò cho ở hình bên, trong ñó các dung dịch Au(NO3)3 và AgNO3 cùng nồng ñộ (mol/L) và dùng dư. Nhận xét nào dưới ñây là ñúng? I. Số mol vàng ñược tạo ra lớn hơn số mol bạc ñược tạo ra. II. Nồng ñộ Au3+ lớn hơn nồng ñộ Ag+ trong dung dịch sau ñiện phân (theo mol/l). III. Số electron phản ứng với ion Au3+ bằng số electron phản ứng với Ag+ A. chỉ I B. chỉ I và III D. cả I, II và III C. chỉ II và III Chọn ñáp án ñúng Au(NO3)3 AgNO3

N


N


Câu 62. Giản ñồ nào dưới ñây mô tả chính xác nhất sự thay ñổi ñộ dẫn ñiện của dung dịch axit axetic khi cho thêm dần dung dịch NaOH vào dung dịch ñó? ( λ: ñộ dẫn ñiện của dung dịch ). λ

10

ÁN

10

8

TO

6

4

ÀN

2

dd

0

D

IỄ

N

Đ

0

2

4

6

8

V

NaOH

(A)

λ

λ

λ

10

10

8

8

8

6

6

6

4

4

4

2

2

2

dd

0 0

2

4

6

8

V

dd

0

NaOH

(B)

0

2

4

6

8

V

NaOH

dd

0 0

2

4

6

8

V

NaOH

(D)

(C)


Bài 63. ðiều gì xảy ra ñối với các cation trong khi ñiện phân muối nóng chảy? A. Các cation chuyển ñộng về anot và bị khử trên anot. B. Các cation chuyển ñộng về catot và bị khử trên catot. C. Các cation chuyển ñộng về anot và bị oxi hoá. D. Các cation chuyển ñộng về catot và bị oxi hoá. 24






Bài 64. Những nhận xét nào dưới ñây là ñúng? 1. Ở bình ñiện phân, cực dương là anot.

B. 1 và 2.

C. chỉ 3.

D. cả 1, 2, và 3.

Ơ

Y

A. chỉ 1.

N

H

3. Ở pin ñiện hoá và bình ñiện phân, catot ñều là ñiện cực mà tại bề mặt của nó xảy ra quá trình khử.

N

2. Ở pin ñiện hoá, cực dương là catot.

TP .Q U


A. Mg(r) → Mg2+(l) + 2e−

B. Mg2+(l) + 2e− → Mg(l)

+ 2e−

D. Cl2(k) + 2e− → 2Cl− (l)

C. 2Cl− (l) → Cl2(k)

Đ


ẠO

Bài 65. Quá trình nào dưới ñây xảy ra ở anot của bình ñiện phân khi tiến hành ñiện phân nóng chảy MgCl2?

Ư N

G

Bài 66. Hình vẽ bên mô tả một mô hình thiết bị ñiện phân NaCl nóng chảy. Sau ñây là một số nhận xét liên quan ñến thiết bị và các quá trình xảy ra khi ñiện phân: 1. Vật liệu ñể làm ñiện cực A và B có thể là than chì, platin hoặc nhôm.

ẦN

H

2. ðiện cực A là catot còn B là anot. Như vậy, A nối với cực dương còn B nối với cực âm của nguồn.

B

TR

3. Khi nóng chảy, NaCl sẽ phân li thành các ion mang ñiện. Cation Na+ sẽ di chuyển về ñiện cực A còn anion Cl− sẽ dịch chuyển về ñiện cực B. Tại ñiện cực A thì Na+ sẽ bị khử thành Na còn tại ñiện cực B anion Cl− sẽ bị oxi hoá thành khí clo thoát ra ngoài.

10

00

4. Khối lượng riêng của natri nóng chảy lớn hơn khối lượng riêng của NaCl nóng chảy. Trong bốn nhận xét này, số nhận xét chính xác là B. 2. D. 4.

C.

H

Ó

A

A. 1. 3.

TO

ÁN

-L Í-


D

IỄ

N

Đ

ÀN

Bài 67. Phương trình phản ứng nào dưới ñây biểu diễn một quá trình ñiện phân dung dịch? A. Fe(r) + H2SO4(l) → FeSO4(dd) + H2(k) B. Cu(NO3)2(dd) + H2O(l) → Cu(r) + HNO3(dd) + O2(k) C. Cu(NO3)2(dd) + Zn(r) → Zn(NO3)2(dd) + Cu(r) D. NH4NO2(dd) → N2(k) + H2O(l) Chọn ñáp án ñúng

Bài 68. Quá trình nào dưới ñây xảy ra trước tiên ở catot khi ñiện phân dung dịch Fe(NO3)2? A. Fe2+(dd) +

2e− → Fe(r) 25





B. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) +

4OH− (dd)

C. NO3−(dd) + 3e− + 6H+(dd) → NO(k) D. 2NO3

−

(dd)

→ 2NO2(k) + O2(k) + 2e

+

3H2O

−

N


C. NO3−(dd) + 3e− + 6H+(dd) → NO(k) D. 2NO3

−

(dd)

→ 2NO2(k) + O2(k) + 2e

N

4OH− (dd) +

3H2O(l)

Y

B. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) +

H

2e− → Mg(r)

TP .Q U

A. Mg2+(dd) +

Ơ

Bài 69. Quá trình nào dưới ñây xảy ra trước tiên ở catot khi ñiện phân dung dịch Mg(NO3)2?

−


ẠO

Bài 70. Quá trình nào dưới ñây xảy ra ở anot của bình ñiện phân khi cho dòng ñiện một chiều ñi qua dung dịch NiCl2? A. Ni2+(dd) + 2e− → Ni(r) 4OH− (dd)

Đ

B. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) +

Ư N

G

C. 2H2O(l) → 4e− + O2(k) + 4H+(dd) D. 2Cl− (dd) → Cl2(k) + 2e−

H


TR

ẦN

Bài 71. ðiện phân dung dịch FeBr2 cho ñến khi ở anot thoát ra một lượng lớn khí không màu, không mùi, cháy trong không khí thì dừng lại. Trong thí nghiệm ấy, quá trình nào dưới ñây là các phản ứng ñiện hoá ñã xảy ra trên catot? 1. Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

00

B

2. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−

B. Chỉ 2

10

A. Chỉ 1 C. Cả 1 và 2


A


-L Í-

A. Ni2+, Pb2+, Cu2+.

H

Ó

Bài 72. Thứ tự ñiện phân của ba ion Cu2+, Pb2+, Ni2+ (có cùng nồng ñộ trong dung dịch) ở catot bình ñiện phân là C. Pb2+, Cu2+, Ni2+.

B. Cu2+, Pb2+, Ni2+. D. Pb2+, Ni2+, Ni2+.

ÁN


TO

Bài 73. Khi cho dòng ñiện một chiều có ñiện thế thích hợp ñi qua dung dịch chứa ñồng thời muối nitrat của ba kim loại Ag, Mg, Cu cùng với nồng ñộ 1M, thứ tự ñiện phân của các chất ở catot là B. Mg2+, Cu2+, Ag+.

C. Cu2+, Ag+, H2O.

D. Ag+, Cu2+, H2O.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

A. Ag+, Cu2+, Mg2+.


Bài 74. ðiện phân dung dịch chứa ñồng thời Fe(NO3)3, Cu(NO3)2, và HNO3 ñều ở nồng ñộ 0,80 M. Thứ tự ñiện phân tại catot là A. Fe3+, H+, Cu2+, H2O.

B. Fe3+, Cu2+, H+, H2O.

C. Fe3+, Cu2+, H+, Fe2+, H2O.

C. Fe3+, H+, Cu2+, H2O, Fe2+.

Chọn ñáp án ñúng 26





Bài 75. Khi ñược yêu cầu dự ñoán các hiện tượng quan sát ñược từ quá trình ñiện phân dung dịch CuCl2, một học sinh ñã ñưa ra hai dự ñoán sau: 1. Ở catot có lớp bột màu ñỏ bám lên bề mặt ñiện cực, ở anot có khí vàng lục nhạt thoát ra. 2. Màu xanh của dung dịch bị nhạt dần.

N

Trong hai dự ñoán này, B. 2 ñúng.

C. cả 1 và 2 ñúng.



TP .Q U

Bài 76. Giả sử rằng trong các cặp dung dịch dưới ñây nồng ñộ các chất ñều là 1 M:

Y

N

H

Ơ

A. 1 ñúng.

1. Na2SO4(dd) và H2SO4(dd) 2. HNO3(dd) và Ba(NO3)2(dd)

ẠO

3. MgCl2(dd) và CaCl2(dd)

Đ

Trong giai ñoạn ñầu của sự ñiện phân từng dung dịch, cặp dung dịch nào ở trên cho các sản phẩm khí như nhau? B. 1 và 2.

C. 2 và 3.

D. không có cặp nào

Ư N

G

A. 1 và 3 Chọn ñáp án ñúng

ẦN

H

Bài 77. Một trong các phương pháp sản xuất oxi và hiñro trong công nghiệp là ñiện phân nước, nhưng nước lại là chất ñiện li yếu nên dẫn ñiện rất kém. ðể tăng ñộ dẫn ñiện của nước và ñảm bảo không làm nhiễm bẩn sản phẩm ta có thể thêm chất ñiện li nào sau ñây vào bình ñiện phân? B. NaOH hoặc H2SO4

C. H2SO4 hoặc NaCl

D. Na2SO4 hoặc KCl

TR

A. NaOH hoặc HCl

00

B


Ó

A

10

Bài 78. Bromthymol xanh là một chỉ thị tồn tại ở dạng màu xanh da trời trong môi trường bazơ và màu vàng trong môi trường axit. Nhỏ vài giọt dung dịch chỉ thị bromthymol xanh vào dung dịch kali nitrat rồi tiến hành ñiện phân dung dịch với ñiện cực trơ platin. Hiện tượng nào dưới ñây xảy ra khi ñiện phân?

H

A. Dung dịch ở catot chuyển sang màu vàng và ở anot chuyển sang màu xanh.

-L Í-

B. Ở bề mặt anot có khí không màu, nặng hơn không khí, duy trì sự cháy thoát ra.

ÁN

C. Giá trị pH phần dung dịch gần bề mặt của catot tăng. D. Cả B và C ñều ñúng.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO


Bài 79. Năm 1839, nhà hoá học tài năng người Anh, William R. Grove ñã ñưa ra một mô hình bình ñiện phân ñơn giản nhất ñầu tiên bằng cách sử dụng một cốc thủy tinh, hai ống nghiệm, hai ñiện cực phủ bột platin và dung dịch axit loãng như trong hình bên. Nhận ñịnh nào dưới ñây không chính xác? A. ðiện cực Pt nối với A là catot còn ñiện cực Pt nối với B là anot của bình ñiện phân. B. Ở nguồn ñiện mạch ngoài, ñiện A là ñiện cực âm còn B là ñiện cực dương. 27





C. Dung dịch chất ñiện li ở ñây có thể là dung dịch của của H2SO4, HCl. D. Nước bị oxi hoá tại ñiện cực Pt nối với ñiện cực B theo bán phản ứng 2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

N


N

H

Ơ

Bài 80. Một hệ thống ñiện phân ñơn giản ñược cho như hình vẽ bên. Khi ñóng khoá K thì quá trình ñiện phân bắt ñầu xảy ra. Nhận xét nào sau ñây không chính xác?

TP .Q U

Y

A. Ở bề mặt hai ñiện cực A, B ñều có khí không màu thoát ra trong ñó thể tích khí thoát ra ở ống nghiệm chứa ñiện cực B gấp ñôi thể tích khí thoát ra ở ống nghiệm chứa ñiện cực A ở cùng ñiều kiện.

ẠO

B. ðiện cực A là anot, ñiện cực B là catot của bình ñiện phân.

Ư N

G

Đ

C. Nếu dung dịch Na2SO4 ñã có pha thêm phenolphtalein thì sau một thời gian ñiện phân, phần dung dịch trên bề mặt ñiện cực A chuyển thành màu hồng.

ẦN

H

D. Sau một thời gian ñiện phân ta mở khoá K, nhấc hai ống nghiệm và hai ñiện cực ra khỏi dung dịch. Khuấy ñều phần dung dịch trong cốc một thời gian thì thu ñược dung dịch có môi trường trung tính.

TR


B

Bài 81. Tiến hành ñiện phân dung dịch CuSO4 với anot làm bằng Cu. Liên quan ñến quá trình này, nhận ñịnh nào sau ñây không chính xác?

00

A. Nồng ñộ Cu2+ trong dung dịch không thay ñổi khi ñiện phân.

A

C. ðiện cực dương bị hòa tan.

10

B. Khối lượng catot tăng thêm bao nhiêu gam thì khối lượng anot giảm bấy nhiêu gam.

H


Ó

D. Ở cực âm, ion Cu2+ bị oxi hoá thành Cu.

-L Í-

Bài 82. Trong thực tế, phương pháp ñiện phân nóng chảy không dùng ñể sản xuất kim loại nào dưới ñây? A. Al

B. Na

C. Li

D. Ag

ÁN


D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Bài 83. Một hỗn hợp gồm ba kim loại Fe, Ag, Cu ở dạng bột mịn. Cho hỗn hợp bột này vào cốc thủy tinh chứa một lượng dư muối X, lọc lấy kết tủa rồi rửa sạch, sấy khô ta thu ñược Ag tinh khiết. Muối X có thể là A. CuSO4.

B. Cu(NO3)2, Hg(NO3)2.

C. Fe(NO3)3.

D. AgNO3, Fe(NO3)3.


Bài 84. Ăn mòn kim loại là A. quá trình phá hủy kim loại dưới tác dụng của dung dịch chất ñiện li. B. quá trình hòa tan kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của môi trường axit. C. sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường. 28





D. sự phá hủy kim loại bởi một số phi kim hoạt ñộng như oxi, clo, flo. Chọn ñáp án ñúng

Bài 85. Sự so sánh nào dưới ñây là chính xác? 1. Ăn mòn hoá học không làm xuất hiện dòng ñiện như ăn mòn ñiện hoá.

C. Cả 1 và 2


N

B. Chỉ 2


TP .Q U

Bài 86. Trường hợp nào trong các thí nghiệm dưới ñây xảy ra sự ăn mòn ñiện hoá học?

Y

A. Chỉ 1

H

Ơ

N

2. Ăn mòn hoá học xảy ra nhanh hơn ăn mòn ñiện hoá trong cùng ñiều kiện.

1. Cho một thanh kẽm nguyên chất vào dung dịch axit clohydric.

ẠO

2. Cho một thanh kẽm vào dung dịch chứa ñồng thời một lượng dư axit sunfuric và muối ñồng(II) sunfat. 3. Một mẫu gang chứa 2% cacbon ñược cho vào dung dịch axit sunfuric loãng. B. 1 và 2.

C. 2 và 3.

D.1 và 3.

Đ

A. 1.

G


ẦN

H

Ư N

Bài 87. Thế ñiện cực chuẩn của …(1)… rất dương nên trong pin ñiện hoá, chúng thường ñóng vai trò là catot. Trong khi ñó, thế ñiện cực của …(2)… rất âm, chúng thường ñóng vai trò là …(3)… trong pin ñiện hoá và bị ăn mòn khi pin hoạt ñộng. Do ñó, người ta thường gọi phương pháp bảo vệ kim loại bằng cách phủ lên bên ngoài lớp kim loại cần bảo vệ một lớp kim loại …(4)… là phương pháp anot hy sinh. (1)

(2)

A.

kẽm, magie

vàng, platin

B.

vàng, platin

C.

kẽm, magie

TR

Sự lựa chọn dãy cụm từ nào cho dưới ñây là thích hợp cho các chỗ trống trong ñoạn văn trên? (3)

( 4) hoạt ñộng yếu hơn nó

kẽm, magie

anot

hoạt ñộng mạnh hơn nó

vàng, platin

anot

hoạt ñộng yếu hơn nó

10

00

B

catot

A

Bài 88. Có hai phương pháp chống ăn mòn thép:

Ó

1. Phủ một lớp niken lên bề mặt lớp thép.

H

2. Phủ một lớp kẽm lên bề mặt lớp thép.

A. Chỉ 1

B. Chỉ 2.

ÁN

-L Í-

Khi bề mặt che phủ niken hoặc kẽm bị xước làm lộ lớp thép bên trong, ở trường hợp nào quá trình ăn mòn thép xảy ra theo cơ chế ñiện hoá trong không khí ẩm? D. Không phải 1 lẫn 2.

C. Cả 1 và 2.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO


Bài 89. Một hành khách ñánh rơi một ñồng xu làm bằng kim loại nguyên chất xuống ñáy tàu. ðồng xu ñó sẽ không xúc tiến quá trình làm thủng ñáy tàu làm bằng thép nếu nó ñược làm bằng

A. vàng. D. kẽm.

B. bạc.

C. ñồng.


Bài 90. Trường hợp nào dưới ñây ống sắt ñược bảo vệ bằng phương pháp ñiện hoá: 1. Ống sắt ñược phủ một lớp mỏng polime. 2. Ống sắt ñược mạ niken. 29





B. chỉ 3.

C. 2 và 3

D. cả 1, 2, và 3.

Ơ

A. chỉ 2.

N

3. Ống sắt ñược phủ một lớp kẽm.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H


30





II .2 Hướng dẫn giải bài tập trắc nghiệm Bài 1. Cặp oxi hoá -khử của một nguyên tố kim loại ñược tạo ra bởi dạng oxi hoá và dạng khử của nguyên tố kim loại ñó.

N

Ví dụ: Na+/Na, Al3+/Al; Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+

Ơ

Chọn: C +

ne−

M

N

Mn+

H

Bài 2. Phương trình trao ñổi electron giữa dạng oxi hoá và dạng khử tổng quát: n+

TP .Q U

Y

M là dạng oxi hoá còn M là dạng khử. Chọn: A

Bài 3. Khi pin ñiện hoá Zn-Cu hoạt ñộng: ∗ Zn hoạt ñộng mạnh hơn Cu nên nhường electron theo quá trình:

ẠO

Zn(r) → Zn2+(dd) + 2e−

Đ

∗ Cu2+ sẽ nhận electron do Zn chuyển sang:

G

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

Ư N

∗ Phản ứng xảy ra trong pin: Zn(r) + Cu2+(dd) → Zn2+(dd) + Cu Chọn: C

TR

Bài 4. Khi pin ñiện hoá Ni-Cu hoạt ñộng:

ẦN

H

∗ Dòng ñiện có chiều ngược với chiều của dòng electron, tức từ ñiện cực Cu sang ñiện cực Zn.

00

Ni(r) → Ni2+(dd) + 2e−

B

∗ Ni là kim loại hoạt ñộng mạnh hơn nên nguyên tử Ni nhường electron ñể trở thành ion Ni2+ tan vào dung dịch theo quá trình:

10

Ni là chất khử nên ñúng là nó bị oxi hoá thành Mg2+.

A

∗ Ion Cu2+ sẽ nhận electron chuyển qua từ Mg:

Ó

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

-L Í-

H

Màu xanh của dung dịch CuSO4 ñược gây ra bởi màu của ion Cu2+(dd). Khi nồng ñộ ion Cu2+ trong dung dịch CuSO4 giảm xuống thì màu xanh của dung dịch sẽ nhạt dần. Chọn: D

ÁN

Bài 5. Khi pin hoạt ñộng: ∗ Dòng electron chuyển từ ñiện cực A sang ñiện cực B nên A là cực âm, B là cực dương.

TO

A(−): A(r) → An+(dd) + ne−

D

IỄ

N

Đ

ÀN

B(+): Bm+(dd) + me− → B(r)

Theo ñịnh nghĩa: anot là ñiện cực mà tại ñó xảy ra quá trình oxi hoá catot là ñiện cực mà tại ñó xảy ra quá trình khử ta có A là anot, B là catot.

∗ An+ tan vào dung dịch làm cho dung dịch thừa ñiện tích dương, khi ñó các ion âm sẽ chuyển từ ngăn chứa dung dịch Bm+ sang ñể trung hòa ñiện tích, tương tự các ion dương sẽ chuyển từ ngăn chứa dung dịch An+ sang ngăn còn lại. ∗ A chuyển thành An+ tan vào dung dịch nên khối lượng ñiện cực A giảm xuống còn Bm+ chuyển thành B bám vào ñiện cực B nên khối lượng ñiện cực này tăng lên. 31





Chọn B.

Bài 6. B có thể ñẩy ñược A ra khỏi dung dịch muối nên B là kim loại hoạt ñộng mạnh hơn A. Do ñó, trong pin ñiện hoá B-A thì B ñóng vai trò là cực âm nhường electron còn A là cực dương nhận electron.

N

B(−): B(r) → B2+(dd) + 2e−

H N

TP .Q U

Dòng ñiện truyền từ cực dương sang cực âm, tương ứng với từ ñiện cực A sang ñiện cực B.

Y

B chuyển thành B2+ tan vào dung dịch nên khối lượng ñiện cực B giảm, A2+ chuyển thành A bám lên ñiện cực A nên khối lượng ñiện cực A tăng.

Ơ

A(+): A2+(dd) + 2e− → A(r)

Chọn B.

Bài 7.

ẠO

∗ Quy ước quốc tế: khi kết nối hai nửa pin ñể tạo ra một pin ñiện hoá thì ñiện cực nào có thế dương hơn sẽ ñược biểu diễn ở phía bên phải, ñiện cực nào có thế âm hơn ñược ñặt ở phía bên trái.

Đ

∗ Pin 1: E 02H+ /H < E 0Cu 2+ /Cu nên ñiện cực Cu phải ñặt ở phía phải, ñiện cực hiñro ñặt ở phía trái 2

Ư N

G

trong pin ñiện hoá.

∗ Pin 2: E 0Zn 2+ / Zn < E 0Ag + /Ag nên ñiện cực Ag ñặt ở phía phải, ñiện cực Zn ñặt ở phía trái của pin

H

ñiện hoá.

ẦN

Chọn: B

TR

Bài 8.

B

∗ ðiện cực khí hiñro chuẩn ñược duy trì hoạt ñộng bằng cách thổi liên tục khí hiñro ở áp suất 1 atm lên tấm platin phủ muội platin ngâm trong dung dịch axit có nồng ñộ ion H+ 1M.

= 0,00 V nên Epin = − E

10

Theo quy ước, E

0 2H + / H 2

00

∗ Sức ñiện ñộng của pin: Epin = E+ − E− = E 02H + /H − E 0M n+ / M 2

0 Mn+ / M

Ó

A

Nếu biết Epin ta có: E 0M n+ / M = −Epin, tức ño ñược thế ñiện cực của cặp Mn+/M.

-L Í-

H

∗ Theo quy ước, ñiện cực dương nằm phía bên phải, ñiện cực âm nằm phía bên trái của pin. Như thế, M là ñiện cực âm.

Bài 9. Theo quy ước, M là ñiện cực âm, ñiện cực còn lại là ñiện cực dương. Ta có: Epin = E 02H + / H − E 0M 2+ / M ⇒ E 0M 2+ / M = E 02H + / H − Epin = 0,00 − 0,76 = −0,76 V. 2

ÁN

2

Bài 10. Khi pin ñiện hoá Cu-Ag hoạt ñộng:

TO

∗ Cu là kim loại mạnh hơn Ag nên ñiện cực Cu ñóng vai trò là cực âm, ñiện cực Ag ñóng vai trò là cực dương.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Cu(−): Cu(r) → Cu2+(dd) + 2e−

Ag(+): Ag+(dd) + 1e− → Ag(r)

Phản ứng xảy ra trong pin: Cu(r) + 2Ag+(dd) → Cu2+(dd) + 2Ag(r) ∗ Cu bị hòa tan nên khối lượng ñiện cực Cu giảm dần theo thời gian.

Bài 11. ∗ Sắt ñẩy ñược hiñro ra khỏi dung dịch axit nên: E 0Fe2+ / Fe < E 02H + /H

2

32





⇒ E 0Fe2+ / Fe < 0. Tương tự, mangan ñẩy ñược sắt ra khỏi dung dịch muối: Mn(r) + Fe2+(dd) → Mn2+(dd) + Fe(r)

Ơ

N

⇒ E 0Mn 2+ /Mn < E 0Fe2+ / Fe .

H

Như vậy, E 0Mn 2+ /Mn < 0 và ñiện cực Mn phải ñặt ở phía trái của pin.

N

Sức ñiện ñộng của pin: Epin = E 02H + /H − E 0Mn 2+ /Mn = 1,19 V = 0,00 − 1,19 = −1,19 V.

TP .Q U

⇒E

Y

2

0 Mn 2 + /Mn

∗ Các quá trình xảy ra khi pin hoạt ñộng:

Pt (+): 2H+(dd) + 2e− → H2(k)

+

H2(k)

Đ

Phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng: Mn(r) + 2H+(dd) → Mnn+(dd)

ẠO

Mn(−): Mn(r) → Mn2+(dd) + 2e−

G

Bài 12. Theo quy ước, ñiện cực Cu ở phía bên phải nên nó là cực dương, ñiện cực M ở phía trái nên M là cực âm.

Ư N

M(−): M(r) → Mn+(dd) + ne−

H

Cu(+): Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

ẦN

∗ Epin = E 0Cu 2+ /Cu − E 0M n+ /M ⇒ E 0M n+ /M = E 0Cu 2+ /Cu − Epin = 0,34 − 0,57 = −0,13 V

TR

∗ Ở ñiện cực M xảy ra quá trình oxi hoá nên M là anot.

Ở ñiện cực Cu xảy ra quá trình khử nên Cu là catot. Bài 13. +

3e−

Mn2+(dd)

+

2e−

A

10

Al3+(dd)

00

B

Chọn: C

Al0 (r)

E0 = −1,66 V

Mn0 (r)

E0 = −1,18 V

H

Ó

E 0Al3+ / Al < E 0Mn 2+ /Mn nên Al là cực âm, Mn là cực dương. Khi ñó, sức ñiện ñộng của pin:

-L Í-

Epin = E 0Mn 2+ /Mn − E 0Al3+ /Al = (−1,18) − (−1,66) = +0,48V Các quá trình xảy ra khi pin hoạt ñộng:

ÁN

Al(−), anot: Al(r) → Al3+(dd) + 3e− Mn(+), catot: Mn2+(dd) + 2e− → Mn(r)

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Chọn: A

Bài 14. Pin khô niken-cañimi, còn ñược gọi tắt là Nicad, ñược dùng trong một số thiết bị vận hành bằng pin sử dụng phản ứng sau ñể sản sinh ra dòng ñiện: Cd (r)

+

NiO2 (r) + 2H2O (l) → Cd(OH)2 (r) +

Ni(OH)2 (r)

Anot là ñiện cực tại ñó xảy ra quá trình oxi hoá, catot là ñiện cực tại ñó xảy ra quá trình khử. Như thế, Cd là anot còn NiO2 là catot hay nói cách khác, NiO2 bị khử ở catot, Cd bị oxi hoá ở anot của pin Nicad: Cd(Anot):

Cd0 → Cd2+ + 2e−

NiO2(catot): Ni+4 + 2e− → Ni+2 Dòng electron mạch ngoài ñi từ ñiện cực Cd sang ñiện cực NiO2, tức từ anot sang catot của pin. 33





Chọn: C

Bài 15. Thứ tự thế ñiện cực chuẩn của các cặp oxi hoá khử trong dãy ñiện hoá: Ca2+/Ca < Mg2+/Mg < Ag+/Ag < Fe3+/Fe2+. Như vậy, ion có tính oxi hoá mạnh nhất là Fe3+. Sn (r)

E0 = −0,14V

Mn2+(dd) +

2e− →

Mn (r)

E0 = −1,03V

H

2e− →

N

+

Sn2+(dd)

Ơ

N

Bài 16.

TP .Q U

Y

0 nên: Theo số liệu cho ở trên, E 0Mn 2+ / Mn < ESn 2+ /Sn

∗ tính khử Mn lớn hơn Sn. ∗ tính oxi hoá Mn2+ nhỏ hơn Sn2+.

Vậy, tính oxi hoá của Sn2+ lớn nhất.

ẠO

Chọn: B e− →

Fe2+(dd)

E0 = +0,77 V

Cu2+(dd)

+ e− →

Cu+(dd)

E0 = +0,15 V

G

+

Ư N

Fe3+(dd)

Đ

Bài 17.

H

Theo số liệu này, E 0Cu 2+ /Cu + < E 0Fe3+ /Fe2+ . Khi ñó, theo quy luật thay ñổi tính oxi hoá, khử trong dãy ñiện hoá ta có:

ẦN

∗ tính khử của Cu+ lớn hơn Fe2+,

TR

∗ tính oxi hoá của Cu2+ nhỏ hơn Fe3+.

Chọn: D

00

B

Bài 18.

Thế ñiện cực chuẩn, V

Fe3+(dd) + 1e− → Fe2+(dd) Fe

(dd)

−

→ Fe(r)

+ 2e

A

2+

10

Bán phản ứng

−0,44

+0,34

H

Ó

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

+0,77

Fe

-L Í-

Thứ tự tăng dần thế ñiện cực chuẩn: 2+

2+

Fe

Fe

Cu

ÁN

Fe

Cu

3+

2+

TO

Áp dụng quy tắc alpha (α) ta viết ñược các phản ứng có thể xảy ra: Fe(r)

Cu2+(dd) → 3+

+

Fe

Fe(r)

+

Fe3+(dd) →

(dd)

Fe2+(dd)

→ Cu

Cu(r)

ÀN Đ N IỄ

D

+

2+

(dd)

+ Cu(r) + Fe2+(dd)

Fe2+(dd)

Chọn: D

Bài 19. Ag+(dd) + Fe2+(dd) → Ag(r) + Fe3+(dd) Phản ứng này tự xảy ra cho thấy rằng: ∗ Ag+ có tính oxi hoá mạnh hơn Fe3+, ∗ Fe2+ có tính khử mạnh hơn Ag,

34





hay E 0Fe3+ /Fe2+ < E 0Ag + /Ag . Chọn: C. 1. A(r)

+ B2+(dd) → A2+(dd) + B(r)

2. B(r)

+

→ 2D2+(dd) + B2+(dd)

Ơ

2D3+(dd)

N

Bài 20. Thực nghiệm cho thấy rằng các phản ứng sau ñều có thể tự xảy ra:

N

H

Phản ứng (1) cho thấy:

Y

∗ A có tính khử mạnh hơn B,

TP .Q U

∗ A2+ có tính oxi hoá yếu hơn B2+,

nên E 0A 2+ /A < E 0B2+ /B . Phản ứng (2) cho thấy:

ẠO

∗ B có tính khử mạnh hơn D2+,

Đ

∗ B2+ có tính oxi hoá yếu hơn D3+,

G

nên E 0B2+ /B < E 0D3+ /D2+ .

Ư N

Kết luận: E 0A 2+ /A < E 0B2+ /B < E 0D3+ /D2+

H

Chọn: A

ẦN

Bài 21. E 0Cr3+ /Cr 2+ = − 0,42V ; E 0Ni2+ / Ni = −0,25 V ; E 0Cr 2+ /Cr = − 0,90 V

Cr

Cr

Cr

3+

Ni

2+

2+

B

2+

Ni

00

Cr

TR

Thứ tự tăng dần thế ñiện cực trong dãy ñiện hoá:

2Cr3+(dd) →

+

3Cr2+(dd)

A

Cr(r)

10

Áp dụng quy tắc alpha các phản ứng có thể tự xảy ra gồm: + Cr(r) → Ni(r)

Ni2+(dd)

+

Ó

Ni2+(dd)

+

Cr2+(dd)

H

Cr2+(dd) → Cr3+(dd) + Ni(r)

-L Í-

Như thế, trong ba phản ứng ñược ñưa ra: +

Cr2+(dd)

2. Cr(r)

+

2Cr3+(dd) →

3Cr2+(dd)

3. Ni(r)

+

2Cr3+(dd) →

Ni2+(dd)

ÁN

1. Ni(r)

→

Ni2+(dd)

+ Cr(r) 2Cr2+(dd)

+

TO

chỉ có một phản ứng (2) là có thể tự xảy ra.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Chọn: D

Bài 22. ðể loại bỏ tạp chất Fe ra khỏi hỗn hợp của nó với Ag ta có thể sử dụng một lượng dư các dung dịch H2SO4(l), HCl, AgNO3, Fe(NO3)3 vì các dung dịch này ñều hòa tan ñược Fe, không hòa tan Ag và không làm sinh ra tạp chất mới. Fe(r)

+

2HCl(dd) → FeCl2(dd) + H2(k)

Fe(r)

+

H2SO4(l) → FeSO4(dd) + H2(k)

Fe(r)

+

3AgNO3(dd) → Fe(NO3)3(dd) + 3Ag(r)

Fe(r)

+

2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2(dd)

Chọn D 35





Bài 23. Cu, Fe ñều tác dụng ñược với dung dịch chứa AgNO3, Fe(NO3)3 mà không làm sinh ra tạp chất mới nên ta có thể chọn dung dịch này. Cu(r) +

Fe(NO3)3(dd) → Cu(NO3)2(dd) + 2Fe(NO3)2(dd)

Fe(r)

2Fe(NO3)3(dd) → 3Fe(NO3)2(dd)

+

Y

N

H

Ơ

N

Chọn C Câu 24. A ∗ Phản ứng: Cu(r) + 2Ag+(dd) → Cu2+(dd) + 2Ag(r) có thế chuẩn dương nên tự xảy ra. E0 = Eox − Ek = E 0Ag + / Ag − E 0Cu 2+ /Cu = 0,799 − 0,337 = 0,462 V

ẠO

2

∗ Phản ứng: 2Au (r) + 3Mg2+(dd) → 2Au3+ + 3Mg có thế chuẩn âm nên không thể tự xảy ra. E0 = Eox − Ek = E 0Mg 2+ / Mg − E 0Au 3+ /Au = (−2,37) − 1,50 = −3,87 V

Đ

2

TP .Q U

∗ Phản ứng: Br2(l) + 2Cl− (dd) → 2Br−(dd) + Cl2(k) có thế chuẩn âm nên không thể tự xảy ra. E0 = Eox − Ek = E 0Br / Br − − E 0Cl /Cl− = 1,08 − 1,36 = −0,28 V

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

∗ Phản ứng: Cu2+(dd) + H2O(l) → Cu(OH)2(r) + 2H+(dd) Là phản ứng thuận nghịch. Nếu [H+] rất nhỏ, phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận, ñó là sự thủy phân của muối ñồng. Khi [H+] ñủ lớn, phản ứng tự diễn biến theo chiều nghịch – sự hòa tan Cu(OH)2(r). Khi [H+] = 1 M phản ứng thuận không tự diễn ra. Câu 25. D Fe3+, Cu2+ là các tác nhân oxi hoá do chúng ñã ở trạng thái oxi hoá cao nhất, chúng không thể nhường electron mà chỉ có thể nhận electron. Chỉ có Fe2+, Cu+ có thể thể hiện tính khử Fe2+ − 1e− → Fe3+ E = −E0Fe3+/Fe2+ = −0,77 V + − 2+ Cu − 1e → Cu E = −E0Cu2+/Cu+ = −0,15 V Quá trình nhường electron của Cu+ có thế cao hơn so với quá trình nhường electron của Fe2+ nên Cu+ là tác nhân khử mạnh hơn Fe2+. Câu 26. B Sn2+(dd) + 2e− → Sn (r) E0 = −0,14V 2+ − Mn (dd) + 2e → Mn (r) E0 = −1,03V 0 0 2+ E Sn2+/Sn > E Mn2+/ Mn nên Sn là tác nhân oxi hoá tốt hơn Mn2+. Còn Mn, Sn là các tác nhân khử. Câu 27. A Thứ tự thế khử chuẩn: Zn2+/Zn < H+/H2 < Cu2+/Cu < Ag+/Ag ⇒ Zn2+(dd) có tính oxi hoá yếu nhất. Câu 28. D Mối quan hệ của ∆G0 và E0: ∆G0 = −nFE0 ∆G0 > 0 ⇒ E0 < 0 ∆G0 < 0 ⇒ E0 > 0 ∆G0 = 0 ⇒ E0 = 0 Câu 29. A ∆G = −n.F.E < 0 khi E > 0. nFE

nE

∆G = −R.T.lnK ⇒ K = e RT = e 0,059 = e13,56.n > 1 với mọi n ∈ N*. Câu 30. A E > 0 nên ∆G = −nFE < 0. Phản ứng ñang xét có ∆G < 0 nên có thể tự xảy ra. Câu 31. A Mỗi nguyên ử Al nhường 3 electron nên số electron trao ñổi là n = 2.3 = 6.

36




E = E0 +

0, 059 [Cu 2+ ]3 lg 6 [Al3+ ]2

Zn2+(dd, 1M) + 2Cl− (dd, 1M) PCl2 0, 059 Sðð của pin: Epin = E0pin + lg 2+ 2 [Zn ][Cl- ]2 ∗ Cho thêm Zn (r) không làm tăng Epin. PCl2 ∗ Tăng nồng ñộ ion Cl− làm giảm tỉ số nên Epin giảm. 2+ [Zn ][Cl- ]2 PCl2 ∗ Giảm nồng ñộ Zn2+ làm tăng tỉ số nên Epin tăng. 2+ [Zn ][Cl- ]2 PCl2 ∗ Giảm áp suất riêng phần của khí clo làm giảm tỉ số nên Epin giảm. 2+ [Zn ][Cl- ]2 Câu 33. A Ni (r) + Cu2+(dd) → Ni2+(dd) + Cu (r) Thế của pin: 0, 059 [Cu 2+ ] E = ECu2+/Cu − ENi2+/Ni = E0Cu2+/Cu − E0Ni2+/Ni + ln 2 [Ni 2+ ] 2+ Tăng [Cu ] thì thế của pin tăng.

N

H

Ơ

N

Cl2 (k, 1 atm)

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

+

Y

Câu 32. C Zn (r)


Câu 34. A (I) AmO22+

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

+ 1e− → AmO2+ 0, 059 [AmO +2 ] E = E0 − lg 1 [AmO 22+ ] (II) AmO22+ + 2e− + 4H+ → Am4+ + 2H2O 0, 059 [AmO 2+ ].[H + ]4 0, 059 [AmO +2 ] 0 lg = E − 2.0,059.pH + lg E = E0 + 2 [Am 4+ ] 2 [Am 4+ ] (III) Am4+ + 2e− → Am2+ 0, 059 [Am 2+ ] E = E0 − lg 2 [Am 4+ ] Chỉ trong quá trình II, H+ tham gia vào phản ứng, nên phản ứng diễn ra sẽ làm thay ñổi pH. Câu 35. C Phản ứng xảy ra: 2Ag+(dd) + Cu (r) → Cu2+(dd) + 2Ag (r) 0, 059 [Cu 2+ ] 0, 059 lg Q Ta có thế của pin: E = E0 − lg = E0 − + 2 2 2 [Ag ] ∗ Khi tăng [Cu2+] lên gấp ñôi, Q tăng gấp ñôi làm cho thế giảm. Khi tăng [Ag+] lên gấp bốn, Q giảm ñi 16 lần làm cho thế tăng. ∗ Khi giảm [Cu2+] 10 lần, Q giảm 10 lần làm thế tăng. Khi giảm [Ag+] 10 lần, Q tăng 100 lần làm thế giảm nhiều gấp ñôi so với trên. ∗ Khi giảm nồng ñộ Cu2+ 10 lần sẽ làm Q giảm 10 lần làm tăng thế của pin.(∆Et) Khi giảm [Ag+] 10 lần sẽ làm Q tăng 100 lần làm giảm thế mạnh hơn so với lượng tăng ở trên (2∆Et). ⇒ C ñúng. ∗ Việc thay ñổi kích thước ñiện cực không làm thay ñổi Q không ảnh hưởng ñến thế của pin. Câu 36. D 37



-L Í-

Ơ H

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

∗ V2+(dd) → V3+(dd) + e− RT [V 3+ ] E = E0 + .ln 2+ không phụ thuộc vào pH. F [V ] + − ∗ VO3 (dd) + 2H (dd) → VO2+(dd) + H2O(l) ðây không phải là phản ứng oxi hoá khử do số oxi hoá của các nguyên tố không thay ñổi. ∗ VO2+(dd ) + 2H+(dd) + e− → V3+(dd) + H2O(l) RT [V 3+ ] RT [V 3+ ] RT 0 E = E0 − = E − − 2 .pH .ln .ln F [VO 2+ ][H + ]2 F [VO +2 ] F RT Sự thay ñổi pH i ñơn vị dẫn ñến sự thay ñổi Sðð ∆E = −2. <0 F ∗ VO2+ + H2O → VO2+(dd) + 2H+(dd) + e− RT [VO 2+ ] RT [VO 2+ ] RT 0 E = E0 − = E − +2 pH .ln .ln + + 2 + F [VO 2 ][H ] F [VO 2 ] F RT ⇒ ∆E = 2. >0 F Thực ra, không cần tính toán ta cũng có thể xác ñịnh ñược chỉ có quá trình cuối cùng có thế tăng khi pH tăng do chất oxi hoá nằm cùng vế với ion H+ trong phương trình. Câu 37. C ∗ Khi [Rh3+] = [Cu2+] = 1 M, thế pin là thế chuẩn. Các bán phản ứng xảy ra ở các ñiện cực: K(+) : Rh3+(dd) + Rh (r) E0 = 0,8 V 3e− A(-) : Cu (r) − 1e− −E0 = 0,52 V Cu+(dd) Phản ứng xảy ra trong pin: Rh3+(dd) + Rh (r) + 3Cu+(dd) 3Cu (r) Chiều dòng electron từ lá Cu (anot) sang lá Rh(catot), chiều quy ước của dòng ñiện từ Rh→Cu ∗ Thế chuẩn của pin : E = 0,8 − 0,52 = 0,28 V Lưu ý : Cách tính thế chuẩn của pin ñiện hoá -Cặp oxi hoá khử có thế khử lớn hơn là cực dương. -Cặp oxi hoá khử có thế khử bé hơn là cực âm. - E0pin = E0(+) - E0(-). Câu 38. A 2Ag+(dd) + Cu (r) → Cu2+(dd) + 2Ag (r) E0 = 0,46V 0, 059 [Ag + ]02 E = E0Pư + lg 2 [Cu 2+ ]0

N


N


ÁN

Thế của phản ứng phụ thuộc vào: ∆E =

0, 059 [Ag + ]02 . lg 2 [Cu 2+ ]0

[Ag + ]02 0, 059 ∗ Nếu tăng nồng ñộ Ag lên gấp ñôi: ∆E1 = lg(4. ) 2 [Cu 2+ ]0

TO

+

[Ag + ]02 0, 059 lg(2. ). 2 [Cu 2+ ]0 ∗ Tăng kích thước ñiện cực làm cho tốc ñộ phản ứng nhanh hơn nhưng gần như không ảnh hưởng ñến thế của phản ứng. Câu 39. C Quá trình oxi hoá chỉ xảy ra với chất khử, chất nhường electron. Khi một anion trải qua quá trình oxi hoá thì chúng sẽ -dịch chuyển về anot (cực dương) của bình ñiện phân, , ñể nhường electron cho cực dương. -dịch chuyển về anot (cực âm) của pin ñiện hoá.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

∗ Nếu chia ñôi nồng ñộ Cu2+: ∆E2 =

38




WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Zn

Cu

D

IỄ

N

Đ

Ơ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

Câu 40. B Catot là ñiện cực mà ở ñó xảy ra quá trình khử. Anot là ñiện cực mà ở ñó xảy ra quá trình oxi hoá. Câu 41. A H 2SO 4 ∗ Trong nguyên tố Galvani, quy ước về ñiện cực khác so với quá trình ñiện phân. ðiện phân Nguyên tố Galvani Catot − + Anot + − Dù ñó là pin ñiện hoá hay bình ñiện phân thì: -Ở catot xảy ra sự khử. -Ở anot xảy ra sự oxi hoá. ∗ Trong nguyên tố Galvani: -Dòng electron ñi từ anot sang catot. Ví dụ: Cho pin Galvani như hình bên. Ở cực dương Cu (catot): 2H+ + 2e− → H2 Ở cực âm Zn (anot) : Zn − 2e− → Zn2+ Câu 42. C Xét pin ñiện hoá: Ag | Ag+ ||NO3−, NO | Pt A (−): Ag (r) − 1e− → Ag-+(dd) K (+): NO3−(dd) + 4H+(dd) + 3e− → NO (k) + 2H2O(l) Dựa vào các thông tin trên ta có thể nhận xét: ∗ NO3− bị khử ở catot. ∗ Pt không ñóng vai trò làm xúc tác mà ñóng vai trò làm bề mặt trao ñổi electron. ∗ Khi pin vận hành, Ag bị hoà tan ở anot nên khối lượng ñiện cực bạc giảm. ∗ Thế của pin ñược biểu thị qua phương trình Nernst, trong phương trình này không xét ñến kích thước ñiện cực nên việc gấp ñôi ñiện cực bạc không tăng thế của pin. Câu 43. A ∗ Một vật bằng sắt ñược bảo vệ bằng cách mạ kẽm. Khi chịu tác ñộng của tác nhân ăn mòn, Zn bị ăn mòn do Zn có tính khử mạnh hơn Fe nên Fe ñược bảo vệ. A(-). Zn − 2e− → Zn2+ ∗ Thanh Mg nối với ống sắt. Mg cũng là kim loại hoạt ñộng mạnh hơn Fe nên khi bị tác nhân ăn mòn tấn công, Mg bị ăn mòn theo cơ chế ñiện hoá. A(-). Mg − 2e− → Mg2+ Cả hai phương pháp này ñều là phương pháp anot hy sinh. ∗ Can sắt phủ thiếc. Khi chịu tác ñộng ăn mòn, lớp thiếc che phủ lên can sắt bị ăn mòn trước nhưng khi có một lỗ thủng thì sắt sẽ bị ăn mòn vì thiếc là kim loại hoạt ñộng yếu hơn sắt ( E0Sn2+/Sn = −0,136 V còn E0Fe2+/Fe = −0,44V ).Bản chất phương pháp này không giống phương pháp trên mà chỉ ñơn thuần là mạ kim loại ñể che phủ. * Mạ ñồng lên sắt có bản chất tương tự như trường hợp mạ thiếc lên sắt. ∗ Ống ñồng ñược bao phủ bởi một lớp sơn epoxit cũng là phương pháp che phủ, không mang bản chất ñiện hoá. Câu 44. B ∗ Ống thép ñược tạo nên chủ yếu từ Fe. Bảo vệ ống thép ñồng nghĩa với việc bảo vệ Fe khỏi sự ăn mòn của môi trường xâm thực. Trong sơ ñồ cho sẵn, một mẫu kim loại M nối với ống thép ñóng vai trò làm anot hy sinh, nghĩa là nó sẽ bị ăn mòn. Kim loại sử dụng làm anot hy sinh phải có tính khử mạnh hơn kim loại cần bảo vệ. Ở ñây, Na và Mg là các kim loại có tính khử cao hơn Fe nhưng chỉ có thể sử dụng Mg làm anot hy sinh vì Na phản ứng với nươc rất dễ dàng không ñể trong lòng ñất ñược: 2Na + H2O → 2NaOH + H2 Câu 45. D ∗ Quá trình phóng ñiện trong Acquy chì:

N

+

39



D

IỄ

N

Ơ H

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

(−) Pb + SO42− → PbSO4 + 2e− (+) PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e− → PbSO4 + 2H2O Toàn bộ quá trình: Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O ∗ Quá trình tích ñiện thì ngược lại: (−) PbSO4 + 2e− + 2H+ → Pb + H2SO4 (+) PbSO4 − 2e− + SO42− + 2H+ → PbO2 + 2H2SO4 ∗ Quá trình phóng ñiện tiêu tốn H2SO4 , không tạo ra hợp chất hòa tan nào, nồng ñộ H2SO4 trong dung dịch giảm ñi, khối lượng riêng của dung dịch cũng giảm ñi. ⇒ D ñúng. Câu 46. B Pb (r) + PbO2 (r) + 4H+(dd) + 2SO42−(dd) → PbSO4 (r) + 2H2O (l) ∗ Khi acquy phóng ñiện, H2SO4 bị tiêu thụ và sản phẩm tạo ra là PbSO4 bám lên các tấm chì dưới dạng bột nhão tách ra khỏi dung dịch làm tỉ khối của dung dịch giảm xuống. ∗ Ac quy làm việc như một pin ñiện hoá. K+: PbO2 (r) + 4H+(dd + 2SO42−(dd) + 2e− → PbSO4 (r) + 2H2O (l) A −: Pb (r) + 2SO42−(dd) − 2e− → PbSO4 (r) Như vậy, PbSO4 ñược tạo ra ở cả catot và anot. Câu 47. C Khi ñiện phân nóng chảy cation Men+ chuyển về cực âm của bình ñiện phân (K −) và thu nhận electron tại ñây ñể trỏ thành nguyên tử kim loại tức là Men+ bị khử. Câu 48. D 2Al2O3 dpnc  → 4Al + 3O2 Tỉ lệ số mol nhôm thoát ra ở Katot và oxi thoát ra ở Anot là 4 : 3 Câu 49. C Khi ñiện phân dung dịch NaNO3, K(-) : 2H2O + 2e− → 2OH− + H2 A(+): 2H2O − 4e− → 4H+ + O2 Câu 50. A dpdd → I2 (dd) + KOH (dd) + H2 (k) KI (dd) + H2O(l)  Khi cho phenolphtalein vào dung dịch thu ñược sau ñiện phân thì phenolphtalein hoá hồng ở catot. Ở anot sẽ xuất hiện dung dịch màu vàng nhạt của I2, ở catot có khí hyñro thoát ra. Chỉ có KOH tạo ra mà không có K tạo ra vì K khử ñược nước hay nói cách khác quá trình ñiện phân nước ở catot xảy ra dể hơn quá trình khử ion K+. Câu 51. B ∗ Kali không bị khử trong môi trường nước. ∗ Các quá trình xảy ra khi ñiện phân dung dịch KCl: + 2e− A(+) : 2Cl−(dd) → Cl2 (k) − K(− ): 2H2O (l) + 2e → H2 (k) + 2OH− (dd) Câu 52. A ðiện phân dung dịch KF, thực ra chỉ có H2O bị ñiện phân K-: 2H2O + 2e− → 2OH− + H2 ↑ A+: 2H2O − 4e− → 4H+ + O2 ↑ Câu 53. C ðiện phân dung dịch nước của AlCl3: K(−): 2H2O (l) + 2e− → 2OH−(dd) + H2 (k) A(+): 2Cl− (dd) − 2e− → Cl2 (k) Câu 54. C ðiện phân dung dịch H2SO4 loãng (K−): 2H+(dd) + 2e− → H2 (k) (A+): 2H2O(l) − 2e− → 2H+(dd) + O2 (k) Câu 55. A B. 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− Các quá trình: A. 2Cl− − 2e− → Cl2 40

N


N




D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

D. O2 + 4e− + 4H+ → 2H2O C. Na+ + 1e− → Na Ở anot xảy ra sự oxi hoá, ñó là sự nhường electron. ðó là trường hợp A. Câu 56. C Khi ñiện phân, các cation bị khử ở cực âm(K-) của bình ñiện phân, ion nào có thế khử cao ưu tiên sẽ phóng ñiện trước. ⇒ Sn ñược giải phóng trước Ni do E0Ni2+/Ni > E0Sn2+/Sn Còn các anion bị oxi hoá ở cực dương bình ñiện phân (A+), các anion có thế khử nhỏ hơn sẽ ñiện phân trước ⇒ Br− ñiện phân trước Cl− Câu 57. B Trong quá trình ñiện phân dung dịch MgBr2: -Ở catot bình ñiện phân (−): cặp oxi hoá khử có thế lớn hơn ưu tiên ñiện phân trước. 2H2O (l) + 2e− → H2 (k) + 2OH− (dd) -Ở anot bình ñiện phân (+): cặp oxi hoá khử có thế nhỏ hơn ưu tiên ñiện phân trước. 2Br− (dd) - 2e− → Br2 (l) ⇒ sản phẩm tạo ra là H2 và Br2 Câu 58. D Theo ñịnh luật Faraday, số mol kim loại bám lên ñiện cực trong thời gian t giây khi có cường ñộ dòng ñiện I ñi qua bình ñiện phân: It nMe = nF nMe: số mol kim loại Me bám vào ñiện cực sau thời gian t giây. F : số Faraday, F = 96500 C/mol n : ñiện tích của ion, Men+(dd) + ne− → Me (r). Như vậy, cả dòng ñiện sử dụng, thời gian ñiện phân, ñiện tích của ion ñều ảnh hưởng ñến số mol kim loại thoát ra trên ñiện cực. Câu 59. C Khối lượng chất rắn kết tinh lên ñiện cực theo quá trình : Mn+ + ne− → M M It m= M nF Ta thấy, m tỉ lệ thuận với I, t nên thời gian ñiện phân, cường ñộ dòng tăng làm lượng kim loại giải phóng trên ñiện cực. Câu 60. C Ba bình ñiện phân mắc nối tiếp nhau nên trong cùng thời gian ñiện lượng ñi qua các bình là như nhau. Áp dụng ñịnh luật Faraday cho ba quá trình ta có: It Ag+ + 1e− → Ag ⇒ nAg = F It 2+ − Cu + 2e → Cu ⇒ nCu = 2F It Au3+ + 3e− → Au ⇒ nAu = 3F Do ñó: nAg > nCu > nAu.

N


Ơ


Câu 61. C Với hệ thống ñiện phân như hình vẽ bên. ∗ Khi có 1F ñi qua có 0,1 mol Ag và 0,033 mol Au tạo ra. Ag+(dd) + 1e− → Ag (r) Au3+(dd) + 3e− → Au (r) ∗ Hiển nhiên dung dịch sau ñiện phân có nồng ñộ Au3+ cao hơn Ag+ do lượng Ag+ mất ñi nhanh hơn 3 lần.

41





∗ Khi các bình ñiện phân mắc nối tiếp, trong cùng một ñơn vị thời gian số electron ñi qua các ñiện cực là như nhau ⇒ số electron phản ứng với Au3+ bằng số electron phản ứng với Ag+. λ Câu 62. D C Axit axetic là chất ñiện ly yếu nên ñộ dẫn ñiện của dung dịch nhỏ − + CH3COOH + H2O CH3COO + H3O Khi NaOH ñược cho vào số hạt ñiện mang ñiện trong dung dịch tăng do phản ứng B A CH3COOH + OH− → CH3COO− + H2O làm ñộ dẫn ñiện dung dịch tăng lên. Khi CH3COOH phản ứng hết, NaOH cho vào làm tăng ñộ dẫn ñiện mạnh hơn vì ion OH− dẫn ñiện tốt. Chỉ có giản ñồ D phù hợp với quá trình thay ñổi ñộ dẫn ñiện như ñã trình bày. ðiểm A. NaOH bắt ñầu ñược cho vào. ðiểm B: NaOH phản ứng với CH3COOH vừa hết. ðoạn AB dốc lên chứng tỏ ñộ dẫn ñiện tăng khi số hạt mang ñiện trong dung dịch tăng mà cụ thể là sự có mặt của ion Na+, CH3COO−. ðoạn BC dốc cao hơn AB vì ñộ dẫn ñiện của NaOH cao hơn CH3COONa. Khi cho thêm NaOH dư vào ñộ dẫn ñiện tăng mạnh hơn. 10

8

N

6

Ơ

4

0

2

4

6

8

VNaOH

ẠO

TP .Q U

Y

N

0

H

2

Đ

Bài 63. Khi ñiện phân muối nóng chảy, các cation chuyển ñộng về phía cực âm, tức catot, và bị khử ở ñó.

Ư N

G

Chọn B.

H

Bài 64. Theo quy ước, catot là ñiện cực mà tại ñó xảy ra quá trình khử, anot là ñiện cực mà tại ñó xảy ra quá trình oxi hoá. Như vậy:

ẦN

∗ Ở bình ñiện phân hay pin ñiện hoá, catot là ñiện cực mà tại bề mặt của nó xảy ra quá trình khử, tức quá trình thu nhận electron của chất oxi hoá.

TR

∗ Ở bình ñiện phân, cực dương nguồn ñiện thu nhận electron do chất khử phóng ra, ñó là một quá trình oxi hoá nên cực dương bình ñiện phân là anot.

10

00

B

∗ Ở pin ñiện hoá, là nguyên tố ñiện hoá tự sản sinh ra dòng ñiện, thì cực dương là cực thu nhận electron truyền sang từ cực âm. Trên bề mặt cực dương, chất oxi hoá thu nhận electron, tức xảy ra quá trình khử nên cực dương là catot.

Chọn: D

A

Bài 65. Các quá trình xảy ra khi ñiện phân nóng chảy MgCl2:

H

Ó

Catot(−): Mg2+(l) + 2e− → Mg(l) Chọn: C

-L Í-

Anot (+): 2Cl− (l) → Cl2(k) + 2e−

Bài 66. Phản ứng xảy ra khi ñiện phân:

ÁN

dp → Na(l) + Cl2 NaCl(nc) 

TO

∗ Vật liệu làm ñiện cực có thể là platin, than chì nhưng không thể dùng nhôm làm anot bởi một số lí do sau:

ÀN

- Al có nhiệt ñộ nóng chảy thấp hơn NaCl.

D

IỄ

N

Đ

- Al sẽ tác dụng với khí Cl2 sinh ra AlCl3 làm nhiễm bẩn dung dịch ñiện phân. Al(nc) + Cl2(k) → AlCl3

∗ Natri tạo ra ở bề mặt ñiện cực A, khí clo thoát ra trên bề mặt ñiện cực B nên A là catot nối với cực âm nguồn ñiện, B là anot nối với cực dương nguồn ñiện cung cấp cho quá trình ñiện phân. ∗ NaCl khi nóng chảy sẽ phân li thành các ion mang ñiện. Cation Na+ sẽ di chuyển về ñiện cực A còn anion Cl− sẽ dịch chuyển về ñiện cực B. Tại ñiện cực A thì Na+ sẽ bị khử thành Na còn tại ñiện cực B anion Cl− sẽ bị oxi hoá thành khí clo thoát ra ngoài.

A(−), catot: Na+(l) + 1e− → Na. 42





B(+), anot : 2Cl− (nc) → Cl2(k) + 2e− ∗ Natri nóng chảy sinh ra nổi lên phía trên NaCl nóng chảy chứng tỏ khối lượng riêng của nó nhỏ hơn NaCl nóng chảy.

Như vậy, chỉ có phát biểu thứ ba chính xác.

Ơ

N

Chọn: A

H

Bài 67. Phản ứng biểu diễn quá trình ñiện phân dung dịch Cu(NO3)2

N

Cu(NO3)2(dd) + H2O(l) → Cu(r) + HNO3(dd) + O2(k)

Y

Chọn: B

TP .Q U

Bài 68. Khi ñiện phân dung dịch Fe(NO3)2 thì ở catot, ñầu tiên ion Fe2+ bị khử thành Fe theo quá trình: Fe2+(dd) + 2e− → Fe. Sau khi Fe2+ hết thì mới ñến H2O bị khử: 4OH− (dd)

ẠO

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) +

Đ

Chọn: A

4OH− (dd)

ẦN

Chọn: B

H

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) +

Ư N

G

Bài 69. Khi ñiện phân dung dịch Mg(NO3)2 thì ở catot, nước sẽ bị khử thay vì ion Mg2+ bởi vì thế khử chuẩn của Mg âm hơn của cặp H2O/H2 (các ion như K+, Na+, Ba2+, Mg2+, Al3+ không bị ñiện phân trong nước mà chỉ bị ñiện phân ở trạng thái nóng chảy).

TR

Bài 70. Khi cho dòng ñiện một chiều ñi qua dung dịch NiCl2, ở anot xảy ra quá trình oxi hoá Cl− thành Cl2:

B

2Cl− (dd) → Cl2(k) + 2e−

00

Chọn D.

10

Bài 71. Khi ñiện phân dung dịch FeBr2 thì ñầu tiên, ở anot xảy ra quá trình oxi hoá ion Br− thành Br2:

A

2Br−(dd) → Br2(dd) + 2e−

H

Ó

Khi ở anot có một lượng lớn khí không màu, không mùi và duy trì sự cháy thoát ra (khí oxi) thì Br− ñã ñiện phân hết, H2O ñã ñiện phân một thời gian:

-L Í-

2H2O(l) → 4e− + O2(k) + 4H+(dd) tương ứng ở catot Cu2+ cũng ñã ñiện phân hết rồi ñến nước ñiện phân:

ÁN

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r) 4OH−(dd)

TO

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) +

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Như vậy, ở catot ñã xảy ra hai quá trình trên. Chọn: C

Bài 72. E0Cu2+/Cu > E0Pb2+/Pb > E0Ni2+/Ni nên thứ tự ñiện phân tại catot tương ứng là Cu2+, Pb2+, Ni2+. Chọn B.

Bài 73. E0Ag+/Ag > E0Cu2+/Cu > E0H2O/H2 > E0Mg2+/Mg. Như vậy, ion Ag+ ñiện phân ñầu tiên, tiếp ñến là Cu2+, sau ñó là H2O còn Mg2+ không ñiện phân trong nước do tính oxi hoá của nó yếu hơn nước. 1. Ag+(dd) +

1e− → Ag(r)

2. Cu2+(dd) +

2e− → Cu(r) 43





3. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd) Chọn D.

Bài 74. Các quá trình xảy ra trên bề mặt catot khi ñiện phân dung dịch chứa ñồng thời Fe(NO3)3, Cu(NO3)2, và HNO3:

Ơ

N

1. Fe3+(dd) + 1e− → Fe2+(dd)

H

2. Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

N

3. 2H+(dd) + 2e− → H2(k)

Y

4. Fe2+(dd) + 2e− → Fe(r)

TP .Q U

5. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd)

ẠO

Dựa vào bảng thế khử chuẩn rút ra rằng ion Fe3+ có tính oxi hoá mạnh nhất nên ñiện phân ñầu tiên, nhưng chỉ tạo ra ion Fe2+. Do ion Fe2+ có tính oxi hoá yếu hơn Cu2+, H+ nên sau khi hai ion này ñiện phân hết thì ion Fe2+ mới tiếp tục ñiện phân; cuối cùng là nước ñiện phân. Xem lại ñáp án này. Thứ tự phóng ñiện của Fe2+và phụ thuộc quá thế H và nồng ñộ trong dung dịch.

Bài 75. Các quá trình xảy ra ở mỗi ñiện cực khi ñiện phân dung dịch CuCl2:

Đ

Catot: Cu2+(dd), H2O(l)

Ư N

G

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r) Anot: Cl− (dd), H2O(l)

H

2Cl− (dd) → Cl2(k) + 2e−

ẦN

Từ các quá trình này ta có thể dự ñoán ñược hiện tượng xảy ra:

TR

∗ Ở catot có một lớp bột màu ñỏ của Cu bám lên bề mặt ñiện cực, ở anot có khí màu vàng lục nhạt thoát ra. Bên cạnh ñó, clo cũng tan ñáng kể trong nước nên dung dịch ở anot có màu vàng nhạt.

00

B

∗ Nồng ñộ ion Cu2+ trong dung dịch giảm xuống nên màu xanh của dung dịch ñiện phân sẽ nhạt dần.

10

Chọn: C

A

Bài 76.

Ó

∗ ðiện phân dung dịch Na2SO4 và H2SO4::

Anot:

H

2H+(dd) + 2e− → H2(k) 2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

-L Í-

Catot:

Các ion Na+, SO42− không ñiện phân trong nước.

ÁN

∗ ðiện phân dung dịch HNO3 và Ba(NO3)2:

TO

Catot: Anot:

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd) 2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

ÀN

Các ion Ba2+, NO3− không ñiện phân trong nước.

D

IỄ

N

Đ

∗ ðiện phân dung dịch MgCl2 và CaCl2:

Catot:

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd)

Anot:

2Cl− (dd) → Cl2(k) + 2e−

Các ion Mg2+, Ca2+ không ñiện phân trong nước. Chọn: B

44





Bài 77. ∗ Các muối clorua hầu hết là chất ñiện li mạnh, khi tan vào nước tạo ra dung dịch dẫn ñiện tốt. Nhưng trong trường hợp này không thể dùng NaCl, KCl ñược vì ion Cl− ñiện phân ở anot tạo ra khí clo làm nhiễm bẩn sản phẩm.

Ơ

N

H

∗ Chỉ có thể pha thêm một số chất như NaOH, Na2SO4, H2SO4 vào bình ñiện phân vì các ion như Na+, SO42− không ñiện phân trong nước, còn các ion như OH−, H+ ñiện phân tạo ra sản phẩm giống với sự ñiện phân của nước.

N

2Cl− (dd) → 2e− + Cl2(k)

Y

Chọn B. Catot:

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd)

Anot:

2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

ẠO

Các ion K+, NO3− không ñiện phân trong nước, chỉ có nước ñiện phân.

TP .Q U

Bài 78. Các quá trình xảy ra ở hai bề mặt ñiện cực khi tiến hành ñiện phân dung dịch KNO3:

G

Đ

∗ Ở bề mặt catot, ion OH− sinh ra làm cho phần dung dịch ở ñó có tính bazơ, chỉ thị bromthymol xanh tồn tại ở dạng màu xanh da trời. Ở bề mặt anot, ion H+ sinh ra làm cho phần dung dịch ở ñó có tính axit, chỉ thị bromthymol xanh chuyển sang màu vàng.

Ư N

∗ Ở bề mặt anot có khí không màu, nặng hơn không khí, duy trì sự cháy thoát ra. ðó chính là khí oxi.

H

∗ Giá trị pH trên bề mặt catot tăng dần do nồng ñộ ion OH− tăng.

ẦN

Chọn: D

TR

Bài 79.

00

B

∗ Hình vẽ minh họa hệ thống bình ñiện phân ñầu tiên ñược William R. Grove ñưa ra cho thấy ống nghiệm bên trái chứa khí hiñro, ống nghiệm bên phải chứa khí oxy nên ñiện cực Pt nối với cực A của nguồn là catot, ñiện cực Pt nối với cực B là anot.

10

∗ A nối với catot nên A là cực âm của nguồn, B nối với anot nên B là cực dương.

Ó

A

∗ Dung dịch axit ở ñây có thể là HNO3, H2SO4 chứ không thể là HCl vì HCl ñiện phân sinh ra khí clo theo quá trình:

H

2Cl− (dd) → 2e− +

Cl2(k)

-L Í-

∗ Khi ñiện phân các dung dịch axit như H2SO4, HNO3 thì ở anot, các ion SO42−, NO3− không bị oxi hoá mà nước bị oxi hoá:

2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

ÁN

Chọn: C

TO

Bài 80.

Catot:

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd)

Anot:

2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

Phương trình của phản ứng ñiện phân: 2H2O(l) → 2H2(k) + O2(k)

D

IỄ

N

Đ

ÀN

∗ Các quá trình xảy ra khi ñiện phân dung dịch Na2SO4:

(B)

(A)

Thể tích khí thoát ra ở phần trên trên ống nghiệm B sẽ gấp ñôi thể tích khí có trong ống nghiệm A ở cùng ñiều kiện do số mol hiñro nhiều gấp ñôi số mol oxi. ∗ ðiện cực A nối với cực dương nguồn ñiện nên A là anot, còn ñiện cực B là catot. ∗ Phần dung dịch trên ñiện cực B có ion OH− tạo ra nên phenolphtalein sẽ hoá hồng.

45





∗ Sau một thời gian ñiện phân ta mở khoá K, nhấc hai ống nghiệm và hai ñiện cực ra khỏi dung dịch. Khuấy ñều phần dung dịch trong cốc một thời gian thì thu ñược dung dịch có môi trường trung tính bởi ion H+ và ion OH− sẽ phản ứng với nhau vừa ñủ tạo ra nước.

H+(dd) +

OH− (dd) → H2O(l)

N

Chọn C.

Ơ

Bài 81. Khi ñiện phân dung dịch CuSO4 với anot làm bằng Cu:

N

H

Catot (−): Cu2+, H2O(l)

Y

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

TP .Q U

Anot (+): SO42−, H2O(l), Cu. Cu(r) → Cu2+(dd) + 2e− Phương trình của phản ứng ñiện phân: (anot)

ẠO

Cu(r) + Cu2+(dd) → Cu2+(dd) + Cu(r) (catot)

Đ

Chỉ có sự chuyển Cu từ anot sang catot nên có thể thấy:

Ư N

G

∗ ðiện cực dương bị hòa tan, khối lượng ñiện cực dương giảm bao nhiêu gam thì khối lượng ñiện cực âm tăng bấy nhiêu gam. ∗ Nồng ñộ ion Cu2+ trong dung dịch không thay ñổi.

H

∗ Ở cực âm, ion Cu2+ bị khử thành Cu.

ẦN

Chọn: D

00

B

TR

Bài 82. Phương pháp ñiện phân nóng chảy chỉ áp dụng ñể ñiều chế các kim loại mạnh, không thể khử ñược ion của chúng thành kim loại trong môi trường nước. Trong dãy ñiện hoá học, các kim loại ñứng sau Al thì có thể ñiều chế bằng con ñường ñiện phân dung dịch, còn các kim loại ñứng trước Al thì phải ñiện phân nóng chảy.

10

Trong các kim loại Al, Na, Li, Ag thì ba kim loại ñầu ñược ñiều chế bằng cách ñiện phân nóng chảy.

A

∗ Na ñược sản xuất bằng cách ñiện phân nóng chảy NaCl.

H

Ó

∗ Al ñược sản xuất bằng cách ñiện phân nóng chảy Al2O3.

-L Í-

∗ Li ñược sản xuất chủ yếu từ LiCO3.

ðể thu ñược Li người ta tiến hành ñiện phân nóng chảy LiCl có pha 45% KCl về khối lượng.

ÁN

Bạc kém hoạt ñộng có thể ñiều chế bằng ñiện phân dung dịch hoặc bằng các phương pháp khác. Chẳng hạn, ñiều chế Ag từ Ag2S bằng cách nghiền nhỏ Ag2S, hòa tan trong dung dịch NaCN dư sau ñó tách lấy phức bạc cho tác dụng với Zn.

TO

Ag2S(r) + 4NaCN(dd) → 2Na[Ag(CN)2](dd) + Na2S(dd)

2Na[Ag(CN)2](dd) + Zn(r) → Na2[Zn(CN)4](dd) + 2Ag(r)

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Chọn: D

Bài 83. Muối X có thể là AgNO3 hoặc Fe(NO3)3. Fe, Cu bị hòa tan vào dung dịch AgNO3 do các phản ứng: Fe(r) + 3 Ag(NO3)2(dd) → Fe(NO3)3(dd) + 3 Ag(r) Cu(r) + 2 Ag(NO3)2(dd) → Cu(NO3)3(dd) + 2 Ag(r) ∗ X là Fe(NO3)3

Fe, Cu hòa tan vào dung dịch Fe(NO3)3 do các phản ứng: 46





Fe(r) + 2 Fe(NO3)3(dd) → 3 Fe(NO3)2(dd) Cu(r) + 2 Fe(NO3)3(dd) → 2 Fe(NO3)2(dd) + Cu(NO3)2(dd) Các phản ứng trên không tạo ra các kim loại khác làm nhiễm bẩn bạc, cũng không làm mất bạc.

N

H

Bài 84. Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.

Ơ

N

Chọn: D

Y

Chọn: C

TP .Q U

Bài 85.

∗ Ăn mòn hoá học không làm xuất hiện dòng ñiện, ăn mòn ñiện hoá làm xuất hiện dòng ñiện. ∗ Ăn mòn hoá học xảy ra chậm hơn nhiều so với ăn mòn ñiện hoá trong cùng ñiều kiện.

Chọn: A

Đ

ẠO

Bài 86. Ăn mòn ñiện hoá không xảy ra với kim loại nguyên chất, nó chủ yếu chỉ xảy ra với hợp kim. Sau ñây là một số ñiều kiện ñể ăn mòn ñiện hoá có thể xảy ra:

Ư N

G

1. Các ñiện cực phải khác nhau về bản chất, có thể là cặp kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại-phi kim, kim loại-hợp chất hoá học. 2. Các ñiện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.

H

3. Các ñiện cực phải cùng tiếp xúc với dung dịch chất ñiện li.

ẦN

Như vậy, chỉ có thí nghiệm 2, 3 xảy ra ăn mòn ñiện hoá. Chọn: C

10

00

B

TR

Bài 87. Thế ñiện cực chuẩn của vàng, platin rất dương nên trong pin ñiện hoá, chúng thường ñóng vai trò là catot. Trong khi ñó, thế ñiện cực của kẽm, magie rất âm, chúng thường ñóng vai trò là anot trong pin ñiện hoá và bị ăn mòn khi pin hoạt ñộng. Do ñó, người ta thường gọi phương pháp bảo vệ kim loại bằng cách phủ lên bên ngoài lớp kim loại cần bảo vệ một lớp kim loại hoạt ñộng mạnh hơn nó là phương pháp anot hy sinh. Chọn B.

Ó

A

Bài 88.

-L Í-

H

∗ Khi bề mặt lớp mạ niken bị xước làm lộ lớp thép bên trong, sắt sẽ bị ăn mòn theo cơ chế ñiện hoá:

Anot (Fe): Fe(r) → Fe2+(dd) + 2e− Catot(Ni): O2(k) + 4e− + 2H2O(l) → 4OH−(dd)

ÁN

∗ Khi bề mặt lớp mạ kẽm bị trầy xước làm lộ lớp thép bên trong, kẽm bi ăn mòn ñiện hoá:

TO

Anot (Zn): Zn(r) → Zn2+(dd) + 2e−

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Catot (Fe): O2(k) + 4e− + 2H2O(l) → 4OH−(dd)

Bài 89. ðáy tàu làm bằng thép và trong ñiều kiện luôn tiếp xúc với nước. Việc ñánh rơi một ñồng xu xuống ñáy tàu tưởng chừng như vô hại nhưng thực tế là rất nguy hiểm nếu ñồng xu ñó ñược làm bằng kim loại hoạt ñộng yếu hơn như Ag, Au, Cu. Khi ñó, ñáy tàu sẽ ñóng vai trò là anot và bị ăn mòn: Anot (Fe):

Fe(r) → Fe2+(dd) + 2e−

Catot(ñồng xu): O2(k) + 4e− + 2H2O(l) → 4OH−(dd) Chỉ trường hợp ñồng xu àm bằng Zn thì không gây ảnh hưởng gì vì Zn hoạt ñộng mạnh hơn Fe, nó sẽ ñóng vai trò la anot và bị ăn mòn. Anot (Zn): Zn(r) → Zn2+(dd) + 2e− 47





Catot (Fe): O2(k) + 4e− + 2H2O(l) → 4OH−(dd) Nói chung, khi lên tàu thì phải cận thận với các ñồng tiền xu của bạn. Chọn: D

N

Bài 90. Xét từng trường hợp một:

Ơ

1. Ống sắt ñược phủ một lớp mỏng polime. 2. Ống sắt ñược mạ niken.

TP .Q U

Y

Phương pháp che phủ nhằm cách li với môi trường ăn mòn. Thậm chí khi lớp mạ niken bị xước thì sắt sẽ bị ăn mòn ñiện hoá với tốc ñộ nhanh hơn.

N

H

Phương pháp che phủ nhằm cách li với môi trường ăn mòn.

3. Ống sắt ñược phủ một lớp kẽm.

Ống sắt ñược bảo vệ bằng phương pháp ñiện hoá, phương pháp anot hy sinh. Kẽm hoạt ñộng mạnh hơn sắt sẽ ñóng vai trò là anot và bị ăn mòn.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

Chọn B.

48





CHƯƠNG III: Hệ thống bài tập tự luận III.1 ðề bài. Bài 1. Một pin ñiện hoá ñược tạo ra từ hai nửa pin Rh3+/Rh, Cu+/Cu trong ñó nồng ñộ mỗi ion Rh3+, Cu+ ñều là 1 M. Cho các thế ñiện cực chuẩn (25oC): +

e−  → Cu(r)

N

Cu+(dd)

E0 = 0,80V

Ơ

→ Rh(r) + 3e− 

E0 = 0,52V

H

Rh3+(dd)

b.Tính sức ñiện ñộng của pin.

TP .Q U

Y

N

a. Viết các quá trình xảy ra ở mỗi ñiện cực, xác ñịnh anot và catot, chiều dòng ñiện và chiều di chuyển của dòng electron khi pin hoạt ñộng.

c. Sử dụng KNO3 ñể cho vào cầu muối, cho biết chiều chuyển ñộng của ion K+, NO3− trong cầu muối. Giải thích lí do một cách ngắn gọn. 1. A(r)

+ B2+(dd) → A2+(dd) + B(r)

2. B(r)

+

ẠO


Đ

2D3+(dd) → 2D2+(dd) + B2+(dd)

Ư N

G

Dựa vào kết quả trên hãy sắp xếp các cặp oxi hoá -khử A2+/A, B2+/B, D3+/D2+ theo thứ tự tăng dần thế ñiện cực chuẩn. Giải thích sự sắp xếp ñó.

Bài 3. Một số cặp oxi hoá -khử ñược sắp xếp theo thứ tự dãy ñiện hoá như sau: Fe

2+

Sn

+

Sn

Fe

Zn

2+

H

Sn

H

Sn

4+

2+

H

2+

Cu

ẦN

Zn

2+

Cu

Fe Fe

3+

2+

+

Ag Ag

TR

a. So sánh tính oxi hoá của các ion Ag+, Fe2+, Fe3+, H+, Sn4+, Zn2+.

B

b. So sánh tính khử của Ag, Cu, Fe, Fe2+, Sn, Sn2+.

00

c. Cho biết trong các kim loại Zn, Fe, Sn, Cu, Ag thì

10

∗ kim loại nào tan ñược trong dung dịch Fe(NO3)3 ?

A

∗ kim loại nào ñẩy ñược Fe ra khỏi dung dịch muối Fe(NO3)2 ?

+

Sn4+(dd) → Sn2+(dd)

+

4. Ag(r)

+ H+(dd) → Ag+(dd)

ÁN

3. Sn(r) +

5. Ag

(dd)

+

Sn2+(dd)

Fe2+(dd) → Fe3+(dd) + Ag(r)

-L Í-

2. Ag+(dd) +

Sn4+(dd) → Fe2+(dd) +

H

1. Fe(r)

Ó

d. Các phản ứng dưới ñây có tự xảy ra hay không ?

Sn2+(dd)

→ Sn

4+

+ (dd)

H2(k) + Ag

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Bài 4. Acquy chì là một hệ ñiện hoá gồm Pb, PbO2, dung dịch H2SO4. Một ñiện cực ñược tạo ra từ lưới chì phủ bột chì còn ñiện cực còn lại ñược tạo ra bằng cách phủ bột PbO2 lên lưới kim loại. Cả hai ñiện cực ñều ñược ngâm trong dung dịch H2SO4. Các bán phản ứng xảy ra tại mỗi ñiện cực khi acquy hoạt ñộng như sau:

49





(1):PbO2 (r) + HSO4−(dd) + 3H+(dd) + 2e− → PbSO4 (r) + 2H2O (l) (2): Pb (r) + HSO4− (dd) → PbSO4 (r) + H+(dd) + 2e−

E01 = 1,685V E02 = −0,356V

a. Cho biết ñiện cực nào là anot, ñiện cực nào là catot trong acquy chì ?

Ơ H

TP .Q U

Y

i. Viết phương trình của phản ứng nạp ñiện cho acquy chì.

N

c. Sau một thời gian sử dụng, thì ñiện năng dự trữ trong acquy chì dưới dạng hoá năng sẽ hết. Chúng ta sẽ phải nạp ñiện lại cho acquy chì bằng cách kết nối hai ñiện cực với nguồn ñiện ñể thực hiện một phản ứng ngược lại so với phản ứng xảy ra khi acquy phóng ñiện.

N

b. Viết phương trình của toàn bộ phản ứng xảy ra trong acquy chì khi nó hoạt ñộng và tính sức ñiện ñộng tiêu chuẩn của acquy.

ii. Khi nạp ñiện thì ta nối catot của acquy với cực nào của nguồn ñiện? Giải thích.

iii. Pin ñược nạp ñiện bằng dòng ñiện cường ñộ 5A trong vòng 4 giờ. Cho biết bao nhiêu gam Pb và PbO2 ñược tái tạo trở lại ở mỗi ñiện cực?

ẠO

e. Tại sao người ta không ngăn bình acquy chì ra nhiều ngăn khác nhau ñi kèm với việc sử dụng cầu muối như các nguyên tố ñiện hoá thông thường ?

Ư N

G

Đ

Bài 5. Cấu trúc của một pin kiềm dạng nhỏ ñược dùng làm nguồn cung cấp ñiện năng cho một số ñồng hồ ñeo tay thường thấy ñược phác thảo ở hình vẽ bên. Trong pin gồm hai lớp bột nhão ñặt cách nhau bởi một lớp vải xốp. Một lớp gồm bột Zn trộn với KOH, lớp còn lại gồm Ag2O trộn với than chì.

Ag2O(r) + H2O(l) + 2e− → 2Ag(r) + 2OH−(dd)

ẦN

Zn (r) + 4OH−(dd) → [Zn(OH)4]2− (dd) + 2e−

H

Các bán phản ứng xảy ra ở hai nửa pin như sau:

TR

a. Chỉ rõ trong hai lớp cho trong hình vẽ bên, lớp nào là lớp Ag2O trộn với than chì, lớp nào là lớp Zn trộn với KOH ?

00

B

Cho biết lớp nào là catot, lớp nào là anot của pin ?

10

b. Viết phương trình của toàn bộ phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng.

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

Bài 6. Hình vẽ bên mô tả cấu trúc của một loại pin kiềm dạng nhỏ khác cũng ñược dùng làm nguồn cung cấp ñiện năng cho một số ñồng hồ ñeo tay thường thấy. Sử dụng KOH làm dung môi, toàn bộ phản ứng xảy ra trong pin như sau:

D

IỄ

N

Đ

ÀN

MnO2(r) + H2O(l) + Zn(r) + KOH(l) → K2[Zn(OH)4] (l) + Mn2O3.H2O (r)

a. Chỉ rõ trong hai lớp bột nhão: MnO2 trộn grafit, và KOH trộn với Zn thì lớp nào là catot, lớp nào là anot của pin ? b. Viết các quá trình xảy ra ở mỗi ñiện cực của pin. Lưu ý ñến vai trò của dung môi KOH. c. Nêu vai trò của lớp vỏ thép và lớp vải xốp ở trong pin.

Câu 7. Cho các giá trị thế khử chuẩn ở 25oC: Fe3+(dd) + e− → Fe2+(dd) E0 = +0,77 V Sn4+(dd) + 2e− → Sn2+(dd) E0 = −0,14 V Tinh thế chuẩn ở 25oC của phản ứng: 50



D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

N

H

Fe3+(dd) → Sn2+(dd) + Fe2+(dd) Sn (r) + Câu 8. Thế chuẩn E0 ở 25oC của phản ứng: 6I− (dd) + Cr2O72−(dd) + 14H+(dd) → 3I2 (dd) + 2Cr3+(dd) + 7H2O (dd) có giá trị là 0,79 V. Xác ñịnh thế khử chuẩn của cặp I2 (r) /I−(dd) ở 25oC, biết thế khử chuẩn của cặp Cr2O72−/Cr3+ ở 25oC là 1,33 V. Câu 9. Một pin ñiện hoá ñược xây dựng trên phản ứng: Cu2+(dd) + M (r) → Cu (r) + M2+(dd) E0 ( 25oC) = 0,75V Thế khử chuẩn của Cu2+(dd) là 0,34V ở 25oC. Tính thế khử chuẩn của cặp M2+/M ở nhiệt ñộ trên. Câu 10. Cho các giá trị thế ñiện cực chuẩn dưới ñây: E01 ( 25oC) = 0,564V (1) MnO4− (dd) + e− → MnO42−(dd) MnO42−(dd) + 2e− + 4H+(dd) → MnO2 (r) + 2H2O(l) E02 ( 25oC) = 2,261V (2) Xác ñịnh thế chuẩn ( 25oC) của phản ứng: MnO4− (dd) + 3e− + 4H+ → MnO2 (r) + 2H2O (l) (3) Câu 11. Cho các dữ kiện: Al3+(dd) + 3e− → Al E0 ( 25oC) = −1,66V Cu2+(dd) + 2e− → Cu E0 ( 25oC) = +0,34V o Tính sức ñiện ñộng ( 25 C) của pin ñiện hoá gồm hai ñiện cực chuẩn Al3+/Al và Cu2+/Cu. Câu 12. Cho Sðð chuẩn ( 25oC) của pin ñiện hoá bao gồm hai ñiện cực Fe2+/Fe, M2+/M: Fe (r) + M2+(dd) → Fe2+(dd) + M (r) E0 = 0,93V Xác ñịnh thế khử chuẩn ( 25oC) của cặp M2+/M, biết thế khử chuẩn ( 25oC) của cặp Fe2+/Fe là −0,41 V. Câu 13. Cho: Ag+(dd) + 1e− → Ag (r) E0 ( 25oC) = + 0,80 V 2+ − Cd (dd) + 2e → Cd (r) E0 ( 25oC) = − 0,40 V Xác ñịnh anot và thế chuẩn ( 25oC) của pin tạo ra từ hai ñiện cực Ag+/Ag và Cd2+/Cd. Câu 14. Một pin ñiện hoá bao gồm hai ñiện cực chuẩn Al3+/Al và Mn2+/Mn. Cho: Al0 (r) Al3+(dd) + 3e− E0 ( 25oC) = −1,66 V Mn2+(dd) + 2e− E0 ( 25oC) = −1,18 V Mn0 (r) o Xác ñịnh quá trình xảy ra tại anot và thế chuẩn ( 25 C) của pin. Câu 15. Cho các thế khử chuẩn: Zn2+(dd) + 2e− → Zn (r) E0( 25oC) = −0,763 V + − Tl (dd) + e → Tl (r) E0( 25oC) = −0,336 V Tính thế chuẩn ( 25oC) của pin ñiện trong ñó xảy ra phản ứng: Zn (r) + 2Tl+(dd) → Zn2+(dd) + 2Tl (r) Câu 16. Cho các thế khử chuẩn: Cr3+(dd) + e− → Cr2+ E0 ( 25oC) = −0,408 V 2+ − + Cu (dd) + 1e → Cu (dd) E0 ( 25oC) = +0,161 V Fe3+(dd) + e− → Fe2+(dd) E0 ( 25oC) = +0,769 V Dựa trên các thế khử chuẩn ở trên, cho biết phản ứng nào dưới ñây có thể tự xảy ra? I. Cr2+(dd) + Fe3+(dd) → Cr3+(dd) + Fe2+(dd) II. Cu2+(dd) + Fe2+(dd) → Cu+(dd) + Fe3+(dd) Câu 17. Cho: 2Cr (r) + 3Cu2+(dd) → 2Cr3+(dd) + 3Cu E0(25 0C) = 0,43V Tính ∆G0 của phản ứng trên ở 250C. Câu 18. Cho: 10Cl− (dd) + 2MnO4 +16H+(dd) →5Cl2 (dd) + 2Mn2+(dd) + 8H2O(l) E0(25 0C) =0,15V Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên ở 25 0C. Câu 19. Tính ∆G0 ở 25 0C của phản ứng sau: 2Al (r) + 3Cu2+(dd) → 2Al3+(dd) + 3Cu (r) E0 (25 0C)= 2,02V

N


Ơ


51



D

IỄ

N

Ơ H

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

Câu 20. Cho: + 2Br− (dd) → Br2 (l) + 2Cl− (dd) E0 (25 0C)= 0,283 V. Cl2 (k) Tính hằng số cân bằng của phản ứng này ở 250C. Câu 21. Tính hằng số cân bằng, Kcb ở 250C của phản ứng: 3Ag+(dd) + Cr (r) → Cr3+(dd) + 3Ag (r) Biết: E0 (25 0C) = +0,80V Ag+(dd) + 1e− → Ag (r) 3+ − Cr (dd) + 3e → Cr (r) E0 (25 0C) = −0,74V Câu 22. Cho: 3Ni2+ + 2Al → 2Al3+ + 3Ni E0(25oC) = 1,41 V 0 o Tính ∆G ở 25 C của phản ứng trên. Câu 23. Biết E0 (25oC) của hai bán phản ứng: Cu2+(dd) + 2e− → Cu (r) E0 (25oC) = +0,34V + 3e− → Al (r) E0 (25oC) = −1,66V Al3+(dd) o Tính Sðð ở 25 C của pin ñiện trong ñó diễn ra phản ứng: 2Al (r) + 3Cu2+(dd) → 2Al3+(dd) + 3Cu (r) Câu 24. Cho các giá trị thế khử chuẩn (ở 25 oC): Pb2+(dd) + 2e− → Pb (r) −0,13V 2+ − Ni (dd) + 2e → Ni (r) −0,23V Cd2+(dd) + 2e− → Cd (r) −0,40V Phản ứng nào dưới ñây sẽ xảy ra khi cho niken kim loại vào dung dịch chứa Pb2+ 0,1 M và Cd2+ 0,1 M? Phản ứng 1: Ni (r) + Pb2+(dd) → Ni2+(dd) + Pb (r) Phản ứng 2: Ni (r) + Cd2+(dd) → Ni2+(dd) + Cd (r) Câu 25. Sðð ở 250C của pin: Fe | Fe2+(0,0010M) || Cu2+(0,10M) | Cu là 0,807V. Tính Sðð chuẩn của pin ở nhiệt ñộ nói trên Câu 26. Phản ứng xảy ra trong một pin ñiện hoá ñược biểu diễn phương trình sau: 2Ga (r) + 6H+(dd) → 2Ga3+(dd) + 3H2 (k) Khi nồng ñộ của các ion là 1,0 M, áp suất của khí H2 là 1 atm thì Sðð của pin ở 25 oC là 0,54 V. Xác ñịnh giá trị E0 ở nhiệt ñộ trên của bán phản ứng: Ga3+(dd) + 3e− → Ga (r) Câu 27. Cho phản ứng xảy ra trong một pin ñiện hoá: 2Cr (r) + 3Cu2+(dd) → 2Cr3+(dd) + 3Cu E0 ( 25 oC) = 0,43V Tính Sððcủa pin ở nhiệt ñô trên, khi [Cu2+] = 1,0 M và [Cr3+] = 0,010 M Câu 28. Cho các thế khử chuẩn ở 25oC: Ag+(dd) + e− → Ag (r) E0 = 0,80 V Cu2+(dd) + 2e− → Cu0 (r) E0 = 0,34 V a) Viết sơ ñồ của pin ñiện tạo thành từ hai ñiện cực trên và tính ∆G của phản ứng diễn ra trong pin khi [Ag+]=[Cu2+] = 1 M. b) Tính Sð ð của pin khi [Ag+]=[Cu2+] = 0,010M. Câu 29. Mất bao nhiêu thời gian ñể ñiều chế ñược 0,10 mol khí clo bằng cách ñiện phân natri clorua nóng chảy với dòng ñiện có cường ñộ 3,0 Ampe? Câu 30. Khi ñiện phân nước, người ta thu ñược khí oxy và hyñro. Nếu có 1,008 gam hyñro ñược giải phóng ra ở catot thì khối lượng oxy thoát ra ở anot là bao nhiêu? ----Câu 31. Cần bao nhiêu Faraday ñiện lượng ñể khử tất cả lượng crôm có trong 0,150 lit dung dịch 0,115M của Cr2O72− về Cr2+. Câu 32. Cho dòng ñiện cường ñộ 2,0 A ñi qua bình ñiện phân chứa 500 ml dung dịch Ni2+ 0,1 M ñể mạ Ni (r). Tính nồng ñộ của Ni2+ còn lại trong dung dịch sau ba giờ. Cho rằng thể tích dung dịch không thay ñổi. Câu 33. ðiện phân dung dịch CuSO4 với cực dương làm bằng ñồng kim loại trong 20 phút với cường ñộ dòng là 2 A. Tính khối lượng ñồng ñược giải phóng trên cực âm.

N


N


52





Ơ

H

Bài 35. Tiến hành ñiện phân nóng chảy NaCl một thời gian thấy ở anot có 6,72 lit khí màu vàng nhạt thoát ra, ño ở ñktc. Tính khối lượng kim loại nóng chảy thu ñược ở catot..

N

Câu 34. Cho 3 dung dịch 1M của AgNO3, Cu(NO3)2, Au(NO3)3 cùng có nồng ñộ 1M. Người ta ñiện phân các dung dịch này với mạch ñiện như hình vẽ và thu ñược 0,1 mol Cu (r). Tính lượng Ag, Au ñược giải phóng trên các ñiện cực.

TP .Q U

Y

N

Bài 36. ðiện phân nóng chảy muối clorua của một kim loại M hoá trị hai. Sau một thời gian khi ở anot có 5,6 lit khí(ñktc) thoát ra thì ở anot có 10 gam kim loại tạo thành. M là nguyên tố nào? .

Đ

ẠO

Bài 37. Natri ñược sản xuất trong công nghiệp bằng cách ñiện phân muối ăn ở trạng thái nóng chảy. Sơ ñồ bình ñiện phân ñược cho ở hình vẽ bên.

Ư N

G

a. Cho biết ñiện cực nào là catot, ñiện cực nào là anot của bình ñiện phân Down ?

H

Viết các quá trình xảy ra ở catot và anot. Cho biết quá trình nào là quá trình oxi hoá, quá trình nào là quá trình khử ?

ẦN

b. Biết rằng trong hai ñiện cực sử dụng chế tạo bình ñiện phân, một ñiện cực làm từ sắt, một ñiện cực làm từ grafit. Cho biết ñiện cực nào làm từ sắt, ñiện cực nào làm từ grafit ?

TR

c. Tại sao hệ thống thu kim loại natri ñược lắp ñặt phía trên bề mặt bình ñiện phân mà không phải là ở phía dưới ñáy bình ñiện phân như trong ñiện phân nóng chảy nhôm oxit?

00

B

Cho biết vì sao natri tạo ra lại ở dạng nóng chảy mà không phải ở trạng thái rắn?

10

d. Hệ thống ống dẫn natri và bình thu natri nóng chảy luôn ñược ñặt trong môi trường khí trơ. Hãy giải thích ñiều này.

B. 0,70 M.

C. 0,75M.

D. 0,38 M.

-L Í-

A. 0,10 M.

H

Ó

A

Bài 38. ðiện phân 500 ml dung dịch CuCl2 0,80 M với ñiện cực than chì. Sau một thời gian, khối lượng catot tăng lên 3,2 gam thì dừng lại. Coi thể tích dung dịch thay ñổi không ñáng kể, nồng ñộ mol/L của ion Cu2+ trong dung dịch sau ñiện phân là Bài 39. ðiện phân 400 ml dung dịch chứa ñồng thời CuCl2 0,5 M và FeCl2 0,5 M. Sau một thời gian thu ñược 6,4 gam kim loại ở catot thì dừng lại. Nhận xét nào sau ñây không chính xác?

ÁN

A. Kim loại thoát ra ở catot gồm Cu, Fe. B. Thể tích khí thoát ra ở anot (ñktc) là 2,24 L.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

C. Dung dịch thu ñược sau ñiện phân chứa ion Cu2+, Fe2+.

D. Số mol electron phóng ra ở catot là 0,2.

Bài 40. Cho dòng ñiện một chiều ñi qua 600 ml dung dịch MgCl2 0,5M. a. Viết các quá trình có thể xảy ra ở catot và anot. b. Sau một thời gian, ở anot có 8,96 L khí A thoát ra (ñktc). thì dừng lại. i. Xác ñịnh tỉ khối của A so với hiñro. ii. Tính thể tích khí thoát ra ở catot (ñktc).

Bài 41. Có 1000 ml dung dịch A chứa ñồng thời CuSO4 0,50 M và ZnSO4 0,05 M. a. Tính số mol ion Cu2+, Zn2+ có trong dung dịch. 53





b. Tiến hành ñiện phân 1000 ml dung dịch A ở trên với ñiện cực trơ. Dự ñoán khối lượng kim loại tối ña có thể thu ñược ở catot. c. Sau một thời gian, khối lượng catot tăng thêm 33,63 gam. i. Cho biết ion kim loại nào ñã tham gia ñiện phân?

Ơ H

TP .Q U

Y

a. Lập sơ ñồ ñiện phân cho quá trình ñiện phân dung dịch ZnSO4.

N

Bài 42. Khoảng 80-90% lượng Zn trên thế giới ñược ñiều chế bằng phương pháp ñiện phân. Bắt ñầu từ quặng với thành phần chính là ZnS, sau một số công ñoạn xử lí người ta thu ñược dung dịch ZnSO4 rồi tiến hành ñiện phân.

N

ii. Tính thể tích khí thoát ra ở anot (ñktc).

b. Khi ở catot có 13 gam Zn bám lên bề mặt ñiện cực than chì, cho biết i. Cho biết thể tích khí thoát ra ở anot (ñktc)? ii. Khối lượng dung dịch giảm bao nhiêu gam?

Ư N

G

Đ

ẠO

c. Quặng trong tự nhiên luôn lẫn rất nhiều tạp chất, bên cạnh cát sạn … còn lẫn cả nhiều nguyên tố cùng loại khác. Quặng ZnS cũng bị lẫn rất nhiều tạp chất như FeS, CdS, CoS, NiS, PbS,… Do ñó, khi xử lí chúng ta thu ñược dung dịch muối sunfat không phải chỉ của Zn2+ mà còn có lẫn một lượng nhỏ tạp chất Fe2+, Co2+, Cd2+, Ni2+, Pb2+. Làm sao ñể có ñược dung dịch ZnSO4 tinh khiết?

ẦN

H

Bài 43. Trong công nghiệp, ñồng ñược sản xuất từ quặng chalcopyrite, thành phần chính là CuFeS2 cho ở hình bên. Qua một số công ñoạn xử lí nhiệt ta thu ñược bột Cu với ñộ tinh khiết 99%. Dập khuôn bột Cu thành từng tấm có ñộ dày khoảng 7 cm, khối lượng khoảng 340 kg rồi tiếp tục tiến hành xử lí bằng phương pháp gọi là tinh chế ñiện hoá.

TR

Phương pháp này ñược thực hiện bằng cách ñiện phân dung dịch CuSO4 với anot là Cu không tinh khiết ở trên, catot là Cu tinh khiết.

B

a. Viết các quá trình xảy ra ở catot, anot và phương trình ñiện phân.

H

Ó

A

10

00

b. Mỗi lần ñiện phân, người ta ngâm khoảng 45 anot và 46 catot có gắn giá ñỡ vào bình ñiện phân chứa ñầy dung dịch CuSO4, H2SO4 loãng. Sau hai tuần, người ta lấy anot ra khỏi bình ñiện phân. ðộ tinh khiết của ñồng thu ñược ñạt ñến 99,99%, khối lượng anot khoảng 160 kg. Phần tạp chất ở anot không ñiện phân sẽ rơi xuống ñáy bình, chủ yếu gồm vàng, bạc, platin, niken … sẽ ñược thu hồi. ðưa các catot mới vào ñể tiếp tục thu hồi phần Cu còn lại trong hai tuần tiếp theo và anot sẽ tiếp tục ñược thay thế.

-L Í-

i. Ước tính khối lượng Cu với ñộ tinh khiết 99,99% có thể thu hồi từ 1000 kg Cu sau giai ñoạn xử lí nhiệt nếu thừa nhận hiệu suất quá trình là 100%.

ÁN

ii. Dự ñoán xem tại sao khi lượng Cu bám lên catot chỉ mới 160 kg người ta ñã thay catot mà không chờ ñến lúc quá trình ñiện phân kết thúc.

ÀN

TO

Bài 44. Có thể thu ñược ñồng tinh khiết từ tinh quặng azurite, công thức là Cu(OH)2.2CuCO3, bằng cách hòa tan quặng trong dung dịch H2SO4 rồi tiến hành ñiện phân dung dịch với ñiện cực trơ. ðồng sinh ra bám lên catot bình ñiện phân sẽ ñược thu hồi.

D

IỄ

N

Đ

Tính khối lượng ñồng có thể thu hồi tối ña từ 100 kg tinh quặng azurite.

Bài 45. Hằng số Faraday, thường ñược lấy gần ñúng là 96500, thực ra là ñiện tích của một mol electron theo ñơn vị Coulomb. Biết ñiện tích của mỗi electron e = 1,6022.10−19 C, 1 mol electron chứa 6,0221.1023 electron, tinh giá trị chính xác của hằng số Faraday. Bài 46. Pin khô niken-cañimi, còn ñược gọi tắt là Nicad, ñược dùng trong một số thiết bị vận hành bằng pin sử dụng phản ứng sau ñể sản sinh ra dòng ñiện: Cd (r) +

NiO2 (r) + 2H2O (l) → Cd(OH)2 (r) +

Ni(OH)2 (r)

Tính số mol electron mà chất khử nhường ñi ñể pin sản sinh ra một ñiện lượng là 1,5.10−2 F. 54





Bài 47. Pin khô Leclanché hoạt ñộng dựa vào phản ứng: Zn(r) + 2MnO2(r) + 2NH4+(dd) → Mn2O3(r) + Zn(NH3)22+(dd) + H2O(l)

N

H

Bài 49. Tính thời gian cần thiết ñể ñiện phân hết Cu2+ có trong 500 ml dung dịch CuSO4 1M với dòng ñiện 5A.

Ơ

Bài 48. Cho dòng ñiện một chiều cường ñộ 12 kA ñi qua bình ñiện phân chứa dung dịch NaCl bão hòa trong 1 giờ. Tính số mol electron mà chất oxi hoá nhận ở bề mặt catot.

N

Trong 15 phút hoạt ñộng, cường ñộ dòng ñiện trung bình khi pin hoạt ñộng là 1A. Tính số mol Zn ñã bị oxi hoá.

TP .Q U

Y

Bài 50. ðiện phân 600 ml dung dịch chứa ñồng thời Fe(NO3)2 1,0 M và Pb(NO3)2 0,4 M bằng dòng ñiện một chiều cường ñộ 10,2 A trong 2 giờ. Tính số mol electron dòng ñiện cung cấp cho quá trình ñiện phân và khối lượng kim loại kết tủa trên catot.

ẠO

Bài 51. Cho dòng ñiện một chiều ñi qua hai bình ñiện phân mắc nối tiếp nhau, bình thứ nhất chứa 400 ml dung dịch AgNO3 1M, bình thứ hai chứa 400 ml dung dịch Cu(NO3)2 1 M. Sau một thời gian, ở bình thứ nhất có 0,10 mol Ag bám lên catot. Tính số mol Cu bám lên anot.

G

Đ

Bài 52. ðiện phân 1000 ml dung dịch chứa ñồng thời FeCl3 0,30 M và CuCl2 0,10 M bằng dòng ñiện cường ñộ 10A trong thời gian 1 giờ 35 phút.

Ư N

a. Tính số mol electron mà dòng ñiện cung cấp, cho F = 96487 C/mol.

H

b. Tính khối lượng kim loại bám lên catot.

ẦN

Bài 53. ðiện phân 600 ml dung dịch chứa ñồng thời Zn(NO3)2 0,8 M và Pb(NO3)2 0,1 M bằng dòng ñiện cường ñộ 5A. Sau một thời gian ở catot có 18,92 gam kim loại bám vào thì dừng lại.

TR

a. Cho biết nồng ñộ CM của các chất trong 600 ml dung dịch thu ñược sau khi quá trình ñiện phân kết thúc.

B

b. Tính thời gian ñiện phân.

10

00

Bài 54. Nhôm, một kim loại có nhiều ứng dụng trong sản xuất và ñời sống, ñược sản xuất trên quy mô công nghiệp bằng cách ñiện phân Al2O3 nóng chảy trong cryolit, cường ñộ dòng ñiện khoảng 100 000 A, anot và catot bình ñiện phân bằng than chì.

Ó

A

a. Viết các quá trình oxi hoá -khử xảy ra ở catot và anot, phương trinh phản ứng ñiện phân biết oxi sinh ra ở anot oxi hoá cacbon tạo ra khí CO2.

-L Í-

H

Ước tính số kg nhôm oxit cần sử dụng, cacbon tiêu tốn làm anot, số kg khí thải CO2 thải ra môi trường trên mỗi kg nhôm tương ứng với hiệu suất 100%. b. Với cường ñộ dòng ñiện như trên, thời gian tình theo giờ cần tiêu tốn ñể có 500 kg Al sinh ra ở catot là bao nhiêu?

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

c. Thế áp ñặt vào mỗi bình ñiện phân ñể nhôm có thể tạo ra ở catot là 4,64 V trong khi ñường dây cung cấp cho nhà máy có hiệu ñiện thế là 800V. Cần mắc nối tiếp bao nhiêu bình ñiện phân nhôm nóng chảy trên mỗi mạch ñiện biết có 38% hiệu ñiện thế bị hao hụt do ñiện trở của dung dịch chất ñiện li.

d. Al2O3 ñược tinh chế từ quặng boxit theo chu trình Bayer. Quặng boxit, với thành phần chính là Al2O3 chiếm khoảng 50% Al2O3, 20%Fe2O3 cùng với SiO2, TiO2 và một số tạp chất khác. ðể chuyển Al2O3 từ trong quặng sang dạng hòa tan, chúng ta sử dụng H2SO4 loãng hoặc dung dịch NaOH ñều ñược nhưng trong sản xuất người ta ñã lựa chọn NaOH cho việc sử lí quặng. i. Hãy ñưa ra một số lí do ñể giải thích cho chọn lựa này. ii. Viết phương trình các phản ứng hoá học có thể chuyển ion [Al(OH)4]− thành Al(OH)3, sau ñó là Al2O3. e. Khi tiến hành sản xuất Al từ Al2O3 theo phương pháp ñiện phân nóng chảy người ta thường trộn cryolit, công thức hoá học là Na3AlF6, với Al2O3 rồi mới nấu chảy, tiếp theo là ñiện phân. 55





i. Nêu một số tác dụng của cryolit trong quá trình này. ii. Cryolit hiện nay dường như ñã cạn kiệt, con người sử dụng cryolit nhân tạo ñược ñiều chế từ phản ứng sau ñể thay thế: 6HF

+

2NaOH

+

NaAlO2 → Na3AlF6 + 4H2O

Ơ Y

Hãy ước tính lượng CaF2, NaOH, H2SO4 cần chuẩn bị ñể thu ñược 100 kg cryolit nếu hiệu suất các quá trình ñều là 100%.

H

+ H2SO4 → CaSO4 + 2HF

N

CaF2

N

HF chủ yếu ñược ñiều chế từ CaF2 theo phản ứng:

TP .Q U

f. Nhà máy luyện nhôm Saint Petersburg thuộc cộng hòa liên bang Nga sản xuất nhôm dựa trên một số nguyên liệu sau: ñá vôi với thành phần chính là CaCO3, quặng boxit, natri cacbonat, than…cùng một số hoá chất cần thiết khác. Hãy sơ ñồ hòa quá trình sản xuất Al bằng phương pháp ñiện phân nóng chảy từ các nguyên liệu này.

Đ

ẠO

Bài 55. Magie, một kim loại có ñộ phổ biến xếp thứ ba trong nước biển, thứ chín trong lớp vỏ Trái ðất, thứ mười một trong cơ thể người. Ion Mg2+ rất cần thiết cho tế bào, các enzym, AND và ARN trong cơ thể sinh vật còn kim loại Mg rất cần thiết trong công nghệ luyện kim. Do ñó, sản xuất magie ñể phục vụ cho con người luôn ñược quan tâm.

Ư N

G

Người ta sản xuất magie chủ yếu từ nước biển, một nguồn nguyên liệu chứa khoảng 0,13% Mg về khối lượng. Các công ñoạn sản xuất có thể ñược tóm tắt như sau:

H

1. Nung ñá vôi hoặc vỏ sò biển, thành phần chính là CaCO3 ñến khối lượng không ñổi ñể thu lấy CaO.

ẦN

2. Cho CaO vào nước biển, khuấy ñều rồi lọc lấy kết tủa Mg(OH)2 tạo ra cho vào dung dịch HCl ñể hòa tan Mg(OH)2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng ñể thu lấy muối clorua khan.

00

B

TR

3. Tạo hỗn hợp rắn cho ñiện phân gồm 25%MgCl2, 15%CaCl2, và 60%NaCl về khối lượng. Tiến hành ñiện phân nóng chảy hỗn hợp tại một ñiện thế thích hợp ở nhiệt ñộ 700 - 7250C thu ñược magie nóng chảy ở catot với ñộ tinh khiết là 99,9% và khí clo ở anot. Clo sinh ra tác dụng với hiñro ñể tạo ra HCl phục vụ lại cho giai ñoạn hai.

10

a.

A

i. Viết các quá trình tạo magie ở catot.

H

Ó

ii. Hai ñiện cực làm việc trong bình ñiện phân lần lượt ñược làm bằng than chì và thép. Cho biết ñiện cực nào làm bằng thép, ñiện cực nào làm bằng than chì ?

-L Í-

b. Viết phương trình các phản ứng cho toàn bộ quá trình sản xuất magie theo ba giai ñoạn ñã cho. c. Sản lượng magie toàn thế giới năm 2006 ước tính khoảng 7.109 tấn.

TO

ÁN

i. Nếu giả sử toàn bộ lượng magie này ñược khai thác từ nước biển, ước tính xem cần phải xử lí tối thiểu bao nhiêu m3 nước biển có d = 1030 kg/m3; hàm lượng magie là 0,13% về khối lượng ñể có ñược lượng magie nói trên ?

D

IỄ

N

Đ

ÀN

ii. Giả thiết rằng một nhà máy sản xuất magie bằng phương pháp ñiện phân nóng chảy với dòng ñiện cường ñộ 100 000 A, có 100 bể ñiện phân nối tiếp với nhau. Ước tính thời gian tính theo giờ ñể sản xuất ñược 100 tấn magie nếu hiệu suất ñiện phân chỉ là 70%.

Bài 56. Sự ăn mòn sắt kim loại là một quá trình ñiện hoá liên quan ñến thế khử chuẩn ở 250C, 1atm. Fe2+(dd)

+

O2 (k)

+

2e− 4H+(dd)

Fe0 (r) +

E0 = −0,44V

4e−

2H2O(l)

E0 = +1,32V

a. Tính thế pin tiêu chuẩn dựa trên phản ứng ăn mòn. 2Fe0 (r)

+

O2 (k)

+

4H+(dd) →

Fe2+(dd) +

2H2O(l)

56





b. Một vật làm bằng sắt ñược bảo vệ khỏi sự ăn mòn bằng cách phủ một lớp thiếc. Phương pháp này làm việc tốt lâu dài khi lớp bao phủ chưa bị thủng. Tuy nhiên, khi lớp bao phủ bị tróc, sự ăn mòn sắt ñược xúc tiến thực sự. Sử dụng nguyên lí ñiện hoá học ñể giải thích những gì quan sát ñược. Cho thế chuẩn của thiếc: Sn0 (r)

E0 = −0,14V

N

H

Bài 57. Ăn mòn các ñường ống dẫn làm bằng thép có thể dẫn ñến những tai nạn nghiêm trọng. Vì thế người ta ñã nghĩ ra nhiều phương pháp bảo vệ các ñường ống, ñặc biệt là các ñường ống dưới mặt ñất. Một trong các phương pháp ñó ñược minh họa bằng hình vẽ bên

N

2e−

+

Ơ

Sn2+ (dd)

Giải thích lí do cho từng trường hợp một.

TP .Q U

b. M có thể là kim loại nào trong các kim loại sau: Na, Fe, Cu, Al, Mg.

Y

a. Cho biết tên gọi của phương pháp bảo vệ này.

Bài 58. Ăn mòn kim loại ñã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học vì những lợi ích mà nó mang lại. Sau ñây là một số lợi ích ñược nhắc ñến nhiều nhất:

ẠO

1. ðảm bảo an toàn cho lao ñộng, sản xuất và sinh hoạt của con người.

Đ

2. Tiết kiệm năng lượng và các vật liệu kim loại.

G

3. Bảo vệ môi trường.

Ư N

Hãy lập luận, ñưa ra một số dẫn chứng cần thiết ñể giải thích vì sao bảo vệ kim loại mang ñến cho chúng ta các lợi ích này.

ẦN

H

Bài 59. Một cột thép cacbon khối lượng 100 kg ñể ngoài trời một thời gian thì bị gỉ theo phản ứng: 4Fe(r) + 3O2(k) + 2nH2O(l) → 2Fe2O3.nH2O

TR

a. Mẫu thép cacbon bị ăn mòn theo kiểu nào? Viết các quá trình xảy ra khi tạo gỉ.

00

B

b. Người ta tách cẩn thận toàn bộ lượng gỉ sắt bên ngoài cột ñem hòa tan trong dung dịch H2SO4 loãng. Dung dịch sau phản ứng tiếp tục ñược xử lí bằng một lượng dư dung dịch NH3 ñể thu ñược kết tủa A. Nung A ñến khối lượng không ñổi thu ñược 400 gam chất rắn B.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

Xác ñịnh phần trăm khối lượng sắt bị phá hủy và giá trị của n biết khối lượng gỉ tách ra là 580 gam.

57





III.2 . Hướng dẫn giải các bài tập tự luận Trong phần hướng dẫn giải này, chúng tôi sẽ lược bỏ một số chi tiết. Chẳng hạn, nếu các dữ kiện ñều cho ở cùng một ñiều kiện nhiệt ñộ thì giá trị nhiệt ñộ sẽ không viết lại trong hướng dẫn. Khi học sinh làm bài kiểm tra, các ñiều kiện ñó cần ñược ghi ñầy ñủ.

+

e−  → Cu(r)

Ơ

Cu+(dd)

E0 = 0,80V E0 = 0,52V

H

→ Rh(r) + 3e− 

N

Rh3+(dd)

N

Bài 1.

TP .Q U

Y

a. E 0Cu + /Cu < E 0Rh3+ /Rh nên Cu là cực âm, Rh là cực dương. ∗ Các bán phản ứng trên ñiện cực:

Cu(−), anot: Cu(r) → Cu+(dd) + 1e− Rh(+), catot: Rh3+(dd) + 3e− → Rh(r)

ẠO

∗ Dòng ñiện ñi từ ñiện cực Rh sang ñiện cực Cu còn dòng electron ñi theo chiều ngược lại.

G

c. Cầu muối chứa ion K+, NO3−.

Đ

Epin = E+ − E− = E 0Rh3+ /Rh − E 0Cu + /Cu = 0,80 − 0,52 = 0,28 V

b.

Ư N

Ion Cu+ tan vào dung dịch làm tăng ñiện tích dương của dung dịch nên ion NO3− trong cầu muối sẽ chuyển về cực âm. Một cách tương tự, ion K+ sẽ chuyển về phía cực dương. 1. A(r)

+ B2+(dd) → A2+(dd) + B(r)

2. B(r)

+

TR

2D3+(dd) → 2D2+(dd) + B2+(dd)

Phản ứng (1) có thể tự xảy ra nên:

00

Ó

Phản ứng (2) tự xảy ra nên:

A

10

tức E 0A 2+ /A < E 0B2+ /B .

B

A có tính khử mạnh hơn B, A2+ có tính oxi hoá yếu hơn B2+,

ẦN

H


H

B có tính khử mạnh hơn D2+,

-L Í-

B2+ có tính oxi hoá yếu hơn D3+, tức E 0B2+ /B < E 0D3+ /D2+ .

ÁN

Kết luận: E 0A 2+ /A < E 0B2+ /B < E 0D3+ /D2+

TO

Bài 3. Thứ tự các cặp oxi hoá khử trong dãy ñiện hoá:

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Zn

2+

Zn

Fe Fe

2+

Sn Sn

2+

H

+

H

Sn Sn

4+

2+

Cu Cu

2+

Fe Fe

3+

2+

+

Ag Ag

a. Trong dãy ñiện hoá, tính oxi hoá của các ion kim loại tăng dần từ trái sang phải. Do ñó, tính oxi hoá giảm dần theo thứ tự: Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < H+ < Fe3+ < Ag+.

b. Trong dãy ñiện hoá, tính khử của kim loại giảm dần từ trái sang phải. Do dó, tính khử giảm dần theo thứ tự: Fe > Sn > Sn2+ > Cu > Fe2+ > Ag. c. Trong các kim loại Zn, Fe, Sn, Cu, Ag thì, ∗ các kim loại tan ñược trong dung dịch Fe(NO3)3 gồm: Zn, Fe, Sn, Cu.

3Zn(r) +

2Fe(NO3)3(dd) → 3Zn(NO3)2(dd) + 2Fe(r) 58





Fe(r)

+

2Fe(NO3)3(dd) → 3Fe(NO3)2(dd)

Sn(r)

+

2Fe(NO3)3(dd) → Sn(NO3)2(dd) + 2Fe(NO3)2(dd)

Cu(r)

+

2Fe(NO3)3(dd) → Cu(NO3)2(dd) + 2Fe(NO3)2(dd) Fe(NO3)2(dd) → Zn(NO3)2(dd) + Fe(r)

+

Fe(r)

+

Sn4+(dd) → Fe2+(dd) +

Sn2+(dd)

∗ E 0Fe3+ /Fe2+ < E 0Ag + /Ag nên ion Ag+ có thể oxi hoá ion Fe2+ theo phản ứng:

Fe2+(dd) → Fe3+(dd) + Ag(r)

Y

ẠO

Ag+(dd) +

TP .Q U

0 ∗ E 0Fe2 + /Fe < E Sn nên ion Sn4+ có thể oxi hoá nguyên tử Fe theo phản ứng: 4+ /Sn 2 +

N

H

d. Cation kim loại trong cặp oxi hoá -khử có thế ñiện cực chuẩn lớn hơn có thể oxi hoá ñược kim loại trong cặp oxi hoá -khử có thể ñiện cực nhỏ hơn.

Ơ

Zn(r)

N

∗ chỉ có Zn ñẩy ñược Fe ra khỏi dung dịch Fe(NO3)2:

+

Sn4+(dd) → 2Sn2+(dd)

G

Sn(r)

Đ

0 0 ∗ E Sn < E Sn nên ion Sn4+ có thể oxi hoá nguyên tử Sn theo phản ứng: 2+ 4+ /Sn /Sn 2 +

Ư N

∗ E 02H + /H < E 0Ag + /Ag nên ion H+ không thể oxi hoá nguyên tử Ag. 2

Sn2+(dd) → Sn4+(dd) + Ag

ẦN

Ag+(dd) +

H

0 ∗ E Sn < E 0Ag + /Ag nên ion Ag+ có thể oxi hoá ion Sn2+ theo phản ứng: 4+ /Sn 2 +

00

B

TR

Bài 4. Acquy chì là một hệ ñiện hoá gồm Pb, PbO2, dung dịch H2SO4. Một ñiện cực ñược tạo ra từ lưới chì phủ bột chì còn ñiện cực còn lại ñược tạo ra bằng cách phủ bột PbO2 lên lưới kim loại. Cả hai ñiện cực ñều ñược ngâm trong dung dịch H2SO4. Các bán phản ứng xảy ra tại mỗi ñiện cực khi acquy hoạt ñộng như sau: (1): PbO2 (r) + HSO4−(dd) +3H+(dd) +2e−→ PbSO4 (r) + 2H2O (l)

10

(2): Pb (r) + HSO4− (dd) → PbSO4 (r) + H+(dd) + 2e−

E01 = 1,685V E02 = −0,356V

Ó

A

a. Anot là ñiện cực tại ñó xảy ra quá trình oxi hoá, catot là ñiện cực tại ñó xảy ra quá trình khử. Theo qui ước này, lưới chì phủ bột chì là anot còn lưới chì phủ bột PbO2 là catot của acquy chì.

H

Pb là cực âm còn PbO2 là cực dương.

-L Í-

b. Kết hợp hai bán phản ứng (1) và (2) ta viết ñược phương trình của phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng:

ÁN

Pb(r) + PbO2(r) + 2H2SO4(dd) → 2PbSO4(r) + 2H2O(l)

TO

Sức ñiện ñộng của pin:

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Epin = E0+ − E0− = 1,685 − (−0,356) = 2,041 V.

c. i. Sau một thời gian sử dụng, thì ñiện năng dự trữ trong acquy chì dưới dạng hoá năng sẽ hết. Chúng ta sẽ phải nạp ñiện lại cho acquy chì bằng cách kết nối hai ñiện cực với nguồn ñiện ñể thực hiện một phản ứng ngược lại so với phản ứng xảy ra khi acquy phóng ñiện. Như vậy, phản ứng nạp ñiện ñược viết: 2PbSO4(r) + 2H2O(l) → Pb(r) + PbO2(r) + 2H2SO4(dd)

59





ii. ∗ ðiện cực Pb phủ PbO2, lúc này còn bị phủ bởi một lớp PbSO4. Muốn khôi phục trạng thái ban ñầu của ñiện cực, ta phải chuyển PbSO4 về PbO2 bằng cách nối nó với cực dương nguồn ñiện ngoài ñể chuyển Pb+2 về Pb+4: PbSO4 (r) + 2H2O (l) → PbO2 (r) + HSO4−(dd) + 3H+(dd) + 2e−

Ơ

N

∗ ðiện cực Pb cũng bị che phủ bởi một lớp PbSO4, sẽ ñược nối với cực âm của nguồn ñiện ngoài ñể thực hiện một phản ứng theo chiều ngược lại:

H

PbSO4 (r) + H+(dd) + 2e− → Pb (r) + HSO4− (dd)

Y

72000 C = 0,746 F 96500 C /1F

TP .Q U

q = I.t = 4.3600s. 5A = 72000 C =

N

iii. ðiện lượng cung cấp bởi mạch ngoài:

Như thế, số mol electron cung cấp là 0,746 mol vì ñiện lượng 1 mol electron là 1F.

Theo phương trình:

ẠO

PbSO4 (r) + 2H2O (l) → PbO2 (r) + HSO4−(dd) + 3H+(dd) + 2e−

Đ

số mol PbO2 tạo ra là: 0,746/2 = 0,373 mol.

số mol Pb tạo ra cũng là 0,746/2 = 0,373 mol.

Ư N

PbSO4 (r) + H+(dd) + 2e− → Pb (r) + HSO4− (dd)

G

Tương tự, theo phương trình:

TR

ẦN

H

d. Khi các ñiện cực trong pin ñiện làm việc với các dung dịch khác nhau, pin ñiện phải chia thành hai ngăn nối với nhau bằng cầu muối, ñể các dung dịch không trộn lẫn vào nhau. Khi hai ñiện cực làm việc với cùng một dung dịch như trường hợp của acquy, pin ñiện chỉ có một dung dịch ñiện li, chỉ có một ngăn và không cần cầu muối.

Bài 5.

00

B

a. Lớp trên nối với cực âm cho nên ở ñó xảy ra quá trình nhường electron:

10

Zn (r) + 4OH−(dd) → [Zn(OH)4]2− (l) + 2e− Lớp dưới nối với cực dương nên ở ñó xảy ra quá trình nhận electron.

A

Ag2O(r) + H2O(l) + 2e− → 2Ag(r) + 2OH−(dd)

H

Ó

Vậy, lớp trên là anot, lớp dưới là catot của pin.

-L Í-

b. Phản ứng tổng cộng:

Zn (r) + Ag2O(r) + H2O(l) + 2OH−(dd) → [Zn(OH)4]2− (l) + 2Ag(r)

Bài 6.

ÁN

a. Theo phản ứng:

TO

MnO2(r) + H2O(l) + Zn(r) + KOH(l) → K2[Zn(OH)4] (l) + Mn2O3.H2O (r)

ÀN

thì ở lớp Zn trộn KOH xảy ra quá trình oxi hoá Zn thành Zn(OH)42− nên lớp này là anot, ở lớp còn lại xảy ra quá trình khử MnO2 về Mn2O3.H2O nên lớp này là catot.

D

IỄ

N

Đ

b. Các quá trình xảy ra khi pin hoạt ñộng: Anot (−): Zn(r) + 4OH−(dd) → [Zn(OH)4]2−(dd) + 2e− Catot(+): 2MnO2(r) + 2H2O(l) + 2e− → Mn2O3.H2O + 2OH−(dd)

c. Lớp vải xốp vừa ñóng vai trò vách ngăn vừa ñóng vai trò như cầu muối. Một mặt, lớp vải không cho hai lớp bột trộn lẫn vào nhau, nhưng lại cho phép các ion có thể chuyển ñộng qua lại nhằm trung hòa ñiện tích của hai lớp dung dịch rắn. Ở anot, electron ñược phóng ra làm cho lớp dung dịch rắn thiếu ñiện tích âm. Khi ñó, ion OH− sẽ chuyển từ catot sang ñể trung hòa ñiện tích và ñảm bảo cho quá trình oxi hoá Zn ñược tiếp diễn. 60





Ơ H N Y

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Bài 7. Thế chuẩn của phản ứng Sn (r) + Fe3+(dd) → Sn2+(dd) + Fe2+(dd) E0 = E0Fe3+/Fe2+ − E0Sn2+/Sn = 0,77 − (−0,14) = 0,91 V Bài 8. 6I− (dd) + Cr2O72−(dd) + 14H+(dd) → 3I2 (dd) + 2Cr3+(dd) + 7H2O (dd) E0 = 0,79 V Xét các bán phản ứng: Cr2O72−(dd) + 6e− + 14H+(dd) → 2Cr3+(dd) + 7H2O (l) E0ox = 1,33 V I2 (dd) + 2e− → 2I− (dd) E0k = ? 0 0 0 0 0 0 Ta có: E pu = E ox − E k ⇒ E k = E ox − E pu = 1,33 − 0,79 = 0,54 V Bài 9. Cu2+(dd) + M (r) → Cu (r) + M2+(dd) E0 = 0,75V 0 2+ 0 2+ 0 E pin = E Cu /Cu − E M /M ⇒ E0M2+/M = E0Cu2+/Cu − E0pin = 0,34 − 0,75 = −0,41. Bài 10.

N

Lớp vỏ thép và lớp trên của ñược cách li với nhau qua một lớp ñệm cách ñiện. Lớp dưới của pin, tức catot, tiếp xúc trực tiếp với lớp vỏ thép nên lớp vỏ thép chính là cực dương của pin. Nắp pin tiếp xúc trực tiếp với lớp trên nên nắp pin là cực âm của pin.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

MnO4−(dd) + e− → MnO4−(dd) E01 = 0,564V 2− − E02 = 2,261V MnO4 + 2e → MnO2 (r) + 2H2O(l) − − + MnO4 (dd) + 3e + 4H → MnO2 (r) + 2H2O E03 = ? ∆G01 = - FE01 ; ∆G02 = -2FE02 ; ∆G03 = -3FE03 ∆G03 = ∆G01 + ∆G02 =- FE01 - 2FE02 = -3FE03 E 0 + 2 E20 → E03 = 1 = 1,7 V 3 Bài 11. Al3+(dd) + 3e− → Al (r) E0Al3+/Al = −1,66V 2+ − Cu (dd) + 2e → Cu (r) E0Cu2+/Cu = +0,34V Phản ứng tự xảy ra trong pin: 2Al + 3Cu2+ → 2Al3+ + 3Cu E0 0 0 2+ 0 3+ E = E Cu /Cu − E Al /Al = 0,34 + 1,66 = 2,00V. Bài 12. Fe (r) + M2+(dd) → Fe2+(dd) + M (r) E0 = 0,93V E0 = E0M2+/M − E0Fe2+/Fe ⇒ E0M2+/M = E0 + E0Fe2+/Fe = 0,93 − 0,41 = 0,52 V Bài 13. Ag+ + 1e− Ag E0 = +0,8V Cd2+ + 2e− Cd E0 = −0,4V Phản ứng tự xảy ra trong pin : Cd + 2Ag+  2Ag → Cd2+ + + − 0 K(+) Ag + 1e Ag E = +0,8V A(−) Cd Cd2+ + 2e− E0 = +0,4V (ngược dấu với thế khử chuẩn) E0pin = E0Ag+/Ag - E0Cd2+/Cd = 0,8 V - (-0,4 V) = 1,2 V Bài 14. Pin ñiện hoá gồm hai ñiện cực: Al3+/Al mà Mn2+/Mn. Vì E0Mn2+/Mn > E0Al3+/Al nên ñiện cực Mn2+/Mn ñóng vai trò là cực dương (K+), ñiện cực Al3+/Al ñóng vai trò là cực âm (A−). (K+): Mn2+ + 2e− → Mn (A−): Al − 3e− → Al3+ Phản ứng tự xảy ra trong pin: 2Al + 3Mn2+ → 3Mn + 2Al3+ 61





Ơ H N Y TP .Q U ẠO Đ G

→

5Cl2 (k) + 2Mn2+(dd) + 8H2O(l)

2.5.0,15 0,059

H

n.E 0 0,059

16H+(dd)

Ư N

Bài 18. 10Cl− (dd) + 2MnO4− (dd) + Hằng số cân bằng phản ứng:

N

Bài 15. Zn (r) + 2Tl+(dd) → Zn2+(dd) + 2Tl (r) E0 Zn2+(dd) + 2e− → Zn (r) E0Zn2+/Zn = −0,763 + − Tl (dd) + e → Tl (r) E0Tl+/Tl = −0,336 E0 = E0Tl+/Tl − E0Zn2+/Zn = (-0,336) − (-0,763) = 0,427V Bài 16. I. Cr2+(dd) + Fe3+(dd) → Cr3+(dd) + Fe2+(dd) E01 II. Cu2+(dd) + Fe2+(dd) → Cu+(dd) + Fe3+(dd) E02 Cr3+(dd) + e− → Cr2+ E0Cr3+/Cr2+ = −0,408 Cu2+(dd) + 2e− → Cu+(dd) E0Cu2+/Cu+ = +0,161 − 2+ 3+ → Fe (dd) E0Fe3+/Fe2+ = +0,769 Fe (dd) + e Ta có. E01 = E0Fe3+/Fe2+ − E0Cr3+/Cr2+ = 0,769 + 0,408 > 0. E02 = E0Cu2+/Cu+ − E0Fe3+/Fe2 = 0,161 − 0,769 < 0 ⇒ chỉ có phản ứng I tự xảy ra còn phản ứng II không thể tự xảy ra. Bài 17. 2Cr (r) + 3Cu2+(dd)  → 2Cr3+(dd) + 3Cu (r) ∆G0 = -nFE (J) = 6.96500.0,43 J

00

B

TR

ẦN

K = 10 = 2,6.1015. = 10 Bài 19. 2Al (r) + 3Cu2+(dd) → 2Al3+(dd) + 3Cu (r) E0 = 2,02V ∆G0 = −nFE = −6. 96500.2,02 = −1169580 J ≈ 1170 kJ. Bài 20. Br2 (l) + Cl2 (k) + 2Br− (dd) → 2Cl− (dd) E0 = 0,283V −

∆G RT

nE 0 0,059

=e Ta có: E = −RTlnK = −nFE ⇒ K = e = 1,52.105 Bài 21. 3Ag+(dd) + Cr (r) → Cr3+(dd) + 3Ag (r) Thế chuẩn của phản ứng: E0 = E0Ag+/Ag − E0Cr3+/Cr = 0,80 − (−0,74) = 1,54 V

H

Ó

A

10

0

nE 0,059

3.1,54 0,059

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

Hằng số cân bằng của phản ứng: K = 10 = 10 = 1078,3. Bài 22. 3Ni2+ + 2Al → 2Al3+ + 3Ni E0 = 1,41V Ta có: ∆G0 = −n.F.E0 = −6. 96500. 1,41 J/mol = −6. 96,5. 1,41 kJ/mol. Bài 23. Phản ứng tự xảy ra trong pin: 2Al (r) + 3Cu2+(dd) → 2Al3+(dd) + 3Cu (r) 2+ Cu (dd) + 2e− → Cu (r) E01 = +0,34V Al3+(dd) + 3e− → Al (r) E02 = −1,66V 0 01 02 E = E − E = 0,34 + 1,66 = 2,00 V. Bài 24. E0Ca2+/Cd < E0Ni2+/Ni < E0Pb2+/Pb ⇒ khi cho Ni vào dung dịch chứa Pb2+ 1 M và Cd2+ 1 M thì chỉ xảy ra phản ứng: Ni (r) + Pb2+(dd) → Ni2+(dd) + Pb (r) Bài 25. Pin: Fe | Fe2+(0,0010M) || Cu2+(0,1M) | Cu Phản ứng xảy ra trong pin: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu

62




0,1M 0,1M 0, 059 [Cu 2+ ] = 0,807 - 0,059 = 0,748V. lg 2 [Fe 2+ ]

Bài 26. 2Ga (r) + 6H+(dd) → 2Ga3+(dd) + 3H2 (k) 0 Ta có: E0pin = E 0H+ / H − E Ga 3+ /Ga

N

E0pin = 0,54V

Ơ

E0pin = Epin


2

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

Bài 27. 2Cr (r) + 3Cu2+(dd) → 2Cr3+(dd) + 3Cu E0 ( 25 oC) = 0,43V Sðð của pin ở nhiệt ñô trên, khi [Cu2+] = 1,0 M và [Cr3+] = 0,010 M: 0, 059 [Cu 2+ ]3 Epin = E0pin + = 0,43V + 0,059 V = 0,489 V lg 6 [Cr 3+ ]2 Bài 28. Ag+ + 1e− → Ag E0Ag+/Ag = 0,80V 2+ − Cu + 2e → Cu E0Cu2+/Cu = 0,34V a). Sơ ñồ pin: (-) Cu| Cu2+|| Ag+|Ag (+) Phản ứng xảy ra trong pin: Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag E0 = 0,8 − 0,34 = 0,46V ∆G = −n.F.E = -2.96480.0,46 = −88761,8 J = −88,8 kJ b). Khi [Cu2+] = 1,00 M [Ag+] = 0,010 M 0, 059 ECu2+/Cu = E0Cu2+/Cu + ln[Cu2+] = E0Cu2+/Cu 2 EAg+/Ag = E0Ag+/Ag + 0,059ln [Ag+] = E0Ag+/Ag − 0,059 Thế của pin. Epin = EAg+/Ag − ECu2+/Cu = (E0Ag+/Ag − E0Cu2+/Cu)+ 0,059ln [Ag+] = E0pin − 0,059 = 0,46 − 0,059 Bài 29. 2Cl− − 2e− → Cl2 3.t Số mol khí clo tạo ra: = 0,1 mol ⇒ t = 6443 giây ≈ 110 phút. 2.96500 Bài 30. 1 dpdd → H2 (k) + H2O(l)  O2 (k) 2 gam 18 2 16 1,008 → 8,064 --------Bài 31. n Cr O 2− = 0,115.0,15 = 0,01725 mol.

N

H

− E0pin = 0 − 0,54 = −0,54 V

Y

=E

0 H+ / H2

TP .Q U

E

0 Ga 3+ /Ga

2 7

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Cr2O72− + 8e− + 14H+ → 2Cr2+ + 7H2O ⇒ q = 0,01725.8 = 0,138 F. Bài 32. Số mol Ni2+ tham gia ñiện phân theo quá trình: Ni2+ + 2e− → Ni It 2.(3.3600) nNi = = = 0,112 mol. nF 2.96500 ⇒ số mol Ni2+ chưa ñiện phân: 0,5 − 0,112 = 0,388 mol. 0,388 ⇒ [Ni2+] = =0,78M 0,5 63





Ơ H N Y TP .Q U

(1)

G

Đ

6, 72 = 0,3 mol. 22, 4

Ư N

Số mol khí Cl2 thoát ra:

ẠO

dp 2NaCl(nc)  → 2Na(l) + Cl2

N

Bài 33. Khối lượng Cu có thể ñược tạo ra: MIt 64.2.20.60 mCu = = = 0,796 gam. nF 2.96500 Bài 34. Hệ thống bình ñiện phân mắc nối tiếp nhau nên ñiện lượng qua ba bình trong cùng thời gian là như nhau. Ag+ + 1e− → Ag Cu2+ + 2e− → Cu Au3+ + 3e− → Au nCu2+ = nCu = 0,1 mol ⇒ q = 0,1. 2 = 0,2F. 0, 2 0, 2 ⇒ nAg = = 0,2 mol ; nAu = = 0,067 mol. 1 3 Bài 35. Phương trình của phản ứng xảy ra khi ñiện phân nóng chảy NaCl:

Theo phương trình (1), số mol Na thu ñược là: 2. 0,3 = 0,6 mol.

Theo phương trình này, số mol M ñược tính:

00

H

Bài 37.

Ó

Vậy, M là Ca.

mM 10 = = 40 g/mol. nM 0, 25

A

Khối lượng mol của M: MM =

B

5, 6 = 0,25 mol. 22, 4

10

nM = n Cl2 =

TR

MCl2(nc) → M(l) + Cl2(k)

ẦN

Bài 36. Phương trình của phản ứng ñiện phân:

H

Khối lượng Na nóng chảy thu ñược ở catot: 0,6. 23 = 13,8 gam.

-L Í-

a. Trong bình ñiện phân Down, tấm ñiện cực nối với cực dương là anot còn vòng ñiện cực nối với cực âm nguồn ñiện là anot. Các quá trình xảy ra ở bề mặt mỗi ñiện cực:

ÁN

(−), catot: Na+(l) + 1e− → Na

TO

(+), anot : 2Cl− (nc) → Cl2(k) + 2e−

D

IỄ

N

Đ

ÀN

b. Trong hai ñiện cực sử dụng cho quá trình ñiện phân, ñiện cực làm bằng sắt bị clo ăn mòn nên không ñược dùng làm anot mà ñược dùng làm catot; còn ñiện cực grafit ñược dùng làm anot.

c. Nhôm cũng ñược sản xuất bằng phương pháp ñiện phân nóng chảy Al2O3 trong cryolit. Hệ thống thu nhôm ñược ñặt ở ñáy bình ñiện phân vì nhôm nặng hơn “dung dịch” ñiện phân gồm Al2O3 tan trong cryolit nên chìm xuống dưới. Trường hợp ñiện phân nóng chảy NaCl thì khác, natri nóng chảy tạo ra ở catot nhẹ hơn natri clorua nóng chảy sẽ nổi lên phía trên. Do ñó, hệ thống thu natri phải ñặt phía trên. Natri là một kim loại mềm, có nhiệt ñộ nóng chảy thấp, chỉ khoảng gần 1000C, trong khi NaCl nóng chảy ở nhiệt ñộ khoảng 8000C. Như vậy, natri tạo ra ở dạng nóng chảy. d. Hệ thống thu natri phải ñặt trong môi trường khí trơ vì natri là kim loại hoạt ñộng mạnh, dễ bị oxi hoá bởi hơi nước và oxi không khí. 64





Na

+ O2 → Na2O

Na

+ H2O → NaOH + H2

Số mol Cu2+ ban ñầu: 0,5 L.

0,8 mol = 0,4 mol. L (0, 4 − 0, 05) mol = 0,7 mol/L. 0,5 L

Nồng ñộ Cu2+ trong dung dịch sau phản ứng:

H N Y

3, 2 = 0,05 mol ⇒ số mol Cu2+ ñiện phân cũng là 0,05 mol. 64

ẠO

Bài 39.

TP .Q U

Số mol Cu tạo ra:

Ơ

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

N

Bài 38. Khi ñiện phân dung dịch CuCl2, khối lượng catot tăng lên là do Cu ñược giải phóng bám vào ñiện cực. ðộ tăng khối lượng của catot cũng chính là khối lượng Cu tạo ra ở ñiện cực này theo quá trình:

Đ

Số mol CuCl2: 0,4 L. 0,5 mol/L = 0,2 mol.

G

Số mol FeCl2: 0,4 L. 0,5 mol/L = 0,2 mol

Ư N

Tại catot, Cu2+ ñiện phân trước Fe2+. Nếu Cu2+ ñiện phân hết: Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r) 0,1

0,2

0,1

H

mol:

∗ Kim loại thoát ra ở catot chỉ có Cu.

TR

ẦN

Khối lượng Cu thu ñược tối ña là: 0,2 mol. 64 g/mol = 12,8 gam > 6,4 gam. Như vậy, thực tế Cu2+ chỉ mới ñiện phân ñược một nửa, Fe2+ chưa ñiện phân. Khi ñó:

B

∗ Dung dịch sau ñiện phân chứ Cu2+, Fe2+.

00

∗ Số mol electron phóng ra ở catot là 0,2.

10

∗ Thể tích khí clo thoát ra ở anot: 2,24 L

A

2Cl− (dd) → 2e− + Cl2(k) 0,2 → 0,1

Ó

mol:

H

Bài 40.

-L Í-

a. Số mol MgCl2: 0,6 L. 0,5 mol/L = 0,3 mol. Các quá trình có thể xảy ra khi ñiện phân:

ÁN

Catot: Mg2+(dd), H2O. 4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd)

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Anot: Cl−(dd), H2O

Ở anot sau khi Cl− ñiện phân hết sẽ ñến H2O ñiện phân: 2Cl− (dd) → 2e− +

Cl2(k)

2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd) b. Ở anot, nếu Cl− ñiện phân hết ta chỉ thu ñược 0,3 mol Cl2, tương ứng với 6,72 L khí sẽ nhỏ hơn 8,96 L. Như vậy, Cl− ñã ñiện phân hết và nước ñã ñiện phân ñể tạo ra thêm 2,24 L khí nữa. Số mol Cl2 tạo ra: 0,2 mol. Số mol O2 tạo ra:

2, 24 = 0,1 mol. 22, 4 65





i. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí gồm 0,3 mol Cl2 và 0,1 mol O2: __

M=

(0,3.71 + 0,1.32) g = 61,25 g/mol (0,3 + 0,1) mol

N

Tỉ khối của hỗn hợp khí này so với hiñro: __

Ơ H N

d hh /H 2

M 61, 25 = = = 30,63 2 M H2

2Cl− (dd) → 2e− +

Cl2(k)

0,6

TP .Q U

mol: 0,6

Y

ii. 0,3

2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd) 0,1

0,4

ẠO

mol:

Đ

Tổng số mol electron phóng ra ở catot là: 0,6 + 0,4 = 1 mol. Như vậy, tổng số mol electron thu vào ở anot cũng là 1 mol. 1 → 0,5

mol:

Thể tích khí hiñro thoát ra ở catot: 0,5. 22,4 = 11,2 L. a. Số mol CuSO4: 1 L. 0,50 mol/L = 0,50 mol.

TR

Số mol ZnSO4: 1 L. 0,05 mol/L = 0,05 mol.

ẦN

H

Bài 41.

Ư N

G

4H2O(l) + 4e− → 2H2(k) + 4OH−(dd)

Số mol Cu2+ và Zn2+ trong dung dịch lần lượt là 0,50 và 0,05.

0,50

Zn2+(dd)

+ 2e → Zn(r)

0,05

0,05

Ó

mol:

−

00

0,50

A

mol:

10

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r)

B

b. Khối lượng kim loại thu ñược ñạt ñến tối ña khi cả Cu2+ và Zn2+ ñiện phân hết.

-L Í-

H

mmax = mCu + mZn = 0,50.64 + 0,05.65 = 32 + 3,25 = 35,25 gam. c.

TO

ÁN

i. Sau một thời gian ñiện, khối lượng catot tăng thêm 33,63 gam. Nghĩa là khối lượng kim loại sinh ra ở catot là 33,63 gam, lớn hơn 32 gam chứng tỏ Cu2+ ñã ñiện phân hết; nhưng vẫn nhỏ hơn 35,25 chứng tỏ Zn2+ chưa ñiện phân hết.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

ii. Gọi số mol Zn2+ ñã tham gia ñiện phân là x. mol:

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r) 0,50

Zn2+(dd) mol:

x

1,00

0,50

+ 2e− → Zn(r) 2x

x

mkim loại = 32 + 65x = 33,63 g ⇒ x = 0,025 Số mol electron phóng ra ở catot: 1,00 + 2.0,025 = 1,05 mol. Như vậy, số mol electron ñược anot thu nhận cũng là 1,05 mol. 2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

66





1,05/4 ← 1,05

mol:

Thể tích khí thu ñược tại anot (ñktc):

1, 05 .22,4 = 5,88 L. 4

Bài 42. →

Anot(+)

H

ZnSO4

SO42−(dd), H2O(l)

Zn2+(dd) + 2e− → Zn(r)

2H2O(l) → O2(k) + 4e− + 4H+(dd)

(dd),

TP .Q U

Phương trình của phản ứng ñiện phân: 2ZnSO4(dd) + 2H2O(l) → 2Zn(r) + O2(k) + 2H2SO4

i. Số mol oxy thoát ra ở anot =

ẠO

13 = 0,2 mol 65 1 số mol Zn = 0,1. 2

Đ

b. Số mol Zn bám vào catot:

N

←

H2O(l)

Zn

2+

Y

Catot (−)

Ơ

N

a. Sơ ñồ ñiện phân:

Ư N

G

ii. Khối lượng dung dịch giảm xuống khi ñiện phân là do Zn và oxi tách ra khỏi dung dịch. Như thế, ñộ giảm khối lượng dung dịch:

H

∆m = mZn + m O2 = 65.0,2 + 0,1.32 = 16,2 g.

00

B

TR

ẦN

c. Quặng ZnS bị lẫn rất nhiều tạp chất như FeS, CdS, CoS, NiS, PbS,… Do ñó, khi xử lí chúng ta thu ñược dung dịch muối sunfat không phải chỉ của Zn2+ mà còn có lẫn một lượng nhỏ tạp chất Fe2+, Co2+, Cd2+, Ni2+, Pb2+… Do kẽm là một kim loại hoạt ñộng khá mạnh, cho nên ta có thể loại bỏ các tạp chất kim loại trên ra khỏi dung dịch bằng cách cho bột kẽm vào dung dịch ñến dư. Các ion kim loại này sẽ bị oxi hoá thành kim loại ở trạng thái rắn và ñược tách ra ta thu ñược dung dịch ZnSO4 tinh khiết. Zn(r) + M2+(dd) → Zn2+(dd) + M(r)

10

M2+: Fe2+, Co2+, Cd2+, Ni2+, Pb2+

A

Bài 43.

Ó

a. ðiện phân dung dịch CuSO4 với anot là Cu.

H

Catot: Cu2+, H2O(l)

-L Í-

Cu2+(dd) + 2e− → Cu(r) Anot: SO42−, H2O(l), Cu.

ÁN

Cu(r) → Cu2+(dd) + 2e−

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Phương trình của phản ứng ñiện phân: Cu(r) + Cu2+(dd) → Cu2+(dd) + Cu(r) (anot)

(catot)

b. i. 160 kg Cu với ñộ tinh khiết 99% chứa: 1000. 99% = 990 kg Cu nguyên chất. Như vậy, số kg Cu 99,99% có thể thu ñược là:

990 = 990,1 kg. 99,99%

ii. Thu hồi ñược khoảng 50% lượng Cu, người ta sẽ thay catot, catot mới ñược ñưa vào. Khi ñó, anot cũng chỉ còn ñược khoảng 50% lượng Cu so với ban ñầu. Sau một thời gian anot sẽ hết Cu và người ta sẽ thay catot rồi cứ tiếp tục như thế ñể quá trình ñiện phân liên tục. 67





Bài 44. Cu(OH)2.2CuCO3(r) + 3H2SO4(dd) → 3CuSO4(dd) + 2CO2(k) + 3H2O(l) dpdd CuSO4(dd) + H2O(l)  → Cu(r) +

1 O2(k) + H2SO4(dd) 2

Ơ

N

Ta có sơ ñồ cho toàn bộ quá trình: 192

Y

100.192 = 55,5 346

→

100

N

346

Vậy, khối lượng Cu có thể thu hồi tối ña từ 100 kg tinh quặng azurit là 55,5 kg.

Bài 45.

ẠO

1, 6022.10 −19 C 6, 022.10 23 e . = 96485 C/mol. 1mol 1e

1F =

TP .Q U

kg:

H

Cu(OH)2.2CuCO3(r) → 3Cu

Đ

Chọn: B

G

Bài 46.

H

Ư N

Do 1 mol electron mang ñiện lượng là 1 F nên ñể sản sinh ra một ñiện lượng là 1,5.10−2 F, số mol electron mà chất khử chuyển ñi cũng là 1,5.10−2 mol.

ẦN

Chọn: B

ðiện lượng pin sản sinh ra trong một giờ:

TR

Bài 47.

1F = 9,33.10−3 F 96486 C

00

B

q = I.t = 900s. 1A = 900 A.s = 900 C = 900 C.

2e−

+

9,33.10−3

4,66.10−3

-L Í-

mol:

Zn2+(dd)

Ó

→

H

Zn(r)

A

Zn bị oxi hoá theo quá trình:

10

Do 1 mol electron chứa 1 F ñiện lượng nên số mol electron trao ñổi khi pin hoạt ñộng cũng là 9,33.10−3 mol.

Vậy, số mol Zn bị oxi hoá trong thời gian pin hoạt ñộng là 4,66.10−3.

Bài 48.

ÁN

Số mol electron mà chất oxi hoá nhận ở bề mặt catot:

I.t 12000 A.3600s = = 4,48.102 mol. F 96487 C / mol

TO

ne =

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Chọn: D

Bài 49. Số mol Cu2+: 0,5 L.

1mol = 0,5 mol. 1L

Số mol electron cần cung cấp ñể Cu2+ ñiện phân hết: 0,5 mol Cu2+.

2 mol e = 1 mol. 1mol Cu 2+ 68




Theo công thức: ne = t=


I.t ta có: F

n e .F 1.96500 = = 19300 giây = 5 giờ 21 phút. I 5

Ơ

N

Chọn: B

H

Bài 50.

Y

I.t 10, 2 A.7200s = = 0,76 mol. F 96487C / mol

TP .Q U

ne =

N

∗ Số mol electron dòng ñiện cung cấp:

∗ Số mol Fe2+ = 0,6 L. 1,0 mol/L = 0,6 mol. Số mol Pb2+ = 0,6 L. 0,4 mol/L = 0,24 mol.

mol: 0,24

→

0,48

Pb(r) 0,24

Số mol electron còn lại: 0,76 − 0,48 = 0,28 mol.

←

0,28

Fe(r)

Ư N

mol: 0,14

→

0,14

Khối lượng kim loại kết tinh lên catot:

H

2e−

ẦN

+

Fe2+(dd)

Đ

2e−

+

G

Pb2+(dd)

ẠO

Thứ tự ñiện phân tại catot: Pb2+ ñiện phân, ñến Fe2+ ñiện phân, sau cùng là H2O.

mkim loại = mPb + mFe = 0,24.207 + 0,14.56 = 57,52 gam.

TR

Chọn: A

B

Bài 51.

I.t F

A

ne =

10

00

Khi hai bình ñiện phân mắc nối tiếp với nhau, cường ñộ dòng ñiện qua hai bình cũng sẽ như nhau. Do

1e− → Ag(r)

H

Ag+(dd) +

Ó

nên số mol electron do dòng ñiện cung cấp cũng sẽ như nhau. 0,1 ←

-L Í-

mol: 0,1

0,1

ÁN

Số mol electron mà ion Ag+ nhận ñược là 0,1 mol nên số mol electron mà ion Cu2+ nhận ñược cũng là 0,1 mol. Cu2+(dd) +

TO

mol: 0,05

2e− → Cu(r) 0,1

→ 0,05

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Bài 52. a. Số mol electron dòng ñiện 10 A cung cấp trong 1 giờ 35 phút: t = 1 giờ 35 phút = 5700 s ne =

I.t 10 A.5700s = = 0,59 mol. F 96487 C / mol

b. Số mol Fe3+: 1 L. 0,30 mol/L = 0,30 mol. Số mol Cu2+: 1 L. 0,10 mol/L = 0,10 mol. Khi dòng ñiện một chiều ñi qua, Fe3+ có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ ñiện phân trước: 69





Fe3+(dd) + 1e− → Fe2+(dd) mol: 0,3

0,3

0,3

−

+ 2e → Cu(r) 0,2

0,1

−

+ 2e → Fe(r)

mol:

0,09

Ơ

Fe2+(dd)

N

mol: 0,1

0,045

H

Cu2+(dd)

N

Khối lượng kim loại bám lên catot:

Y

mkim loại = mCu + mFe = 0,1.64 + 0,045.56 = 8,92 gam.

TP .Q U

Bài 53. Số mol Pb2+: 0,6 L. 0,1 mol/L = 0,06 mol. Số mol Zn2+: 0,6 L. 0,8 mol/L = 0,48 mol.

ẠO

Các quá trình xảy ra:

Catot: Pb2+, ñến Zn2+, ñến H2O ñiện phân.

mol: 0,06

0,12

G

2e− → Pb(r)

+

Ư N

Pb2+(dd)

Đ

Nếu Pb2+ ñiện phân hết: 0,06

ẦN

H

Khối lượng kim loại thu ñược: 0,06. 207 = 12,42 g, nhỏ hơn 18,92 g. ðiều này chứng tỏ Zn2+ ñã có ñiện phân và khối lượng Zn tạo ra bù thêm phần còn thiếu: mZn = 18,92 − 12,42 = 6,5 g

2e− → Zn(r)

+

0,2

←

0,1

10

mol: 0,1

B

Zn2+(dd)

TR

6, 5 = 0,1 mol 65

00

nZn =

2+

Số mol Zn còn lại trong dung dịch: 0,48 − 0,1 = 0,38 mol.

Ó

A

Anot: H2O ñiện phân, ion NO3− không ñiện phân

H

Số mol electron các chất oxi hoá nhận ở catot: 0,12 + 0,2 = 0,32 mol.

-L Í-

Số mol electron chất khử nhường cho anot cũng là: 0,32 mol. 2H2O(l) → 4e− +

4H+(dd) + O2(k)

0,32 → 0,32

mol:

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Như vậy, dung dịch sau phản ứng chứa: 0,32 mol HNO3

CM HNO3 =

0,38 mol Zn(NO3)2

0,32 mol = 0,53 mol/L 0, 6 L

CM Zn ( NO3 ) 2 =

0,38 mol = 0,63 mol/L 0, 6 L

b. Thời gian ñiện phân: ne =

n .F I.t 0,32 mol.96487 C / mol ⇒t= e = = 6175 s = 1 giờ 43 phút F I 5A

Bài 54. a. Các quá trình xảy ra: 70





Al2O3(nc) → 2Al3+(l) + 3O2−(l) Catot (C): Al3+(l) + 3e− → Al(l) Anot (C) : 2O2−(l) + C(r) → CO2(k) + 4e−

N

Phương trình phản ứng ñiện phân:

←

108

1.36 108

←

132

→

1

H

1.204 108

36

1.132 108

N

204

Y

kg:

Ơ

dpnc 2Al2O3(nc) + 3C(r)  → 4Al(l) + 3CO2(k)

1.204 = 1,89 kg Al2O3, 108

∗

1.36 = 0,33 kg C, 108

G

5.105 mol. 27

Ư N

b. Số mol Al thu ñược:

Đ

1.132 = 1,22 kg CO2. 108

5.105 . 3 mol. 27

ẦN

Số mol electron mà ion Al3+ nhận ñược ở catot:

H

và thải ra môi trường

ẠO

∗

TP .Q U

ðể có ñược 1 kg Al, trên lý thuyết cần:

TR

I.t F 5.105 96487 C / mol ⇒ t = ne. = . 3 mol. = 63604 giây F I 27 100 000 A

B

ne =

00

= 14 giờ 53 phút

10

c. Hiệu ñiện thế ñường dây cung cấp là 800V.

ðiện thế bị hao hụt do ñiện trở của dung dịch chất ñiện li:

Ó

A

38 . 800 V = 304 V 100

H

Eh =

-L Í-

Phần ñiện thế còn lại cung cấp cho n bình ñiện phân mắc nối tiếp, ñiện thế áp ñặt vào mỗi bình là 4,64 V. Giá trị của n ñược tính:

800 − 304 = 107 4, 64

ÁN

n=

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Như vậy, cần mắc nối tiếp 107 bình ñiện phân khi tiến hành ñiện phân Al2O3 nóng chảy trong ñiều kiện làm việc ñã cho.

d. Al2O3 ñược tinh chế từ quặng boxit theo chu trình Bayer. Quặng boxit, với thành phần chính là Al2O3 chiếm khoảng 50% Al2O3, 20%Fe2O3 cùng với SiO2, TiO2 và một số tạp chất khác. ðể chuyển Al2O3 từ trong quặng sang dạng hòa tan, chúng ta sử dụng H2SO4 loãng hoặc dung dịch NaOH ñều ñược nhưng trong sản xuất người ta ñã lựa chọn NaOH cho việc sử lí quặng. i. Người ta chọn dung dịch NaOH mà không phải dung dịch H2SO4 loãng, ñể xử lí quặng bởi hai lí do cơ bản sau: - Một số quặng của sắt, titan tan nhiều trong dung dịch H2SO4 loãng gây lãng phí hoá chất, sau ñó còn phải tách chúng ra khỏi dung dịch cũng là một vấn ñề lớn. Al2O3 + 3H2SO4(l) → Al2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 3H2SO4(l) → Fe2(SO4)3 + 3H2O 71





- Kết tủa ion Al3+ trong dung dịch axit loãng tồn tại dưới dạng keo rất khó tách ra ñể rửa sạch. ii. Phương trình các phản ứng hoá học có thể chuyển ion [Al(OH)4]− thành Al(OH)3, sau ñó là Al2O3. [Al(OH)4]−(dd) + CO2(dd) → Al(OH)3(r) + HCO3−(dd) [Al(OH)4]− (dd) + H+(dd)

Ơ

N

1:1  → Al(OH)3(r) + H2O(l)

0

e.

TP .Q U

Y

i. Khi tiến hành sản xuất Al từ Al2O3 theo phương pháp ñiện phân nóng chảy người ta thường trộn cryolit, công thức hoá học là Na3AlF6, với Al2O3 rồi mới nấu chảy, tiếp theo là ñiện phân. ðiều này mang ñến một số lợi ích như sau:

N

H

t 2Al(OH)3(r)  → Al2O3(r) + 3H2O(l)

∗ Hỗn hợp Al2O3 - Na3AlF6 có nhiệt ñộ nóng chảy thấp hơn Al2O3, 9000C so với 20500C. ðiều này giúp nhà sản xuất tiết kiệm năng lượng, hạ giá thành sản phẩm.

Đ

ẠO

∗ Hỗn hợp Al2O3 - Na3AlF6 nóng chảy dẫn ñiện tốt hơn Al2O3 nóng chảy góp phần làm giảm hao phí ñiện năng.

G

∗ Hỗn hợp Al2O3 - Na3AlF6 nhẹ hơn Al nên nổi lên trên, ngăn không cho oxi không khí oxi hoá nhôm nóng chảy. 2NaOH

100.80 210

CaF2 78

→

H2SO4 98

100.120 78 . 210 40

100 CaSO4

+

2HF 40

00

kg:

+

←

B

100.120 210

210

ẦN

80

TR

kg: 120

NaAlO2 → Na3AlF6 + 4H2O

+

H

+

100.120 98 . 210 40

100.120 210

←

10

6HF

Ư N

ii.

H

100.120 78 . = 111,43 kg CaF2, 210 40

-L Í-

∗

Ó

A

ðể có 100 kg cryolit, theo lý thuyết cần:

100.80 = 210 38,10 kg NaOH, 100.120 . 210

TO

∗

ÁN

∗

D

IỄ

N

Đ

ÀN

98 = 140 kg 40 H2SO4.

CaCO

t

0

3(r)

CaO

Na

dung dÞch, láng

2 CO 3

NaOH

(r)

(dd)

r¾n Bauxite

H 2O

t

0

Na[Al(OH)

Al(OH)

b· r¾n kh«ng tan

4 ] (dd)

3(r)

, t¹p chÊt Na

, t¹p chÊt SiO

2 SiO 3(dd)

2(r)

0 f. Sơ ñồ hoá t quá trình sản Al 2 O 3 Na 3 AlF 6(r) xuất từ các nguyên liệu ñã ®iÖn ph©n Al Na 3 AlF 6(nc) , Al 2 O 3(nc) nãng ch¶y cho: CaCO3, Na2CO3, C, quặng boxit, và một số hoá chất cần thiết khác.

Sơ ñồ qui trình sản xuất nhôm trong công nghiệp 72





Bài 55. a.

N

H

ii. Khi quá trình ñiện phân xảy ra, ở anot có sự tạo thành khí clo sẽ phá hủy anot nếu nó làm bằng thép:

Ơ

N

i. Quá trình tạo magie ở catot: Mg2+(l) + 2e− → Mg(l)

TP .Q U

Do ñó, anot ñược làm bằng than chì còn catot ñược làm bằng thép.

Y

2Cl− (l) → Cl2(k) + 2e− b. Phương trình các phản ứng hoá học xảy ra trong toàn bộ quá trình sản xuất Mg: 0

t 1. MgCO3(r)  → MgO(r) + CO2(k)

ẠO

+ H2O(l) + Mg2+(dd) → Mg(OH)2(r) + Ca2+(dd)

2. CaO(r)

Đ

Mg(OH)2(r) + 2HCl(dd) → MgCl2(dd) + 2H2O(l)

G

dpnc 3. MgCl2(l)  → Mg(l) + Cl2(k) 0

Ư N

t + H2(k)  → 2HCl(k)

Cl2(k) c.

H

i. Khối lượng 1 m3 nước biển: 1030 kg.

ẦN

0,13 . 1030 kg = 1,339 kg. 100

TR

Khối lượng Mg có trong 1 m3 nước biển:

Số m3 nước biển tối thiểu cần dùng ñể sản xuất 7.1012 kg Mg:

ii. 100 tấn Mg = 108 g

00

B

7.1012 kg = 5.1012 m3. 3 1, 339 kg / m

10

V=

108 mol. 24

Ó

A

Số mol Mg có trong 108 gam Mg:

Mg2+(l)

-L Í-

H

Quá trình tạo Mg ở catot: mol:

+ 2e− 2.

→ Mg(l)

108 24

TO

ÁN

Số mol electron mà dòng ñiện phải cung cấp là: 2.

ÀN

Thời gian ñiện phân tối thiểu: t =

108 mol. 24

n e .F 108 96487 = 2. . = 80 405 833 giây I 24 100000

Do chúng ta có 100 bình ñiện phân mắc nối tiếp nên thời gian cần tiêu tốn là:

Đ N IỄ

D

108 24

t=

1 . 80 405 833 = 804 058 giây = 9 ngày 7 giờ 100

Bài 56. a.

Fe2+(dd)

+

2e−

O2 (k)

+

4H+(dd)

Fe0 (r) +

E0 = −0,44V

4e−

2H2O(l)

E0 = +1,32V

Phản ứng ăn mòn: 73




2Fe0 (r)

+


O2 (k)

4H+(dd) →

+

Fe2+(dd) +

2H2O(l)

Thế tiêu chuẩn của phản ứng ăn mòn: ∆E0 = 1,32 − (−0,44) = 1,67 V. b. Khi sắt ñược bao phủ bởi một lớp thiếc lên bề mặt, thiếc sẽ tiếp xúc với môi trường xâm thực sẽ bị ăn mòn còn sắt bị cách li không bị ăn mòn.

N

Sn2+(dd)

→

Ơ

2e−

Sn (r) −

→

Sn (r) + Fe2+(dd)

tự diễn ra, sắt trở thành anot và bị ăn mòn mạnh hơn theo cơ chế ăn mòn ñiện hoá.

TP .Q U

Bài 57.

N

Fe (r)

Y

Sn2+(dd) +

H

Khi lớp thiếc bị tróc hay trầy xước, Fe sẽ tiếp xúc với môi trường và phản ứng:

a. Phương pháp bảo vệ các ñường ống bằng thép dưới lòng ñất minh họa ở hình bên chính là phương pháp anot hy sinh.

Ư N

G

Đ

ẠO

b. M là anot hy sinh nên M là kim loại hoạt ñộng mạnh hơn Fe. Trong năm kim loại N, Fe, Cu, Al, Mg thì chỉ có Na, Mg, Al hoạt ñộng mạnh hơn Fe nhưng Na thì quá hoạt ñộng nên không dùng ñược. Nó dễ dàng phản ứng với không khí và nước trong giây lát: Na(r) + H2O(l) → NaOH(dd) + H2(k) Còn lại, Mg, Al ñều có thể dùng làm anot hi sinh.

ẦN

H

Na(r) + O2(k) → Na2O(r)

TR

Bài 58. Ăn mòn kim loại ñã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học vì những lợi ích mà nó mang lại. Sau ñây là một vài trong số những lợi ích ñó.

00

B

1. ðảm bảo an toàn cho lao ñộng, sản xuất

A

10

Hằng năm, trên thế giới xảy ra nhiều thảm họa như sập cầu, tai nạn máy bay, nổ công xưởng nhà máy, ñứt dây ñiện v.v… và một trong những thủ phạm chính là ăn mòn kim loại.

-L Í-

H

Ó

Ảnh bên thể hiện ăn mòn kim loại diễn ra phía dưới cầu Elbow bắc qua sông Piney, bang Missouri, nước Mỹ. Bạn có thể hình dung những rủi ro có thể ñến với mọi người và các phương tiện qua lại trên cầu như thế nào. 2. Tiết kiệm năng lượng và các vật liệu bằng kim loại

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

∗ Kim loại mà chúng ta ñang sử dụng hiện nay xuất phát từ hai nguồn chính là quặng trong tự nhiên và phế liệu kim loại. Nguồn quặng phục vụ cho ñiều chế kim loại là tài nguyên có hạn, nếu khai thác quá nhanh sẽ sớm ñi ñến cạn kiệt. Ước tính hàng năm chúng ta tiêu tốn ñến 40% lượng kim loại chỉ ñể thay thế phần kim loại bị mất do ăn mòn, quả là một con số ñáng suy nghĩ. ∗ Việc khai thác quặng, xử lí quặng, luyện kim ñều tốn rất nhiều năng lượng vì các thiết bị thường vận hành ở nhiệt ñộ cao. Chẳng hạn như luyện gang thì nhiệt ñộ xảy ra trong lò phản ứng cũng ñã ñạt ñến gần 20000C, hay ñiện phân nhôm oxit nóng chảy cũng thực hiện ở khoảng 9000C v.v… Bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn là góp phần tiết kiệm vật liệu và năng lượng. 3. Bảo vệ môi trường

∗ Sắt thép ñược sản xuất từ quặng sắt, cacbon và chất thải ra môi trường là CO2, một khí gây hiệu ứng nhà kính làm khí hậu trái ñất nóng lên. Chống ăn mòn càng tốt thì nhu cầu sản xuất càng giảm và lượng khí thải cũng giảm theo. 74





Có thể hình dung với hiệu suất phản ứng lí tưởng, thì sản xuất 112 kg Fe từ 160 kg Fe2O3 cũng ñã giải phóng ñến 132 kg CO2. 0

t Fe2O3(r) + 3CO(k)  → 2Fe(r) + 3CO2(k)

2.56

3.44

H

Sản lượng thép hàng năm ñược sản xuất còn vượt quá hàng trăm triệu tấn, ô nhiễm môi trường trầm trọng là ñiều không tránh khỏi.

N

160

Ơ

kg:

TP .Q U

Y

N

∗ Việc hỏng các ñường ống dẫn khí dẫn dầu hàng năm cũng làm nhiễm bẩn nhiều vùng ñất và các nguồn nước. Năm 1989, ở bang Missouri của Mĩ, có tới 3 triệu lit dầu thô ñã rò rỉ ra ngoài do hỏng ñường ống vì ăn mòn.

Bài 59.

ẠO

a. Thép cacbon luôn chứa một hàm lượng nhỏ cacbon, khoảng từ 0,01 ÷ 2% C về khối lượng. Khi ñể ngoài trời, nó sẽ tiếp xúc nhiều với nước chứa một số chất ñiện li hòa tan và bị ăn mòn ñiện hoá. Sự ăn mòn ñiện hoá thép có thể mô tả một cách sơ lược Fe(−), anot: Fe(r) → Fe2+(dd) + 2e− Sau ñó, Fe2+ tiếp tục bị oxi hoá tạo ra gỉ rắt:

Ư N

1 O2 + nH2O → Fe2O3. nH2O 2

H

2Fe2+(dd) + 4OH− +

G

Đ

C(+), catot: O2(k) + 4e− + 2H2O(l) → 4OH−(dd)

(gỉ sắt)

ẦN

b. Phương trình của các phản ứng hoá học xảy ra:

+ 6NH3(dd) + 6H2O(l) → 2Fe(OH)3(r) + 3(NH4)2SO4(dd)

B

Fe2(SO4)3(dd)

TR

Fe2O3.nH2O(r) + 3H2SO4(dd) → Fe2(SO4)3(dd) + (n+3)H2O 0

00

t 2Fe(OH)3(r)  → Fe2O3(r) + 3H2O(k)

400 = 2,5 mol. 160

A

10

Số mol Fe2O3 thu ñược sau phản ứng:

H

Ó

Số mol nguyên tử Fe có trong gỉ: 2,5 mol Fe2O3.

2 mol Fe = 5 mol. 1mol Fe 2 O3

-L Í-

Khối lượng Fe bị gỉ: 5. 56 = 280 g. Phần trăm khối lượng Fe bị gỉ:

0, 28 kg = 0,28% 100 kg

ÁN

Khối lượng nước có trong gỉ: 580 − 400 = 180 gam, tương ứng với 10 mol phân tử nước.

TO

Cứ 2,5 mol Fe thì có 10 mol nước ⇒ n = 4.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

...................................................................................................................................................

75





CHƯƠNG IV : MỘT SỐ BÀI TẬP ðIỆN HOÁ TRONG CÁC ðỀ THI HỌC SINH GIỎI KHU VỰC VÀ QUỐC GIA

N

Bài 1:

Mn2+ (aq) + 2 e → Mn (r)

Eo = -1,18 V

H

Eo = 0,17 V

N

HSO4- (aq) + 3H+ (aq) + 2 e → H2SO3 (aq) + H2O

Ơ

Một pin ñiện hóa ñược xây dựng dựa vào các bán phản ứng:

TP .Q U

Y

1. Viết sơ ñồ pin rồi tính Epino tại pH = 1.

2. Cho biết Epino thay ñổi thế nào (ñịnh lượng) nếu cho thêm Ba(NO3)2 vào ñiện cực chứa HSO4/H2SO3 biết BaSO3 có pKs = 6,5; BaSO4 có pKs = 9,96; H2SO3 có pKa1 = 1,76 và pKa2 = 7,21;

ẠO

HSO4- có pKa = 1,99.

Ở pH = 1, ñối với dung dịch bên ñiện cực dương Eo = 0,17 V

Ư N


G

Đ

Hướng dẫn giải: 1. Sơ ñồ pin: (-) Mn | Mn2+ || HSO4- , H+ , H2SO3 | Pt (+)

H

Eo’ = Eo – 0,0592 × 3/2 × pH = 0,0812 V

ẦN

Eo pin = 0,0812 – (-1,18) = 1,26 V Ba2+ + H2SO3 BaSO3 + 2H+ có K1 = 10-2,47

TR

2. Xét các phản ứng:

00

Ba2+ + HSO4- BaSO4 + H+ có K2 = 107,97

B

→ không thể hình thành kết tủa BaSO3 trong môi trường axit

10

→ hình thành kết tủa BaSO4 ngay trong môi trường axit mạnh

A

Cho thêm Ba(NO3)2 vào ñiện cực chứa HSO4-/H2SO3 thì bán phản ứng trở thành

H

Ó


-L Í-

Ba2+ + HSO4- BaSO4 + H+

BaSO4 (aq) + 4H+ (aq) + 2 e → Ba2+ + H2SO3 (aq) + H2O Từ ñó tính ñược: Eo (BaSO4, H+/H2SO3, Ba2+) = -0,066 V

ÁN

Vậy Eopin = 1,11 V

TO

Tức là Eopin giảm ñi 0,15 V.

ÀN

Bài 2:

D

IỄ

N

Đ

Cân bằng các phương trình phản ứng sau ñây theo phương pháp thăng bằng electron. a.

Cr2S3 + Mn(NO3)2 + Na2CO3

Na2CrO4 + Na2SO4 + Na2MnO4 + NO +

CO2 b.

K2SO3 + KMnO4 + KHSO4

K2SO4 + MnSO4 + H2O

2. Cho pin sau : H2(Pt), PH 2 =1atm / H+: 1M // MnO −4 : 1M, Mn2+: 1M, H+: 1M / Pt 76





Biết rằng sức ñiện ñộng của pin ở 250 C là 1,5V.

a) Hãy cho biết phản ứng thực tế xảy ra trong pin và tính E 0MnO- /Mn 2+ ? 4

b) Sức ñiện ñộng của pin thay ñổi như thế nào khi thêm một ít NaHCO3 vào nửa trái của pin?

b. 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 S+4 S+6 + 2e x 5 +7 Mn + 5e Mn+2 x2

N

H

2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 15Na2MnO4 + 30NO +

Y

x1 x 15

Đ

ẠO

9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O

TP .Q U

1. a.Cr2S3 + 15Mn(NO3)2 + 20Na2CO3 20CO2 Cr2S3 2Cr+6 + 3S+6 +30e Mn(NO3)2 +2e MnO42- +2NO

Ơ

N

Hướng dẫn giải:

ẦN

H

Ư N

G

2. a. Phản ứng thực tế xảy ra trong pin: Do Epin = 1,5 V > 0 nên cực Pt - (phải) là catot, cực hiñro - (trái) là anot do ñó phản ứng thực tế xảy ra trong pin sẽ trùng với phản ứng qui ước: - Catot: MnO −4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O - Anot: H2 2H+ + 2e + => phản ứng trong pin: 2MnO −4 + 6H + 5H2 2Mn2+ + 8H2O 4

TR

* E 0 pin = E 0MnO − / Mn 2 + - E 02 H + / H = 1,5 V 2

⇒ E 0MnO − / Mn 2 + = 1,5 V

B

4

00

b).Nếu thêm một ít NaHCO3 vào nửa trái của pin sẽ xảy ra pư: HCO3- + H+ → H2O + CO2 0,059 H+ . lg ⇒ H + giảm nên E 2 H + / H = giảm , do ñó: 2 2 PH 2

10

[ ]

A

[ ]

Ó

Epin = (E MnO − / Mn 2 + - E 2 H + / H ) sẽ tăng

-L Í-

Bài 3.

2

H

4

1. Cân bằng các phản ứng oxi hoá khử sau:

ÁN

a) Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 → ? + ? + Na2SO4 + H2O

TO

b) Al +

HNO3 → ? +

xNO

+

yN2O + H2O

c) Cu2FeS3 + HNO3 → ? + ? + Fe2(SO4)3 + N2O + H2O

D

IỄ

N

Đ

ÀN

d) CxHyO + KMnO4+ HCl

→ CH3-CHO + CO2 + ? + KCl + H2O

(Cho biết tỉ lệ số mol giữa CH3-CHO với CO2 là 1 : 1)

2. ở pH = 0 và ở 25oC thế ñiện cực tiêu chuẩn Eo của một số cặp oxi hoá - khử ñược cho như sau: 2IO4−/ I2 (r) : 1,31 V ; 2IO3−/ I2 (r) : 1,19 V ; 2HIO/ I2 (r) : 1,45 V ; I2 (r)/ 2I− : 0,54 V. (r) chỉ chất ở trạng thái rắn. 1. Viết phương trình nửa phản ứng oxi hoá - khử của các cặp ñã cho. 2. Tính Eo của các cặp IO4−/ IO3− và IO3−/ HIO 77






N

TP .Q U

2.1. 0,125 x4 = 0,5 ñ

Y

d) 15CxHyO + (2x+ 3y -6)KMnO4 + (6x +9y -18)HCl → 5xCH3-CHO + 5xCO2 + (2x +3y -6)MnCl2 + (2x+3y -6)KCl + (-7x +12y -9)H2O

H

Ơ

N

1 a) 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 6NaHSO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 8Na2SO4 + 3H2O b) (3x+8y)Al+(12x+30y) HNO3 → (3x+8y) Al(NO3)3 + 3xNO + 3yN2O +(6x+15y) H2O c) 8Cu2SFeS2 + 58HNO3 → 12CuSO4 + 4Cu(NO3)2 + 4Fe2(SO4)3 + 25N2O + 29H2O

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

2.2. Eo (IO4−/ IO3− ) Eo IO3−/ HIO

ÀN

TO

ÁN

Bài 4 Cho giản ñồ quá trình khử - thế khử: quá trình khử diễn ra theo chiều mũi tên, thế khử chuẩn ñược ghi trên các mũi tên và ño ở pH = 0. +0,55

Cr(V)

+1,34

D

IỄ

N

Đ

Cr(VI) (Cr2O27)

+0,293 0

Cr(IV)

Ex

Cr3+

-0,408

Cr2+

0

Ey

Cr

-0,744

1. Tính E 0x và E 0y . 2. Dựa vào tính toán, cho biết Cr(IV) có thể dị phân thành Cr3+ và Cr(VI) ñược không? 3. Viết quá trình xảy ra với hệ oxi hóa – khử Cr2 O 2-7 /Cr3+ và tính ñộ biến thiên thế của hệ ở nhiệt ñộ 298 K, khi pH tăng 1 ñơn vị pH. 4. Phản ứng giữa K2Cr2O7 với H2O2 trong môi trường axit (loãng) ñược dùng ñể nhận biết crom vì sản phẩm tạo thành có màu xanh. Viết phương trình ion của phản ứng xảy ra và cho biết phản ứng 78





này có thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử hay không? Vì sao? Ghi số oxi hóa tương ứng trên mỗi nguyên tố. 0 Cho: E Cr O2- /Cr3+ = 1,33 V;Hằng số khí R = 8,3145 J.K–1.mol–1; 2 7

Hằng số Farañay F= 96485 C.mol–1.

TP .Q U

Y

N

H

0,55 + 1,34 + E 0x – 3.0,744 = 6.0,293 → E 0x = +2,1 (V) 2. Cr(IV) có thể dị phân thành Cr3+ và Cr(VI) khi ∆G0 của quá trình < 0. 2Cr(IV) + 2 e → 2Cr3+ (1) E10 = E 0x = 2,1 V → ∆G10 = -n E10 F = - 2.2,1.F 0, 55 + 1,34 = 0,945 (V) → ∆G 02 = -n E 02 F = Cr(VI) + 2 e → Cr(IV) (2) E 02 = 2 2.0,945.F Từ (1) và (2) ta có: 3Cr(IV) → 2Cr3+ + Cr(VI) ∆G 30

Ơ

N

Hướng dẫn giải: 1. Từ giản ñồ ta có: 3.(-0,744) = -0,408 + 2 E 0y → E 0y = -0,912 (V)

ẠO

∆G 30 = ∆G10 - ∆G 02 = - 2.(2,1 - 0,945).F < 0 → Vậy Cr(IV) có dị phân.

G

RT [Cr2 O 72- ].(10-pH )14 ln 6.F [Cr 3+ ]2

Ư N

E1 = 1,33 +

Đ

Cr2 O 72- + 14H+ + 6e ⇌ 2Cr3+ + 7H2O

3.

RT [Cr2 O 2-7 ].(10-(pH + 1) )14 ln 6.F [Cr 3+ ]2 8,3145 . 298 b. ðộ biến thiên của thế: E 2 - E1 = .14ln10-1 = -0,138 (V). 6 . 96485 4. +6 -2 +1 -1 +1 +6,-2/-1 +1 -2 Cr2 O 72- + 4H2O2 + 2H+ → 2CrO5 + 5H2O Phản ứng trên không phải là phản ứng oxi hóa-khử vì số oxi hóa của các nguyên tố không thay ñổi trong quá trình phản ứng. Trong CrO5, số oxi hóa của crom là +6 và của oxi là -2, -1 do peoxit CrO5 có cấu trúc: -2

10

00

B

TR

ẦN

H

E 2 = 1,33 +

O

A

O

Ó

Cr

H

O

+6

O

-L Í-

Bài 5

-1

O

Cho một pin:

ÁN

Pt/ Fe3+ (0,01M), Fe2+ (0,05M), H+ (1M) // KCl bão hoà, Hg2Cl2(R)/Hg

a) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng.

TO

b) Thêm NaOH vào bên trái của pin cho ñến khi [OH-] = 0,02M (Coi thể tích dung dịch

D

IỄ

N

Đ

ÀN

không thay ñổi). Tính Sðð của pin khi ñó? Biết:

0 E Fe 3+

= 0,77V , Fe

ECal

=

0,244V,

2+

K s (( Fe ( OH )3 ) = 10 −37,5 ,

K s (( Fe (OH )2 ) = 10 −15,6 ,

RT 0,0592 ln = lg tại nhiệt ñộ khảo sát. nF n

79





Hướng dẫn giải:  → Fe 2+ a) Tính E Fe3+ / Fe2+ : Fe3+ + 1e ←  [H+] = 1M => Không xảy ra thuỷ phân / Fe

3+ 0, 0592  Fe  lg + = 0, 729V 1  Fe 2+ 

N

Fe

2+

Ơ

3+

H

⇒ E Fe3+ / Fe2+ = E

0

Y

N

Vì ⇒ E Fe3+ / Fe2+ > E Cal do ñó ta có:

TP .Q U

 → Fe 2+ Cực dương: Fe3+ + 1e ←  2 Hg + 2Cl − ⇌ Hg 2Cl2 + 2e

Cực âm:

ẠO

=> Phương trình phản ứng xảy ra: b) Khi thêm NaOH vào cực Fe3+/Fe2+ ñến chỉ có [OH-] = 0,02M ta có:

Ư N

G

 → Fe ( OH ) ↓ Fe3+ + 3OH − ←  3

3

TR

−  OH 

ẦN

Ks ( Fe ( OH )3 )

Ks ( Fe ( OH )3 ) 0, 0592 lg 1 Ks ( Fe ( OH )2 ) .  OH − 

Ó

⇒ E Fe3+ / Fe2+ = E 0 Fe3+ / Fe2+ +

00

2

10

OH − 

B

Ks ( Fe ( OH )2 )

A

 Fe 2 +  =

H

 → Fe ( OH ) ↓ Fe2+ + 2OH − ←  2  Fe3+  =

Đ

 → 2Fe 2+ + Hg 2Cl 2 ↓ 2Fe3+ + 2Hg + 2Cl− ← 

H

10−37,5 = −0, 426 (V) 10−15,6.0, 02

-L Í-

E Fe3+ / Fe2+ = 0, 77 + 0, 0592 lg Khi ñó E Fe3+ / Fe2+ < E Cal

ÁN

Vậy lúc ñó:

TO

* Cực dương là cực calomen

ÀN

 → 2Hg + 2Cl− Hg 2Cl 2 ↓ +2e ← 

Fe ( OH )2 ↓ +OH − = Fe ( OH )3 ↓ +1e

E pin = E Cal − E Fe3+ / Fe2+ = 0, 244 − ( −0, 426 ) = 0, 67 (V)

D

IỄ

N

Đ

* Cực âm là cực Fe3+/ Fe2+

80





Bài 6:

Cho: E0Ag Ag = 0,80V; E0AgI/Ag,I = -0,15V; E0Au +

-

3+

/Ag

= 1,26V; E0Fe3+ /Fe = -0,037V; E 0Fe2+ /Fe = -0,440V.

Hãy:

Ơ

N

1. a. Thiết lập một sơ ñồ pin ñể xác ñịnh tích số tan của AgI. Viết các phương trình phản ứng xảy ra

H

trên mỗi ñiện cực và trong pin.

N

b. Tính ñộ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước.

Y

2. a. Lập pin ñiện trong ñó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion

TP .Q U

Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi ñiện cực và trong pin.

b. Tính sức ñiện ñộng chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này. HƯỚNG DẪN GIẢI

Đ

ẠO

1. a. ðể xác ñịnh tích số tan KS của AgI, cần thiết lập sơ ñồ pin có các ñiện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+. ðiện cực Ag nhúng trong dung dịch nào có [Ag+] lớn hơn sẽ ñóng vai trò catot. Vậy sơ ñồ pin như sau:

G

(-) Ag │ I-(aq), AgI(r) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+)

Ư N

(-) Ag, AgI(r) │ I-(aq) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+) Ag(r) + I−(aq) Ag+(aq) + e

AgI(r) + e Ag(r)

H

Phản ứng ở cực âm: Phản ứng ở cực dương:

ẦN

Hoặc:

Phản ứng xảy ra trong pin: Ag+(aq) + I-(aq)

K S-1

(1)

TR

AgI(r)

K 1−1 K2

( E 0 + -E 0 Ag /Ag AgI/Ag,I-

) / 0,059

H

Ó

A

10

00

B

Trong ñó K S-1 = K 1−1 .K2 = 10 ≈ 1,0.1016 KS = 1,0.10−16. b. Gọi S là ñộ tan của AgI trong nước nguyên chất, ta có: AgI↓ Ag+ + IKS = 10-16 S S Vì quá trình tạo phức hidroxo của Ag+ không ñáng kể, I- là anion của axit mạnh HI, nên S = K S =1,0.10-8 M 2. Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên catot, do ñó ñiện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, ñiện cực Pt nhúng trong dung dịch Au3+, Au+ là catot:

Pt │ Fe3+(aq), Fe2+(aq) ║ Au3+(aq), Au+(aq) │ Pt

-L Í-

(-)

ÁN

Phản ứng ở cực âm: 2x Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e K 1−1 Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e Au+(aq) K2 3+ 2+ Phản ứng trong pin: Au (aq) + 2Fe (aq) Au+(aq) + 2Fe3+(aq) K 2( E 0

0 + -E

(+)

(2)

2+ ) / 0,059

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

K = (K 1−1 )2.K2 = 10 Au /Au Fe /Fe Trong ñó thế khử chuẩn của cặp Fe3+/Fe2+ ñược tính (hoặc tính theo hằng số cân bằng) như sau: Fe3+ + 3e Fe E0(1) = -0,037 V, ∆G0(1) = -3FE0(1) Fe2+ + 2e Fe E0(2) = -0,440 V, ∆G0(2) = - 2F E0(1) 3+

3+

∆G 0 (1) - ∆G 0 (2) -∆G 0 (3) = − = 3E0(1)- 2E0(2) = 0,77V F F 2(1,26 −0,77) / 0,059 −1 2 → K = (K 1 ) .K2 = 10 = 1016,61 Ở ñiều kiện tiêu chuẩn, sức ñiện ñộng chuẩn của pin trên sẽ là: E0pin = E 0 3+ + - E 0 3+ 2+ = 0,49 V

Fe3+ + e

Fe2+ E0(3) =

Au

/Ag

Fe

/Fe

81





Ơ H N Y TP .Q U

ẠO

3. Suất ñiện ñộng của pin sẽ thay ñổi như thế nào khi: a) Thêm NaI 0,1M. b) Thêm NaCl 0,1M. c) Thêm dung dịch NH3 0,2M. d) Thêm dung dịch KCN 0,2M. e) Thêm dung dịch HNO3 0,2M. (ðều ñược thêm vào ñiện cực nghiên cứu) Cho pKs(AgCl: 10,00; AgI: 16,00): βAg(NH3)2+ = 107,24; βAg(CN)2- = 1020,48.

N

Bài 7 1. Trình bày cách làm thí nghiệm thông qua pin ñiện ñể tính ñược hằng số Ks của muối AgI. 2. Có một ñiện cực Ag ñược bao phủ bởi hợp chất ít tan AgI, dung dịch KI 1,000.10-1M lắp với ñiện cực calomen bão hòa và ño ñược suất ñiện ñộng của pin là 0,333V. Tính tích số tan của AgI. Biết EoAg+/Ag = 0,799V; Ecalomen(bão hoà) = 0,244V.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

Hướng dẫn giải: 1. + Lấy một ñiện bạc ñược bao phủ bởi hợp chất ít tan (là hợp chất ñang cần xác ñịnh tích số tan, ví dụ: AgI) và nhúng trong dung dịch muối chứa anion của hợp chất ít tan ñó (ví dụ dung dịch KI ñã biết nồng ñộ). + Chọn một ñiện cực thứ hai thường là ñiện cực chuẩn (ví dụ ñiện cực calomen bão hòa hoặc ñiện chuẩn của Ag nhúng trong muối AgNO3 1M). + Nối hai ñiện cực có mắc vôn kế xác ñịnh chiều của dòng ñiện (xác ñịnh ñiện cực) và ño suất ñộng của pin. Từ ñó tính ñược Ks. 2. Giả sử qua thực nghiệm xác ñịnh ñược sơ ñồ pin như sau: (-) Ag, AgI KI 0,1M KCl(bão hòa) Hg2Cl2, Hg (+) - Ở cực (-) có: E(-) = Eo(Ag+/Ag) + 0,0592lg[Ag+] = Eo(Ag+/Ag) + 0,0592lgKs/[I-] = 0,799 + 0,0592lg10 + 0,0592lgKs = 0,7398 + 0,0592lgKs Epin = 0,244 – 0,8582 – 0,0592lgKs = 0,333 K = 10-16. 3. a) Có sơ ñồ pin: (-) Ag, AgI KI 0,1M KCl(bão hòa) Hg2Cl2, Hg (+) Khi thêm muối NaI vào ñiện cực anot làm cho cân bằng AgI ⇌ Ag+ + I- chuyển dịch theo chiều nghịch, nồng dộ ion Ag+, do ñó E(-) giảm. Vì vậy suất ñiện ñộng của pin tăng. b) Khi thêm NaCl 0,1M vào ñiện cực anot, có phản ứng: Khi thêm CH3COONa vào ñiện cực anot có phản ứng: AgI + Cl- ⇌ AgCl + IK = 10-16.(10-10)-1 = 10-6 (nhỏ) Theo phản ứng trên thấy K rất nhỏ, mặt khác nồng ñộ NaCl lại loãng, nên quá trình chuyển sang AgCl là rất ít. Vì vậy suất ñiện ñộng của pin coi không ñổi. c) Khi thêm NH3 0,2M vào ñiện cực anot, có phản ứng: AgI + 2NH3 ⇌ Ag(NH3)2+ + IK = 10-16.(10-7,24)-1 = 10-9,76 (rất nhỏ) Theo phản ứng trên thấy K rất nhỏ, mặt khác nồng ñộ NH3 lại loãng, nên quá trình chuyển sang Ag(NH3)2+ là rất ít. Vì vậy suất ñiện ñộng của pin coi không ñổi. d) Khi thêm dung dịch KCN 0,2M vào ñiện cực anot, có phản ứng: AgI + 2CN- ⇌ Ag(CN)2+ + IK = 10-16.(10-20,48)-1 = 104,48 (lớn) Theo phản ứng trên thấy K lớn, nên quá trình chuyển sang phức bền gần như hoàn toàn, do ñó ion Ag+ giảm ñi, E(-) giảm. Vì vậy suất ñiện ñộng của pin tăng. e) Khi thêm dung dịch HNO3 0,2M vào ñiện cực anot, có phản ứng I- bị oxi hóa bởi HNO3 làm nồng ñộ ion I-, dẫn ñến nồng ñộ ion Ag+ tăng (trong môi trường axit ion Ag+ không tham gia quá trình tạo phức hiñroxo), nên E(-) tăng. Vì vậy suất ñiện ñộng của pin giảm, ñến lúc nào ñó có thể ñổi chiều dòng ñiện. 82




Bài 8. Cho


= 0,8V;

= -0,15V;

= 1,26V;

= -0,037V;

Ơ

TP .Q U

Y

N

H

Hãy: 1. a. Thiết lập một sơ ñồ pin ñể xác ñịnh tích số tan của AgI. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi ñiện cực và trong pin. b. Tính ñộ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước. 2. a. Lập pin ñiện trong ñó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi ñiện cực và trong pin. b. Tính sức ñiện ñộng chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này. Hướng dẫn giải: 1. a. ðể xác ñịnh tích số tan KS của AgI, cần thiết lập sơ ñồ pin có các ñiện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+. ðiện cực Ag nhúng trong dung dịch nào có [Ag+] lớn hơn sẽ ñóng vai trò catot. Vậy sơ ñồ pin như sau:

N

= -0,440V.

Phản ứng xảy ra trong pin: Ag+(aq) + I-(aq)

K S-1

AgI(r)

( E 0 + -E 0 Ag /Ag AgI/Ag,I-

K 1−1 K2

Ư N

AgI(r) + e Ag(r)

Đ

Ag(r) + I−(aq) Ag+(aq) + e

Phản ứng ở cực âm: Phản ứng ở cực dương:

G

(-) Ag, AgI(r) │ I-(aq) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+)

) / 0,059

(1)

H

Hoặc:

ẠO

(-) Ag │ I-(aq), AgI(r) ║ Ag+(aq) │ Ag(r) (+)

10

00

B

TR

ẦN

Trong ñó K S-1 = K 1−1 .K2 = 10 ≈ 1,0.1016 KS = 1,0.10−16. b. Gọi S là ñộ tan của AgI trong nước nguyên chất, ta có: AgI↓ Ag+ + IKS = 10-16 S S + Vì quá trình tạo phức hidroxo của Ag không ñáng kể, I- là anion của axit mạnh HI, nên S = K S =1,0.10-8 M 2. Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên catot, do ñó ñiện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, ñiện cực Pt nhúng trong dung dịch Au3+, Au+ là catot:

A

Pt │ Fe3+(aq), Fe2+(aq) ║ Au3+(aq), Au+(aq) │ Pt

Ó

(-)

Fe3+(aq) + e K 1−1 Au+(aq) K2 + 3+ Au (aq) + 2Fe (aq) K

-L Í-

H

Phản ứng ở cực âm: 2x Fe2+(aq) Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e 3+ Phản ứng trong pin: Au (aq) + 2Fe2+(aq) (K 1−1 )2.K2

(+)

2( E 0

Au 3+ /Au +

-E 0

Fe3+ /Fe 2+

(2)

) / 0,059

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

K= = 10 3+ 2+ Trong ñó thế khử chuẩn của cặp Fe /Fe ñược tính (hoặc tính theo hằng số cân bằng) như sau: Fe3+ + 3e Fe E01= -0,037 V, ∆G01= -3FE01 2+ Fe + 2e Fe E02= -0,440 V, ∆G02= - 2F E02 Fe3+ + e Fe2+ E03 ∆G03= - F E03 0 0 0 0 Có: ∆G 3 = ∆G 1- ∆G 2 E 3 = 0,77 V

→ K = (K 1−1 )2.K2 = 102(1,26−0,77) / 0,059 = 1016,61 Ở ñiều kiện tiêu chuẩn, sức ñiện ñộng chuẩn của pin trên sẽ là: E0pin = = 0,49 V Bài 9: Dung dịch X thu ñược sau khi trộn 100ml dung dịch KMnO4 0,04M, 50ml dung dịch H2SO42M, 50ml dung dịch FeBr20,2M. 1. Tính thành phần cân bằng của hệ. 2. Tính thế của ñiện cực Pt nhúng vào dung dịch X.

83





3. Thiết lập sơ ñồ pin, tính sức ñiện ñộng của pin ñiện ñược ghép bởi ñiện cực Pt nhúng vào dung dịch X và ñiện cực calomen bão hòa. Viết phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng. Cho E o Fe 3+ / Fe 2+ = 0,77V E o Hg 2 Cl 2 / 2 Hg , 2Cl − = 0,244V E o MnO 4− / Mn2+ = 1,51V

K a ( HSO4− ) = 10−2

E o Br2 / 2 Br − = 1,085V

Ơ H N ẠO

0,5 0,42 0,05

0,01

10(1,51 − 1,085) = 1071,8 >> 0,0592

Ư N

2 MnO4− + 10 Br − + 16 H + → 2 Mn 2 + + 5 Br2 + 8 H 2O(2) K ' = 10.

Đ

0,02 0,01

Y

5(1,51 − 0,77) = 1062,5 >> n 0,0592

5Fe 2 + + MnO4− + 8H +→ 5Fe3+ + Mn 2 + + 4 H 2O (1) K = 10. bñ 0,05 sau -

TP .Q U

4

G

2

N

Hướng dẫn giải: 1. Thành phần cân bằng của hệ Nồng ñộ ban ñầu của các chất sau khi trộn 100.0,04 50.0,2 50.2 C KMnO 4 = = 0,02 M ; C FeBr2 = = 0,05M ; C H 2 SO4 = = 0,5M 200 200 200 ⇒ Nồng ñộ các ion : H+ : 0,5M ; HSO-4 : 0,5M ; K+ : 0,02M ; MnO-4 : 0,02M Fe2+ : 0,05M ; Br- : 0,1M 0 0 0 nên các phản ứng xảy ra theo thứ tự : Do EFe < E Br < EMnO 3+ − / Fe 2 + / 2 Br − / Mn 2 +

A

10

00

B

TR

ẦN

H

bñ 0,01 0,01 0,42 0,01 0,05 0,34 0,02 0,025 sau Nồng ñộ các chất sau phản ứng (2) là : [Fe3+] = 0,05 ; [Mn2+] = 0,02M ; [K+] = 0,02M [H+] = 0,34M ; [Br2] = 0,025M; [HSO-4] = 0,5M; [Br-] = 0,05M K a 2 = 10−2 Xét cân bằng: HSO4- ⇔ H+ + SO24 C 0,5 0,34 0,5-x 0,34+x x x(0,34 + x) Ka = = 10− 2 ⇒ x = 0,0137 0,5 − x

ÁN

-L Í-

H

Ó

Vậy nồng ñộ các chất tại trạng thái cân bằng là: [Fe3+] : 0,05M; [Mn2+] : 0,02M; [K+] : 0,02M; [H+] : 0,3537M [Br2] : 0,025M; [SO24 ] : 0,0137M; [HSO4] : 0,4863M; [Br ] : 0,05M b) Thế của ñiện cực Pt nhúng vào dung dịch X ñược tính theo cặp Br2/2BrTừ bán phương trình Br2 + 2e ⇔ 2Br0,0592 [ Br2 ] 0,0592 0,025 0 EBr / 2 Br − = EBr lg = 1,085 + lg = 1,115(V ) − + − 2 2 2 / 2 Br 2 [ Br ] 2 (0,05) 2

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

3. Vì thế của ñiện cực Pt nhúng vào dung dịch X = 1,115V > Ecal= 0,244V Nên: + ðiện cực Pt là ñiện cực dương + ðiện cực calomen là cực âm Sơ ñồ pin như sau : (-) Hg/Hg2Cl2/dd KCl bão hòa // dd x / Pt (+)

Phản ứng xảy ra khi pin hoạt ñộng : Tại cực (-) 2Hg + 2Cl- → Hg2Cl2 + 2e Tại cực (+) Br2 + 2e → 2Br2Hg + 2Cl- + Br2 → Hg2Cl2 + 2BrSức ñiện ñộng của pin: Epin = EPt − Ecal = 1,115 − 0,244 = 0,871(V )

84





Bài 10 1. Trộn hai thể tích bằng nhau của 2 dung dịch SnCl2 0,100M với FeCl3 0,100M. Xác ñịnh nồng ñộ của ion Sn2+ và Sn4+ ; Fe2+ và Fe3+. Khi cân bằng ở 25oC. Tính thế của các cặp oxi hoá -

Sn 2 +

N Y

= 0,15V ; E 0Fe3+ / Fe2+ = 0, 77V ; E 0Ag + / Ag = 0,80V ;

TP .Q U

0 Cho E Sn 4+

H

Ag+ khi cân bằng ở 25oC. Tính thế của các cặp oxi hoá - khử khi cân bằng.

Hướng dẫn giải: 1. Tính lại nồng ñộ CSn 2+ = C Fe3+ = 0, 05M

0,05 – 2x

x

Đ

[] 0,05 – x

2x

G

0,05

2∆E 6 = 1021 rất lớn 0, 059

Vì K rất lớn phản ứng coi như hoàn toàn 2x ≈ 0,05

0, 025.y

2

2

ẦN

0, 025. ( 0, 05)

= 1021

TR

 Fe3+  = y ⇒ K =

H

⇒ Sn 2 +  = Sn 4+  = 0, 025M ; [Fe2+] = 0,05M

Ư N

C0 0,05

K = 10

ẠO

Sn 2 + + 2Fe3+  → Sn 4+ + 2Fe 2+

Ơ

2. Nhúng một sợi Ag vào dung dịch Fe2(SO4)3 2,5.10-2M. Xác ñịnh nồng ñộ Fe2+ , Fe3+ và

N

khử khi cân bằng.

B

=> y = 1,58 . 10-12M = [Fe3+]

00

1,58.10−12 0,059 0, 025 lg = 0,15 + = 0,15V 0, 05 2 0, 025 K1 = 10 ∆E

o

/ 0 , 059

= 0,31

A

 → Ag + Fe 2+ 2. Ag + Fe3+ ← 

10

⇒ E CB = 0, 77 + 0, 059 lg

0,05

[]

0,05 – x

x

-L Í-

x

H

Ó

C0

ÁN

x2 = 0,31 0, 05 − x

⇒ x =  Ag +  =  Fe 2 +  = 4,38.10 −2 M

TO

[Fe ] = 6.10

ÀN

3+

D

IỄ

N

Đ

⇒ ECB

−3

M

6.10 −3 = 0,77 + 0,059 lg 4,38.10 −2 = 0,8 + 0,059 lg 4,38.10 −2 = 0,72V

Bài 11 Trộn 50ml dung dịch H2SO4 2M, 50ml dung dịch FeBr2 0,2M và 100ml dung dịch KMnO4 0,04M ñược dung dịch A. a.Xác ñịnh giá trị pH của dung dịch A. b. Xác ñịnh thế của ñiện cực Pt ñược nhúng trong dung dịch A. 85





-> 5Br2+

TR

10Br- + 2MnO4- + 16H+

ẦN

N

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

Nồng ñộ ban ñầu các chất sau khi trộn: C (KMnO4) =0,02M; C (FeBr2) =0,05M; C (H2SO4) =0,5M; H2SO4 -> H+ + HSO40,5 0,5 0,5 KMnO4 -> K+ + MnO40,02 0,02 0,02 2+ FeBr2 -> Fe + 2Br0,05 0,05 0,05 Do E0 (Fe3+/Fe2+) = 0,77V < E0 (Br2/Br-) = 1,085V< E0 (MnO4- /Mn2+) = 1,51V Nên các phản ứng xảy ra theo thứ tự: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O K1 = 1062,5 >> Bñ 0,05 0,02 0,5 Sau 0,01 0,42 0,05 0,01

a.

H

Ơ

N

c. ðiện cực hiñro (PH2 = 1 atm) ñươc nhúng trong dung dịch CH3COOH 0,010 M ñược ghép (qua cầu muối) với ñiện cực Pt ñược nhúng trong dung dịch A. Hãy biểu diễn sơ ñồ pin và viết phương trỡnh phản ứng xảy ra trong pin. Cho: pKa (HSO4-) 2,00 ; pKa (CH3 COOH) 4,76; (RT/F) ln = 0,0592lg ; E0 (Fe3+/Fe2+) = 0,77V; E0 (MnO4- /Mn2+) = 1,51V; E0 (Br2/Br-) = 1,085V; Hướng dẫn giải:

Mn2+

+ 8H2O

K2 = 1071,8

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

>> Bñ 0,1 0,01 0,42 0,05 0,34 0,025 0,02 Sau 2+ Vì K1, K2 rất lớn nên nồng ñộ MnO4 , Fe là rất không ñáng kể. TPGH : Fe3+ = 0,05M; Mn2+ = 0,02M; H+ = 0,34M; K+ = 0,02M; Br2 = 0,025M; HSO4- = 0,5M; Br- = 0,05M. Xét cân bằng: HSO4- = H+ + SO42Ka = 10-2 0,5 0,34 [] 0,5 – x 0,34 + x x

D

IỄ

N

Đ

TO

ÀN

c.

ÁN

b.

Ka = x.(0,34+x)/(0,5 - x) => x = 0,0137M => [H+] = 0,3537M pHA = 0,4514 Thế của ñiện cực Pt nhúng vào dung dịch A ñược tính theo cặp Br2/Br-: Br2 + 2e = 2BrCó E (Br2/Br-) = E0 (Br2/Br-) + (0,0592/2). Lg([Br2]/[Br-]2) => E (Br2/Br-) = 1,085 + (0,0592/2). Lg(0,025/[0,05]2) = 1,115V Xác ñịnh thể của ñiện cực hiñro: . Cùc Hi®ro: 2 H+ + 2e = H2 + CH3COOH = H + CH3COO– ; K a = 10-4,76 C 0,01 [ ] 0,01 - x x x x2/(0,01-x) = 10-4,76 E (H2/CH3COOH)

x = [H+] = 4,08.10-4 M

pH = 3,39

= - 0,0592 pH = - 0,0592 × 3,39 = - 0,2006 (V)

*Ta có E (Br2/Br-) > E (H2/1=2H+) => ñiện cực Pt nhúng trong dung dịch A là 86





cực dương; ñiện cực hiñro là cực âm.

H

Ơ

N

*Sơ ñồ pin: (anot) (-) (Pt) H2(PH2 = 1 atm)/CH3COOH // dd A / Pt (+) (catot) * Phản ứng xảy ra trong pin: Catot: Br2 + 2e -> 2BrAnot: H2 + 2CH3COO- -> 2CH3COOH + 2e Phản ứng xảy ra trong pin: H2 + Br2 + 2CH3COO- = 2CH3COOH + 2Br-.

N

Bài 12

cực thứ hai là một dây Pt nhúng trong dung dịch Fe

TP .Q U

Y

Một pin ñiện tạo bởi : một ñiện cực gồm tấm Cu nhúng trong dung dịch CuSO4 0,5 M, ñiện 2+ 3+ 3+ 2+ , Fe với lượng [Fe ] = 2[Fe ] và một

dây dẫn nối Cu với Pt.

ẠO

a) Viết sơ ñồ pin, phản ứng ñiện cực và tính sức ñiện ñộng ban ñầu của pin.

G

 Fe 2+ 

Đ

3+ b) Cho rằng thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn, xác ñịnh tỷ số  Fe  khi pin ngừng hoạt ñộng.

Ư N

c) Trộn ba dung dịch: 25 ml Fe(NO3)2 0,1 M ; 25 ml Fe(NO3)3 1,0 M ; 50 ml AgNO3 0,6 M và

ẦN

H

3+ thêm một số mảnh Ag vụn. Xác ñịnh chiều phản ứng và tính giá trị tối thiểu của tỷ số  Fe  ñể  Fe 2+ 

phản ứng ñổi chiều?

TR

0 2+ 0 3+ 2+ 0 + Cho : E (Cu /Cu) = 0,34 V ; E (Fe /Fe ) = 0,77 V ; E (Ag /Ag) = 0,8 V.

B


00

0,059 2+ 2+ a) Theo phương trình Nernst: E(Cu /Cu) = 0,34 + lg [Cu ] = 0,331 V

3+ 2+ 2+ /Fe ) > E(Cu /Cu) → Cực Pt là cực dương, cực Cu là cực âm.

-L Í-

So sánh thấy E(Fe Sơ ñồ pin :

(−) Cu  Cu

2+

(0,5 M)  Fe

2+

; Fe

3+

 Pt

TO

ÁN

Phản ứng ñiện cực : - ở cực Cu xảy ra sự oxihóa : Cu → Cu - ở cực Pt xảy ra sự khử

IỄ

N

Đ

ÀN

Phản ứng chung : Cu + 2Fe

D

 Fe3+  = 0,788 V  Fe 2+ 

H

Ó

A

10

2 0,059 3+ 2+ E(Fe /Fe ) = 0,77 + lg 2

3+

→ Cu

2+

: Fe

+ 2Fe

3+

2+

(+) 2+

+ 2e

+ e → Fe

2+ .

.

Sức ñiện ñộng của pin = 0,788 − 0,331 = 0,457 V

b) Khi pin ngừng hoạt ñộng thì sức ñiện ñộng E = E(Fe

3+ 2+ 2+ /Fe ) − E(Cu /Cu) = 0

Do thể tích dung dịch CuSO4 khá lớn nên coi nồng ñộ Cu

2+

không ñổi và = 0,5.

 Fe   Fe3+  2+ −8 Khi ñó 0,77 + 0,059lg = E(Cu /Cu) = 0,331 V → = 4,8. 10 . 2+ 2+ Fe    Fe    3+

c) Tổng thể tích = 100 mL 87




→ [Fe

E(Fe

3+

/Fe


2+ 3+ + ] = 0,025 M ; [Fe ] = 0,25M; [Ag ] = 0,3 M

2+

) = 0,77 + 0,059 lg

0,25 = 0,829 V 0,025

/Fe

+ ) < E(Ag /Ag)

Ơ H

2+

N

3+

Y

ðể ñổi chiều phản ứng phải có E(Fe

N

+ 3+ 2+ + E(Ag /Ag) = 0,8 + 0,059 lg 0,3 = 0,769 V. So sánh thấy E(Fe /Fe ) > E(Ag /Ag) . 3+ 2+ + nên phản ứng xảy ra theo chiều Fe + Ag → Fe + Ag .

ẠO

Ư N

G

Đ

Bài 13 1. Cho Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V); Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V). TAgCl = 10-10. Tính hằng số cân bằng của phản ứng : 2AgCl + Cu → 2Ag + Cu2+ + 2Cl-. 2. Tính nồng ñộ ban ñầu của HSO4- biết rằng ở 25oC, suất ñiện ñộng của pin Pt | I- 0,1 (M) I3- 0,02 (M) || MnO4- 0,05 (M) Mn2+ 0,01 (M) HSO4-C (M) | Pt có giá trị 0,824 (V). = 10-2. Cho Eo(MnO4-/Mn2+) = 1,51 (V); Eo(I3-/3I-) = 0,5355 (V). K HSO -

TP .Q U

 Fe3+   Fe3+  < 0,769 → > 0,9617 → 0,77 + 0,059 lg  Fe 2+   Fe 2+ 

4

K1 =10E

2 x AgCl + e → Ag + Cl-

K=K12 xK 2-1 =102(E

o

K 2-1 =10-2E

o

(Cu 2+ /Cu)/0,0592

TR

Cu → Cu + 2e 2AgCl + Cu → 2Ag + Cu2+ + 2Cl-

(AgCl/Ag)/0,0592

(AgCl/Ag) - Eo (Cu 2+ /Cu))/0,0592

B

1x

o

ẦN

1.

H


10

A

Ag+ + e → Ag

00

Trong ñó Eo(AgCl/Ag) ñược tính từ sự tổ hợp các cân bằng sau: AgCl → Ag+ + ClT = 10-10

K 3 =10E

o

(Ag + /Ag)/0,0592

Eo (AgCl/Ag)/0,0592

-L Í-

H

Ó

AgCl + e → Ag + Cl- K1 =10 = T.K3 o o + → E (AgCl/Ag) = E (Ag /Ag) – 0,0592x10 = 0,207 (V) Vậy K = 102(0,207 – 0,337)/0,0592 = 10-4,39

2.

MnO4- + 8H+ + 5e→ Mn2+ + 4H2O

ÁN

• Ở ñiện cực phải:

Ephải = Eo(MnO4-/Mn2+) +

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

0,0592 [MnO 4- ].[H + ]8 0,0592 0,05.[H + ]8 lg =1,51 + lg 2 5 0,01 [Mn 2+ ] • Ở ñiện cực trái:

Etrái = Eo(I3-/3I-) + Epin = Ephải - Etrái → 0,824 = 1,51 +

3I- → I3- + 2e

0,0592 [I3- ] 0,0592 0,02 lg - 3 =0,5355 + lg = 0,574 2 2 [I ] (0,1)3 0,0592 lg(5.[H + ]8 ) -0,574 2

→ [H+] = 0,054 (M)

88





Mặt khác từ cân bằng HSO4- → H+ + SO4o C C [ ] C – [H+] [H+] [H+]

Ka = 10-2

N

[H + ]2 (0,054) 2 → C = 0,346(M) 10 = = HSO 4C − [H + ] C − 0,054 Bài 14.

TP .Q U

ðiện phân 500 ml dung dịch Y gồm: AgNO3 0,1M, Ni(NO3)2 0,5M, HNO3 0,1M ở 250C.

Y

N

H

Ơ

-2

1. Cho biết thứ tự ñiện phân ở catot.

2. Tính ñiện thế phù hợp cần ñặt vào catot ñể quá trình ñiện phân có thể xảy ra.

ẠO

3. Tính khoảng thế ñặt ở catot phù hợp ñể tách ion Ag+ ra khỏi dung dịch. Coi một ion ñược

Đ

tách hoàn toàn khi nồng ñộ ion ñó trong dung dịch nhỏ hơn 10-6M.

G

4. Dùng dòng ñiện có hiệu thế ñủ lớn, có I = 5A ñiện phân dung dịch Y trong thời gian

Ư N

1,8228 giờ thu ñược dung dịch X. Tính thế của ñiện cực khi nhúng thanh Ni vào X, coi thể tích dung dịch thay ñổi không ñáng kể và bỏ qua sự tạo phức hiñroxo của Ni2+. Eo(2H+/H2) = 0,000 (V) 2,302 RT/F = 0,0592

F = 96500 C/mol

TR

Hướng dẫn giải

ẦN

H

Cho: Eo(Cu2+/Cu) = 0,337 (V), Eo(Ag+/Ag) = 0,799 (V) ,Eo(Ni2+/Ni) = -0,233 (V)

B

1. Cực âm (catot):

10

0,0592 0,0592 lg [Ni2+] = -0,233 + lg 0,5 = - 0,242 (V) 2 2

A

E(Ni2+/Ni) = Eo(Ni2+/Ni) +

00

E(Ag+/Ag) = Eo(Ag+/Ag) + 0,0592lg [Ag+] = 0,799 + 0,0592 lg 0,1 = 0,7398 (V)

Ó

E(2H+/H2) = Eo(2H+/H2) + 0,0592lg [H+] = -0,0592 (V)

H

Nhận thấy: E(Ag+/Ag)> E(2H+/H2)> E(Ni2+/Ni)

-L Í-

Vậy thứ tự ñiện phân ở catot: Ag+ + 1e → Ag0

TO

ÁN

2H+ + 2e → H2

Ni2+ + 2e → Ni0

2H2O + 2e → H2 + 2OH-

D

IỄ

N

Đ

ÀN

2. ðiện thế phù hợp cần ñặt vào catot ñể quá trình ñiện phân có thể xảy ra: E < E(Ag+/Ag) = 0,7398 (V)

3. Khi ion Ag+ ñược tách: E'(Ag+/Ag) = Eo(Ag+/Ag) +0,0592lg [Ag+] = 0,799 + 0,0592 lg 10-6 = 0,4438 (V) [Ag+]= 10-6 rất nhỏ, coi như toàn bộ Ag+ ñã ñiện phân 89




4Ag+ + 2H2O C0


4Ag + O2 + 4H+

→

0,1M

0,1M

TPGH: '

+

0,1 o

+

0,2M

+

N

E (2H /H2) = E (2H /H2) + 0,0592lg [H ] = -0,0592lg0,2 = -0,0414 (V)

Ơ

Khi catot có thế là -0,0414V thì H+ bắt ñầu ñiện phân.

N

H

Vậy khoảng thế phù hợp ñể tách Ag+ ra khỏi dung dịch:

It 5.1,8228.3600 = 0,34 (mol) = F 96500 n0 (Ag+) = 0,05 mol 4Ag+ + 2H2O

n0 (Ni2+) = 0,25 mol

n0 (H+) = 0,05 (mol)

+  → 4Ag + O2 + 4H (1)

0,05

ne = 0,05

2H+ + 2e  →

Ư N

(2)

0,1

ne = 0,1

Ni0

 →

0,095 0,19

B

Số mol e trao ñổi ở (3) = 0,34 -0,15 = 0,19 (mol)

(3)

TR

Ni2+ + 2e

ẦN

H

0,1

H2

G

Đ

0,05

ẠO

4. ne =

TP .Q U

Y

-0,0414 (V) < Ecatot < 0,4338 (V)

00

n(Ni2+) = 0,25 -0,095 = 0,155 (mol) => [Ni2+] = 0,31 (M)

10

Vậy thế của thanh Ni nhúng vào dung dịch X sau ñiện phân:

A

0,0592 lg [Ni2+] 2

H

Ó

E(Ni2+/Ni) = Eo(Ni2+/Ni) +

0,0592 lg (0,31) = -0,248 (V) 2

-L Í-

= -0,233 +

Bài 15

ÁN

Ở 250C, cho dòng ñiện một chiều có cường ñộ 0,5A ñi qua bình ñiện phân chứa 2 ñiện cực platin

Viết phương trình các nửa phản ứng có thể xảy ra trên catot và anot trong quá trình ñiện

ÀN

1.

TO

nhúng trong 200ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020M, Co(NO3)2 1,00M, HNO3 0,01M phân.

D

IỄ

N

Đ

2.

Khi 10% lượng ion kim loại ñầu tiên bị ñiện phân, người ta ngắt mạch ñiện và nối ñoản

mạch hai cực của bình ñiện phân. Hãy cho biết hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa. 3.

Xác ñịnh khoảng thế của nguồn ñiện ngoài ñặt vào catot ñể có thể ñiện phân hoàn toàn ion

thứ nhất trên catot (coi quá trình ñiện phân là hoàn toàn khi nồng ñộ của ion bị ñiện phân còn lại trong dung dịch là 0,005% so với nồng ñộ ban ñầu) 90





Chấp nhận: Áp suất riêng phần của khí hiñro

= 1atm; khi tính toán không kể ñến quá thế, nhiệt

ñộ dung dịch không thay ñổi trong suốt quá trình ñiện phân

Cho

Ơ

N

Hằng số Faraday F = 96500 C.mol-1, ở 250C

N

H

Bài 16

Y

ðiện phân dd KCl hai giờ ở 80°C trong một bình ñiện phân với ñiện áp là 6V và cường ñộ dòng

TP .Q U

ñiện 2A. Sau khi ñiện phân, CO2 ñược dẫn qua dung dịch ñến khi bão hòa. Sau ñó, cô cạn cẩn thận

cho nước bay hơi thấy có cặn trắng. Phân tích cho thấy trong cặn ñó có mặt ba muối chúng là những muối gì?

ẠO

Thí nghiệm 1: lấy m (g) hỗn hợp chứa các muối trên hòa tan trong nước, axit hoá bằng axit nitric tạo ra khí và chuẩn ñộ dung dịch thu ñược bằng dung dịch AgNO3 0,1M hết 18,80 ml

G

Đ

Thí nghiệm 2: m (g) hỗn hợp này ñược ñun nóng ñến 600°C (hỗn hợp nóng chảy), làm lạnh lần nữa

Ư N

và khối lượng mẫu rắn còn lại (m - 0,05) g. Kiểm tra mẫu rắn thấy một muối ban ñầu vẫn giữ

H

nguyên nhưng hai muối kia ñã chuyển thành hai muối mới.

10

00

B

TR

ẦN

Thí nghiệm 3: lấy (m - 0,05) g của mẫu rắn còn lại hòa tan trong nước và axit hóa với axit nitric. Một khí ñược hình thành có thể quan sát ñược. Sau ñó chuẩn ñộ bằng dung dịch AgNO3 0,1M hết 33,05 ml. a. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. Hai muối biến mất và hai muối mới hình thành là gì? b. Xác ñịnh khối lượng của 3 muối trong hỗn hợp rắn ban ñầu và 3 muối trong phần nóng chảy.

A


-L Í-

H

Ó

ñp→ 2KOH + Cl + H 2KCl + 2H O  2 2 2 o t 6KOH + 3Cl → KClO + 5KCl + 3H O 2 3 2 KOH + CO → KHCO 2 3

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Ba muối là KCl, KHCO3 và KClO3 KHCO3 và KClO3 bị phân hủy; KClO4 và K2CO3 ñược hình thành Axit hóa: H + + HCO3− → CO 2 + H 2O Phản ứng với AgNO3: Ag+ + Cl- → AgCl Khi nung ở 600oC: o

t 2KHCO3  → K 2CO3 + CO 2 + H 2 O o

t 4KClO3  → 3KClO 4 + KCl Khối lượng giảm sau khi nung = m CO2 + m H 2O = m-(m-0,05) = 0,05 gam

1 n KHCO3 = 0,05/62 = 8,06x10-4 (mol) 2 → m K 2CO3 = 138 x 8,06x10-4 = 0,111 (gam) n K 2CO3 = n H2O = n CO2 =

91





→ m KHCO3 = 2x8,06x10-4 x100 = 0,161(g)

n KCl = n Cl− = n Ag+ = 18,8x0,1x10-3 = 1,88x10-3(mol)

Ơ

N

→ m KCl =74,5x1,88x10-3 = 0,140 (gam) Sau khi nung: n KCl = n Cl− = n Ag+ = 33,05x0,1x10-3 = 3,305x10-3(mol)

N

H

m KCl (sau nung) =74,5x3,305x10-3 = 0,246 (gam) n KCl (do KClO3 phân hủy ra) = 3,305x10-3 - 1,88x10-3 = 1,425x10-3(mol)

Y

n KClO3 = 4x n KCl = 5,7x10-3(mol) → m KClO3 =122,5x5,7x10-3 = 0,698 (gam)

TP .Q U

n KClO4 = 3n KCl =3x1,425x10-3 = 4,275 x 10-3 (mol)

−5

.

H

0

Cho: E AgCl / Ag = 0,222V; K CH 3 COOH = 1,8.10

Ư N

G

Bài 17 1. Tính sức ñiện ñộng của pin: Pt, H2 (1atm) HCl 0,02M, CH3COONa (0,04M) ∣ AgCl, Ag

Đ

ẠO

→ m KClO4 = 138,5x4,275 x 10-3 = 0,592 (gam) Vậy khối lượng của 3 muối trước khi nung: m KCl = 0,140 gam; m KClO3 = 0,698 gam; m KHCO3 = 0,161gam. Khối lượng của 3 muối sau khi nung: m KCl = 0,246 gam; m KClO4 = 0,592 gam; m K 2CO3 = 0,111gam.

10

00

B

TR

ẦN

2. Tiến hành ñiện phân (với ñiện cực trơ, màng ngăn xốp) một dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 và NaCl cho tới khi H2O bắt ñầu bị ñiện phân ở cả 2 ñiện cực thì dừng lại. Ở anốt thu ñược 0,448 lít khí (ở ñktc). Dung dịch sau ñiện phân có thể hòa tan tối ña 0,68 gam Al2O3. a. Tính khối lượng của m. b. Tính khối lượng catốt tăng lên trong quá trình ñiện phân.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

Ó

-L Í-

ÁN

TO

C []

(-) H2 - 2e = 2H+ (+) AgCl + 1e = Ag + Cl2AgCl + H2 → 2Ag + 2Cl- + 2H+ CH3COO- + H+ = CH3COOH 0,04 0,02 0,02 0,02 CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+ 0,02 0,02 0,02 - x 0,02 + x x

H

1.Ta có :

C []

A


→

x ( 0,02 + x ) = 1,8.10−5 0,02 − x

x<< 0,02 → x = 1,8.10-5

→ pin: Pt, H 2 (1atm)

Cl - 0,02M,

CH 3COO- 0,02M

H + 1,8.10-5M, CH 3COOH 0,02M 1 E P = E 0AgCl / Ag + 0,059.lg = 0,322V  Cl − 

AgCl,Ag

92





ET = E2H

+

/ H2

2

0,059  H  .lg + = −0,28V 2 PH +

0

N

2

Ơ

2. (1 ñiểm):

N

H

Trong dung dịch có các ion Cu2+; SO42-; Na+; Cl Khi ñiện phân giai ñoạn ñầu:

2H2SO4

(2)

3H2O

(3)

H

Ư N

G

Đ

(TH1): nNaCl < 2n CuSO4 Sau (1) CuSO4 dư 2CuSO4 + 2H2O ñp 2Cu + O2 + Khi nước bắt ñầu ñiện phân ở hai ñiện cực thì Cu2+ hết. Al2O3 + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 0,68 n CuSO4 = 3n Al2O3 Theo (2, 3) = 3. = 0,02mol 102

ẠO

TP .Q U

Y

(K): Cu2+; Na+; H2O (A) Cl -; SO42-; H2O 2+ +2e -> Cu↓ 2Cl - -> Cl2 + 2e Cu 2+ Cu + 2Cl ñp Cu + Cl2 CuSO4 + 2NaCl ñp Cu +Cl2 + Na2SO4 (1) Sau ñiện phân thu ñược dung dịch B, hoà tan ñược Al2O3 vậy dd B có axit hoặc kiềm:

n Cl2

Theo PT (1)

=

ẦN

1 n CuSO 4 = 0,01 2

TR

=

n CuSO4 =

= 0,01

= 0,02

00

n NaCl = n Cl

0,02 - 0,01

B

n O2

2

10

∑ n CuSO4 ñầu = 0,03

Ó

A

m = 160.0,03 + 58,5.0,02 = 5,97(gam) mcatốt tăng = mCu = 1,92 (g)

ÁN

-L Í-

H

(TH2): nNaCl > 2n CuSO4 Sau (1) NaCl dư: ñp ngăn 2NaCl + 2H2O Al2O3 + 2NaOH Hoặc có thể viết Pt tạo ra Na[Al(OH)4]

H2 + 2NaAlO2

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

Theo phương trình (4, 5): nNaCl = 2nAl2O3 = 2

∑n

+ H2O

NaCl ñầu =

0,08 3

2NaOH (4) (5)

0,68 0,04 = 102 3

0,02 3 m = mCuSO4 + mNaCl = 2,627 (g) 0,02 mCu bám catốt = 64 (g) 3 CuSO4 ñầu

Cl2 +

∑n

=

Bài 18 Muối KClO4 ñược ñiều chế bằng cách ñiện phân dung dịch KClO3. Thực tế khi ñiện phân ở một ñiện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO4 còn ñồng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu. Ở ñiện cực thứ hai chỉ xẩy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất. Hiệu suất tạo thành sản phẩm chính chỉ ñạt 60%. 93





1. Viết ký hiệu của tế bào ñiện phân và các nửa phản ứng ở anot và catot. 2. Tính ñiện lượng tiêu thụ và thể tích khí thoát ra ở ñiện cực (ño ở 250C và 1atm) khi ñiều chế ñược 332,52g KClO4. Cho F = 96500; R = 0,082 atm.lít/mol.K; H = 1; O = 16; Cl = 35,5; K = 39

anot:

1 O2 2 2H2O + 2e → H2 + 2OH1 H2 O → O2 + H2 2

ẠO Đ

G

TR

ẦN

2. M KClO = 138,5 g/mol 4 332,52 n KClO4 = = 2,4mol 138,551 q = I.t = 2,4.F.100/60 = 8F = 772000 C Khí ở catot là hydro: n H = 8 F = 4 mol 2 2 F / mol V H2 = nRT/P = 97,7 lít Khí ở anot là oxy: ñiện lương tạo ra O2 = 8 F. 0,4 = 3,2 F n O2 = 3,2F/4F = 0,8 mol

Ư N

catot:

→ 2H+ +

H

H2O - 2e

N

Phản ứng phụ:

Y

anot: ClO3- - 2e + H2O → ClO4 - + 2H+ catot: 2H2O + 2e → H2 + 2OHClO3- + H2O → ClO4- + H2

TP .Q U

Phản ứng chính:

H

Ơ

N

Hướng dẫn giải: 1. Kí hiệu của tế bào ñiện phân: Pt  KClO3 (dd)  Pt

00

B

V O2 = 19,55 lít

Bài 19

10

Ở 250C, cho dòng ñiện một chiều có cường ñộ 0,5A ñi qua bình ñiện phân chứa 2 ñiện cực platin

Ó

A

nhúng trong 200ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020M, Co(NO3)2 1,00M, HNO3 0,01M

H

1. Viết phương trình các nửa phản ứng có thể xảy ra trên catot và anot trong quá trình ñiện phân.

-L Í-

2. Khi 10% lượng ion kim loại ñầu tiên bị ñiện phân, người ta ngắt mạch ñiện và nối ñoản mạch hai cực của bình ñiện phân. Hãy cho biết hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh

ÁN

họa.

3. Xác ñịnh khoảng thế của nguồn ñiện ngoài ñặt vào catot ñể có thể ñiện phân hoàn toàn ion

TO

thứ nhất trên catot (coi quá trình ñiện phân là hoàn toàn khi nồng ñộ của ion bị ñiện phân còn lại

ÀN

trong dung dịch là 0,005% so với nồng ñộ ban ñầu) = 1atm; khi tính toán không kể ñến quá thế, nhiệt

Đ

Chấp nhận: Áp suất riêng phần của khí hiñro

D

IỄ

N

ñộ dung dịch không thay ñổi trong suốt quá trình ñiện phân

Cho Hằng số Faraday F = 96500 C.mol-1, ở 250C Hướng dẫn giải:

.1 Các quá trình có thể xảy ra trên catot: 94




N


N

H

Ơ

Quá trình xảy ra trên anot: 2H2O

TP .Q U

Y

.2

= -0,118V

nên thứ tự ñiện phân trên catot là: Cu2+, H+, Co2+

ẠO

Vì Khi 10% Cu2+ bị ñiện phân,

Đ

= 0,285V (khi ñó H2 chưa thoát ra), nếu ngắt mạch ñiện và nối

G

ñoản mạch 2 cực sẽ hình thành pin ñiện có cực dương (catot) là cặp O2/H2O và cực âm (anot) là cặp

Trên anot: 2x Cu

H

O2 + 4H+ +4e → 2H2O → Cu2+ +2e

ẦN

Trên catot:

Ư N

Cu2+/Cu. Phản ứng xảy ra:

TR

2Cu + O2 +4H+ → 2Cu2+ + 2H2O

Pin phóng ñiện cho tới khi thế của 2 ñiện cực trở nên bằng nhau

< Ec <

. Khi Cu2+ bị ñiện phân

00

B

.3 ðể tách hoàn toàn ñược Cu2+ thế catot cần ñặt là

-L Í-

H

Ó

A

10

hoàn toàn thì [Cu2+] = 0,02.0,005% = 1.10-6 M

ÁN

Vậy trong trường hợp tính không kể ñến quá thế của H2 trên ñiện cực platin thì thế catot cần khống chế trong khoảng -0,077V < Ec < 0,159V, khi ñó Cu2+ sẽ bị ñiện phân hoàn toàn.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

.......................................................................................................................................................... .

95





PHẦN C : KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN I-KIẾN NGHỊ. ðỀ XUẤT MỘT SỐ Ý KIẾN XÂY DỰNG NỘI DUNG BÀI TẬP VỀ ðIỆN HOÁ

N

ðiện hoá học và các dạng bài tập về mảng ñiện hoá là một trong các thành phần phức tạp trong

Ơ

mảng kiến thức về hoá học vô cơ. Trong thực tế giảng dạy tại trường trung học phổ thông chuyên

N

Y

lĩnh hội các kiến thức về ñiện hoá. Từ thực tế này, chúng tôi mong muốn ñược góp phần vào việc

H

rất nhiều năm qua, chúng tôi thấy ñược sự khó khăn của GV và HS trong quá trình truyền thụ và

TP .Q U

làm ñơn giản hóa các vấn ñề lý thuyết và phong phú hơn các nội dung kiến thức của phần ñiện hoá, nhằm ñưa các kiến thức ñến gần hơn với học sinh chuyên và HSG dự thi học sinh giỏi Quốc gia và

Quốc tế, giúp các em không những lĩnh hội các kiến thức từ quá trình nghe giảng trên lớp mà còn

ẠO

có thể tự tìm tòi và nghiên cứu tài liệu thông qua các vấn ñề ñược sưu tầm và biên soạn trong ñề tài này.

Đ

Tại nước ta, các trường chuyên là nơi tập trung ñào tạo và rèn luyện những học sinh giỏi,

Ư N

G

thông minh ñể có ñủ kiến thức, năng lực, trình ñộ trở thành nguồn nhân lực chất lượng cao của ñát nước. Một trong số các ñánh về về học sinh chuyên là dành cho các em tham dự các kì thi học sinh

H

giỏi của khu vực, Quốc gia và Quốc tế. Chính vì thế, các yêu cầu về kiến thức ñối với các em cũng

ẦN

cao hơn nhiều so với các học sinh phổ thông. Trong khoảng 20 năm trở lại ñây, nước ta ñã tổ chức

TR

thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa học và chọn các học sinh giỏi nhất tham dự kỳ thi Olympic hóa học (ICho). ðiều này ñặt ra yêu cầu cao ñối với các học sinh chuyên Hóa và các giáo

00

B

viên giảng dạy tại các lớp chuyên và tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi. Một ñiều khá mâu thuẫn là

10

trong khi thời gian dành cho học sinh không nhiều và thời gian dành cho môn chuyên thì càng ít mà lượng kiến thức cần lĩnh hội ñể có thể tham dự các kì thi ngày càng nhiều. Chính ñiều này buộc

Ó

A

giáo viên phải thay ñổi phương pháp giảng dạy và học sinh phải tích cực hơn trong việc tự tìm tòi,

H

phát hiện và xử lý các vấn ñề của kiến thức. Sự kết hợp giữa GV và HS sẽ ñưa ñến cho chúng ta

-L Í-

một hướng giải quyết ñó là phát triển và nâng cao năng lực tư duy của học sinh. Khi ñó trong quá trình giảng dạy, GV ngoài việc trình bày các kiến thức cơ bản chắc chắn còn phải cung cấp kiến

ÁN

thức nâng cao cho các em, ñặc biệt là học sinh trong ñội tuyển thi học sinh giỏi Quốc gia. GV phải

TO

xác ñịnh rõ kiến thức cơ bản ñể xây dựng các bài tập minh họa nhằm khắc sâu dạng cơ bản nhưng ñồng thời phải hình thành các tình huống vận dụng phức tạp khác nhau, liên hệ các tình huống ñó

ÀN

nhằm phát triển ở học sinh năng lực tư duy sáng tạo. ðối với bài tập cho học sinh chuyên, GV luôn

D

IỄ

N

Đ

phải thay ñổi vì ñối tượng học sinh chuyên là những em có trí tuệ phát triển, có khả năng tự học, tự tìm tòi nghiên cứu nên giáo viên không thể giảng dạy một cách máy móc, thụ ñộng. Trong quá trình nghiên cứu ñề tài này, chúng tôi thấy mảng kiến thức về ñiện hoá học có tầm tương ñối quan trọng trong chương trình hóa học phổ thông chuyên nhằm phục vụ cho học sinh tham dự các kì thi chọn HSG Quốc gia và Quốc tế. Tùy thuộc vào khả năng của học sinh và trình ñộ

96





của GV mà tạo ra các tình huống có vấn ñề khác nhau ñể rèn khả năng vận dụng, tổng hợp kiến thức cho học sinh. Vì vậy, qua việc xây dựng phần kiến thức về ñiện hoá , chúng tôi mạnh dạn ñề xuất một số

N

H

Thứ nhất: Các bài tập minh họa lý thuyết cơ bản. Những dạng bài này tương ñối ñơn giản,

Ơ

chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi thi Quốc gia và Quốc tế như sau:

N

tiêu chí ñể cấu trúc bài tập ñiện hoá nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy hóa học ở trường phổ thông

Y

ngắn gọn chủ yếu áp dụng trực tiếp các khái niệm, ñịnh nghĩa ñể từ ñó khắc sâu các kiến thức cơ

TP .Q U

bản.

Thứ hai: Bài tập nhằm mục ñích rèn kỹ năng học sinh. Những dạng bài này ñược yêu cầu cao hơn theo hướng có sử dụng ñể một phần nhỏ kiến thức khác trước khi áp dụng trực tiếp các khái

ẠO

niệm, ñịnh nghĩa của phần kiến thức cơ bản.

Đ

Thứ ba: bài tập mang tính chất tổng hợp. Những dạng bài này ñược sử dụng ñể giúp học sinh

G

tổ hợp các kiến thức ñã học trước ñó với kiến thức vừa học, nhằm giải quyết các yêu cầu ñặt ra của

Ư N

ñề bài. Dạng bài này có tác dụng lớn trong việc phát triển kỹ năng tổng hợp, phân tích của học sinh. Thứ tư: bài tập mang tính chất tổng quát. ðây là những dạng bài áp dụng chung của một mảng

ẦN

H

kiến thức nhất ñịnh. Dạng bài này nhằm phat huy khả năng khái quát hóa các vấn ñề của học sinh, giúp học sinh có thể biến các quá trình từ phức tạp thành ñơn giản hơn.

TR

Thứ năm: bài tập gắn với thực tiễn trong cuộc sống. ðây là các dạng bài thường gặp khi có

B

liên quan ñến những hiện tượng trong tự nhiên nhằm tăng tính hứng thú với môn học và cũng nhằm

00

ñưa các kiến thức gần hơn với cuộc sống.

10

Thứ sáu: bài tập nhằm phát huy tính ñộc lập sáng tạo của học sinh. ðây là các dạng khó và

A

có liên quan ñến rất nhiều yếu tố cũ và mới. Những bài tập này học sinh phải sử dụng phông kiến

Ó

thức rất rộng ñể có cái nhìn tổng quát hơn nhằm giải quyết ñược vấn ñề ñặt ra.

H

Từ các tiêu chí ñó các bài tập ñược thiết kế có tính ñịnh hướng từ cơ bản ñến vận dụng và

-L Í-

phát triển thành nâng cao. Từ kiến thức cơ bản phải thay ñổi các tình huống ñể buộc học sinh phải suy nghĩ và phân tích. Tình huống xây dựng ñảm bảo chính xác nhưng có ñộ phức tạp khác nhau.

TO

ÁN

Do ñó, thay ñổi cách nghĩ của học sinh trước một vấn ñề mới.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

II.KẾT LUẬN Sau một quá trình nghiên cứu chuyên ñề ñã thu ñược những kết quả sau:

1. Xây dựng ñược một số vấn ñề lí thuyết cơ bản và nâng cao có chọn lọc về ñiện hoá cho học sinh chuyên hoá nhằm giúp các em vận dụng ñể giải ñược các dạng bài tập về ñiện hoá trong các kì thi học sinh giỏi khu vực và quốc gia… 2. Tiến hành xây dựng ñược hệ thống 168 bài tập gồm cả trắc nghiệm và tự luận có kèm theo hướng dẫn giải theo các tiêu chí ñề xuất ñể cấu trúc các bài tập về ñiện hoá học nhằm phục

97





vụ thiết thực cho việc giảng dạy ở trường chuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi thi Quốc gia, Quốc tế. 3. ðã áp dụng thành công chuyên ñề này trong quá trình giảng dạy các lớp chuyên hoá và bồi

N

dưỡng ñội tuyển quốc gia tại trường chuyên và ñạt ñược những thành công bước ñầu trong

Ơ

năm học 2014-2015.Cả 8 học sinh dự thi ñều ñạt giải trong ñó có 2 giải nhất 3 giải ba và 3

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q U

Y

…………………………………………………………………………………………

N

H

giải KK. 2 học sinh dự thi vòng 2 và có 1 em vào ñội tuyển olimpic quốc tế.

98





TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Duy Ái, ðào Hữu Vinh. Tài liêụ giáo khoa chuyên hóa học 10. Tập 1. NXB [2] Nguyễn Duy Ái. Tài liệu giáo khoa chuyên hóa học 10. Tập 1 - NXB Giáo dục, 2001.

N

H

[3] Nguyễn Duy Ái. Tài liệu giáo khoa chuyên hóa học 11-12. Tập 2 - Hóa học Vô cơ. NXB

Ơ

N

Giáo dục, 2001.

Y

Giáo dục, 2001

TP .Q U

[4] Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần Thành Huế, Trần Quốc Sơn, Nguyễn Văn Tòng – Một số vấn ñề chọn lọc của Hóa học tập II. NXB Giáo dục, 2000.

[5] Bài tập chuẩn bị Olympic Quốc tế từ năm 1998 ñến năm 2015.

ẠO

[6] Hoàng Minh Châu, Ngô Thị Thân, Hà Thị Diệp, ðào ðình Thức (hiệu ñính tiếng ñức),

Đ

Trần Thành Huế, Nguyễn Trọng Thọ, Phạm ðình Hiến.- Olympic Hóa học Việt Nam và

G

Quốc tế –V. NXB Giáo dục, 2003.

Ư N

[7] Nguyễn Tinh Dung – Hóa học phân tích: phương pháp chuẩn ñộ oxi hoá khử. (tái bản

H

lần thứ 4), 2007

ẦN

[8] Nguyễn Tinh Dung – Bài tập hóa học phân tích. NXB Giáo dục, 1982

TR

[9] Nguyễn Tinh Dung, Hoàng Nhâm, Trần Quốc Sơn, Phạm Văn Tư – Tài liệu nâng cao và

B

mở rộng kiến thức hóa học Trung học phổ thông. NXB Giáo dục, 2002.

00

[10]Nguyễn Ting Dung-Hóa học phân tích-NXB ðại học Sư phạm, 2007.

10

[11] ðề thi dự bị HSG Quốc Gia từ năm 2001 ñến năm 2014.

A

[12] ðề thi HSG Quốc gia từ năm 1994 ñến năm 2015

H

Ó

[13] ðề Thi chọn ñội tuyển thi Olympic quốc tế vòng 2 từ năm 2003 ñến năm 2015.

-L Í-

[14] ðề thi Olympic Quốc tế từ năm 1998 ñến năm 2014. [15] ðề thi Olympic trại hè Hùng Vương và Duyên Hải bắc bộ lần thứ I-XI…

ÁN

[16]ðoàn Thị Kim Dung-Vận dụng lý thuyết về Oxi hoá khử trong giảng dạy hoá học ở trường chuyên, phục vụ việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia”. Luận văn thạc sĩ khoa

TO

hóa học, 2009.

D

IỄ

N

Đ

ÀN

[17] Lê Thị Thanh-Vận dụng lý thuyết chuẩn ñộ oxi hóa-khử trong việc bồi dưỡng HSG các cấp-Luận văn thạc sĩ khoa hóa học 2010.

[18] ðào Quý Triệu, Tô Bá Trọng (Hoàng Minh Châu, ðào ðình Thức hiệu ñính) Olympic Hóa học Việt Nam và Quốc tế – Tập III+ IV. NXB Giáo dục, 2000.

[19]DennisG.Peters, John M. Hayes and Gary M. Hieftye - Chemicalseparation and measurements, theory and practice of analytical chemistry. Saunders Golden series,

1974. 99





[20] Gary D Christian – Analytical chemistry. Xerox college. Publishing Waltham, Massachusetts Toronto, 1971. [21] I.M. Kolthoff, E.B Sandell, E.J Meehan – Quantitave chemmical analysis. Staly

Ơ

N

Bruckenstien the Macmilan company. Colier – Macmilan limited, London 1969.

H

[22] James Newton Butler – Ionic equilibbrium. Addision – Wesley Publishing Campany.

N

INC. reading Massachusetts Palo Alto, London, 1964.

TP .Q U

Y

[23].L.Sucha.S.Kotrly – Solution equilibbrium in Analytical Chemisty. Vannostrand

D

IỄ

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Í-

H

Ó

A

10

00

B

TR

ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

reinhold company. London,1972

100



MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐIỆN HOÁ HỌC VÀ BÀI TẬP DÙNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

Recommend Documents