Câu 21THPTChuyên đề: Thế điện cực và chiều phản ứng oxi hóa–khử • Lớp 12Tính chất hóa học kim loạiVận dụng#secondary:CHEM12.L3.METALS.CHEMICAL#curriculum:undetermined
Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
+ Bước 1: Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dung dịch HSO 1 M.
+ Bước 2: Cho 3 lá kim loại có kích thước như nhau gồm lá nhôm (aluminium, Al) đã làm sạch lớp bề mặt vào ống nghiệm (1), lá sắt (iron, Fe) vào ống nghiệm (2) và lá đồng (coper, Cu) vào ống nghiệm (3). Biết: ; ;
Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
+ Bước 1: Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dung dịch HSO 1 M.
+ Bước 2: Cho 3 lá kim loại có kích thước như nhau gồm lá nhôm (aluminium, Al) đã làm sạch lớp bề mặt vào ống nghiệm (1), lá sắt (iron, Fe) vào ống nghiệm (2) và lá đồng (coper, Cu) vào ống nghiệm (3). Biết: ; ;
+ Bước 1: Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dung dịch HSO 1 M.
+ Bước 2: Cho 3 lá kim loại có kích thước như nhau gồm lá nhôm (aluminium, Al) đã làm sạch lớp bề mặt vào ống nghiệm (1), lá sắt (iron, Fe) vào ống nghiệm (2) và lá đồng (coper, Cu) vào ống nghiệm (3). Biết: ; ;
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Ở bước 2, ở cả ba ống nghiệm đều có khí thoát ra.
b)
Tốc độ thoát khí ở ống (1) nhanh hơn ống (2).
c)
Nếu thay HSO loãng bằng HSO đặc thì hiện tượng ở bước 2 sẽ không đổi.
d)
Nếu thay ống nghiệm chứa lá nhôm (Al) bằng lá kẽm (Zn), thì tốc độ thoát khí ở ống mới sẽ chậm hơn so với ống chứa lá nhôm, nhưng nhanh hơn so với ống chứa lá sắt (Fe) (biết thế điện chuẩn của kẽm là −0,763 V).
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Xét thí nghiệm cho 3 lá kim loại Al, Fe, Cu vào dung dịch H2SO4 1 M (loãng).
a) Sai. Al và Fe đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học nên phản ứng giải phóng H2: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑; Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑. Tuy nhiên Cu có E0(Cu2+/Cu) = +0,340 V > E0(H+/H2) = 0 V nên Cu không phản ứng với H2SO4 loãng, ống (3) không có khí thoát ra. Vậy không phải cả ba ống đều có khí thoát ra.
b) Đúng. Kim loại có thế điện chuẩn âm hơn (hoạt động hóa học mạnh hơn) phản ứng với axit nhanh hơn. Vì E0(Al3+/Al) = −1,676 V < E0(Fe2+/Fe) = −0,440 V nên Al hoạt động hơn Fe, tốc độ thoát khí ở ống (1) nhanh hơn ống (2).
c) Sai. Nếu thay bằng H2SO4 đặc, nguội: Al và Fe bị thụ động hóa (không phản ứng), còn Cu phản ứng với H2SO4 đặc nóng tạo SO2. Hiện tượng ở bước 2 thay đổi hoàn toàn (ống 1 và 2 hết hiện tượng, có thể xuất hiện khí SO2 ở ống 3 nếu đun nóng), nên hiện tượng không giữ nguyên.
d) Đúng. Thế điện chuẩn của Zn là −0,763 V, nằm giữa E0(Al3+/Al) = −1,676 V và E0(Fe2+/Fe) = −0,440 V. Do đó tính hoạt động hóa học: Al > Zn > Fe, nên tốc độ thoát khí khi thay Al bằng Zn sẽ chậm hơn ống chứa Al nhưng nhanh hơn ống chứa Fe. Đồng thời Zn đứng trước H nên vẫn phản ứng với H2SO4 loãng giải phóng H2: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑.
Kết luận: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng — phù hợp với đáp án nguồn (Câu 3: S, Đ, S, Đ).
a) (AI giải đề cho tôi)
Cu có E0 = +0,340 V > 0 V nên không phản ứng với H2SO4 loãng, ống (3) không có khí thoát ra; chỉ ống (1) và (2) có H2.
b) (AI giải đề cho tôi)
E0(Al3+/Al) = −1,676 V < E0(Fe2+/Fe) = −0,440 V nên Al hoạt động hơn Fe, phản ứng với axit nhanh hơn, tốc độ thoát khí ở ống (1) nhanh hơn ống (2).
c) (AI giải đề cho tôi)
Với H2SO4 đặc, nguội, Al và Fe bị thụ động hóa nên ngừng phản ứng, hiện tượng thay đổi; do đó hiện tượng ở bước 2 không giữ nguyên.
d) (AI giải đề cho tôi)
E0(Zn2+/Zn) = −0,763 V nằm giữa E0(Al) = −1,676 V và E0(Fe) = −0,440 V, nên tính hoạt động Al > Zn > Fe: tốc độ thoát khí ở ống Zn chậm hơn ống Al nhưng nhanh hơn ống Fe.
Xét thí nghiệm cho 3 lá kim loại Al, Fe, Cu vào dung dịch H2SO4 1 M (loãng).
a) Sai. Al và Fe đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học nên phản ứng giải phóng H2: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑; Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑. Tuy nhiên Cu có E0(Cu2+/Cu) = +0,340 V > E0(H+/H2) = 0 V nên Cu không phản ứng với H2SO4 loãng, ống (3) không có khí thoát ra. Vậy không phải cả ba ống đều có khí thoát ra.
b) Đúng. Kim loại có thế điện chuẩn âm hơn (hoạt động hóa học mạnh hơn) phản ứng với axit nhanh hơn. Vì E0(Al3+/Al) = −1,676 V < E0(Fe2+/Fe) = −0,440 V nên Al hoạt động hơn Fe, tốc độ thoát khí ở ống (1) nhanh hơn ống (2).
c) Sai. Nếu thay bằng H2SO4 đặc, nguội: Al và Fe bị thụ động hóa (không phản ứng), còn Cu phản ứng với H2SO4 đặc nóng tạo SO2. Hiện tượng ở bước 2 thay đổi hoàn toàn (ống 1 và 2 hết hiện tượng, có thể xuất hiện khí SO2 ở ống 3 nếu đun nóng), nên hiện tượng không giữ nguyên.
d) Đúng. Thế điện chuẩn của Zn là −0,763 V, nằm giữa E0(Al3+/Al) = −1,676 V và E0(Fe2+/Fe) = −0,440 V. Do đó tính hoạt động hóa học: Al > Zn > Fe, nên tốc độ thoát khí khi thay Al bằng Zn sẽ chậm hơn ống chứa Al nhưng nhanh hơn ống chứa Fe. Đồng thời Zn đứng trước H nên vẫn phản ứng với H2SO4 loãng giải phóng H2: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑.
Kết luận: a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng — phù hợp với đáp án nguồn (Câu 3: S, Đ, S, Đ).
a) (AI giải đề cho tôi)
Cu có E0 = +0,340 V > 0 V nên không phản ứng với H2SO4 loãng, ống (3) không có khí thoát ra; chỉ ống (1) và (2) có H2.
b) (AI giải đề cho tôi)
E0(Al3+/Al) = −1,676 V < E0(Fe2+/Fe) = −0,440 V nên Al hoạt động hơn Fe, phản ứng với axit nhanh hơn, tốc độ thoát khí ở ống (1) nhanh hơn ống (2).
c) (AI giải đề cho tôi)
Với H2SO4 đặc, nguội, Al và Fe bị thụ động hóa nên ngừng phản ứng, hiện tượng thay đổi; do đó hiện tượng ở bước 2 không giữ nguyên.
d) (AI giải đề cho tôi)
E0(Zn2+/Zn) = −0,763 V nằm giữa E0(Al) = −1,676 V và E0(Fe) = −0,440 V, nên tính hoạt động Al > Zn > Fe: tốc độ thoát khí ở ống Zn chậm hơn ống Al nhưng nhanh hơn ống Fe.