Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Thế điện cực và chiều phản ứng oxi hóa–khử (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Pin Zn–H₂: Zn mạnh hơn H nên Zn bị oxi hóa, là cực âm (anode); điện cực hydrogen tiêu chuẩn là cực dương (cathode). A đúng. Tại cực âm Zn nhường electron: Zn → Zn²⁺ + 2e; tại cực dương 2H⁺ + 2e → H₂. B đúng. Phản ứng pin: Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂. D đúng. Về C: EMF = E°cathode − E°anode = 0 − E°(Zn²⁺/Zn) = 0,76 V, nên E°(Zn²⁺/Zn) = −0,76 V (âm), không phải +0,76 V. C sai → đáp án cần chọn (phát biểu không đúng).

A. Đúng vì Zn có tính khử mạnh hơn H${}_2$ nên Zn là cực âm (anode) và điện cực hydrogen tiêu chuẩn là cực dương (cathode).
B. Đúng:
+ Tại anode: Zn $⟶$ Zn${}^{2+}$ + 2e
+ Tại cathode: 2H${}^{+}$ + 2e $⟶$ H${}_2$
C. Sai vì E°Zn-H${}_2$ = E°2H${}^{+}$/H${}_2$ – E°Zn${}^{2+}$/Zn = 0,76V
E°2H${}^{+}$/H${}_2$ = 0 $⟶$ E°Zn${}^{2+}$/Zn = -0,76V
D. Đúng

a) Đúng.
b) Đúng vì $E_{pinMg-Ag(max)}^0=0,8-(-2,37)=3,17V$
c) Sai vì
$n_{e(traodoi)}=\frac{10(38.60+36)}{96500}=0,24(mol)$

Cathode (-) — Anode (+)
$C{u}^{2+}+2e\to Cu\uparrow$ — $2H_{2}O\to O_2\uparrow +4H^{+}+4e$
0,15 — 0,24 — 0,12 — 0,06 — 0,24 (mol)
$m_{ddsaup\acute{u}gi\check{a}m}=m_{Cu}+m_{O_2}=0,12.64+0,06.32=9,6gam$
d) Đúng.
a) Đúng.
b) Đúng vì $E_{pinMg-Ag(max)}^0=0,8-(-2,37)=3,17V$
c) Sai vì
$n_{e(traodoi)}=\frac{10(38.60+36)}{96500}=0,24(mol)$

Cathode (-) — Anode (+)
$C{u}^{2+}+2e\to Cu\uparrow$ — $2H_{2}O\to O_2\uparrow +4H^{+}+4e$
0,15 — 0,24 — 0,12 — 0,06 — 0,24 (mol)
$m_{ddsaup\acute{u}gi\check{a}m}=m_{Cu}+m_{O_2}=0,12.64+0,06.32=9,6gam$
d) Đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0(M^{n+}/M)$ càng lớn: phản ứng khử $M^{n+}+ne\to M$ càng dễ xảy ra, tức cation $M^{n+}$ có tính oxi hóa càng mạnh; đồng thời kim loại M càng khó bị oxi hóa nên tính khử của M càng yếu. Ví dụ: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V>E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,76V$, Ag là chất khử yếu hơn Zn nhưng $A{g}^{+}$ là chất oxi hóa mạnh hơn $Z{n}^{2+}$. Vậy (1) càng yếu, (2) càng mạnh.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì dạng khử (kim loại) càng mạnh. So sánh: $E_{L{i}^{+}/Li}^0=-3,040V<E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,356V<E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,762V<E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,799V$. Vì Li có thế chuẩn âm nhất nên Li là kim loại có tính khử mạnh nhất.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì khả năng bị oxi hoá (tính khử) của kim loại càng mạnh. So sánh: $E_{L{i}^{+}/Li}^0=-3,040V<E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,356V<E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,762V<E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,799V$. Vì Li có thế chuẩn âm nhất nên Li là kim loại có tính khử mạnh nhất.

(AI giải đề cho tôi)
Sức điện động chuẩn pin bằng hiệu điện thế chuẩn cathode − anode. Pin X-Fe: $E_{X^{n+}/X}^0-E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=0,323$ V → X mạnh khử hơn Fe. Pin Y-Fe: $E_{Y^{n+}/Y}^0-E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=1,916$ V → Y mạnh khử hơn Fe và hơn X (vì 1,916 > 0,323). Pin Fe-Z: $E_{F{e}^{2+}/Fe}^0-E_{Z^{n+}/Z}^0=0,78$ V → Fe mạnh khử hơn Z. Vậy thứ tự tính khử giảm dần: Y > X > Fe > Z.

(AI giải đề cho tôi)
Pin (T−X): T là anode, X là cathode nên $E_{T-X}^0=E_X^0-E_T^0=2,46$ V. Tương tự $E_Y^0-E_T^0=2,00$ V và $E_Y^0-E_Z^0=0,90$ V. Chọn $E_T^0$ làm mốc: $E_X^0=E_T^0+2,46$; $E_Y^0=E_T^0+2,00$; $E_Z^0=E_Y^0-0,90=E_T^0+1,10$. Vậy thứ tự thế chuẩn: $E_T^0<E_Z^0<E_Y^0<E_X^0$. Kim loại có $E^0$ càng nhỏ thì tính khử càng mạnh, nên chiều tăng dần tính khử là $X<Y<Z<T$.

(AI giải đề cho tôi) E°(Al³⁺/Al) = -1,676 V < E°(Cu²⁺/Cu) = +0,340 V nên Al (chất khử) có tính khử mạnh hơn Cu; ngược lại Cu²⁺ có tính oxi hoá mạnh hơn Al³⁺. Do đó phát biểu A đúng.

(AI giải đề cho tôi) Kim loại phản ứng được với dung dịch HCl ở điều kiện chuẩn phải có $E_{M^{n+}/M}^0<E_{H^{+}/H_2}^0=0$ V. Trong dãy: Zn (-0,763 V), Fe (-0,440 V), Ni (-0,257 V) đều có $E^0<0$ nên phản ứng được với HCl; Cu (0,340 V) có $E^0>0$ nên không phản ứng. Vậy có 3 kim loại phản ứng được.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại phản ứng với nước khi cặp M^{n+}/M làm anode có E^0 nhỏ hơn E^0 của quá trình khử nước: E^0_{M^{n+}/M} < -0,42 V. So sánh: Na (-2,71 V), Mg (-2,36 V), Al (-1,68 V) đều nhỏ hơn -0,42 V nên phản ứng được với nước; còn Cu có E^0 = +0,34 V > -0,42 V nên không phản ứng với nước ở điều kiện chuẩn. Đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại phản ứng được với HCl (điều kiện chuẩn) khi E°(M^{n+}/M) < E°(2H^+/H_2) = 0 V. Zn (-0,763 V), Fe (-0,440 V), Ni (-0,257 V) đều có E° < 0 nên phản ứng được; Cu (+0,340 V) > 0 nên không phản ứng. Vậy có 3 kim loại, đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại phản ứng với nước khi $E_{M^{n+}/M}^0<E_{2H_{2}O/H_2+2O{H}^{-}}^0=-0,42$ V (phản ứng tự diễn ra: $E_{cell}^0>0$). So sánh: Na ($-2,71$ V), Mg ($-2,36$ V), Al ($-1,68$ V) đều nhỏ hơn $-0,42$ V nên phản ứng được với nước. Riêng Cu có $E^0=+0,34$ V $>-0,42$ V nên $E_{cell}^0=-0,42-0,34=-0,76$ V $<0$, phản ứng không tự xảy ra. Vậy kim loại không phản ứng với nước ở điều kiện chuẩn là Cu.

(AI giải đề cho tôi)
Zn chỉ khử được các ion kim loại có thế chuẩn $E^0(M^{n+}/M)$ cao hơn của cặp $Z{n}^{2+}/Zn$ ($E^0=-0,76$ V). So sánh: $M{g}^{2+}/Mg$ ($-2,37$ V), $A{l}^{3+}/Al$ ($-1,66$ V), $N{a}^{+}/Na$ ($-2,71$ V) đều có $E^0$ thấp hơn Zn nên Zn không khử được. Riêng $A{g}^{+}/Ag$ có $E^0=+0,80$ V > $-0,76$ V, nên phản ứng $Zn+2A{g}^{+}\to Z{n}^{2+}+2Ag$ xảy ra tự phát. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Zn chỉ khử được các ion kim loại có thế chuẩn $E^0$ cao hơn $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,76$ V. So sánh: $E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,37$ V, $E_{A{l}^{3+}/Al}^0=-1,66$ V, $E_{N{a}^{+}/Na}^0=-2,71$ V đều thấp hơn, nên Zn không khử được Mg²⁺, Al³⁺, Na⁺. Chỉ $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,80$ V > $-0,76$ V, nên phản ứng $Zn+2A{g}^{+}oZ{n}^{2+}+2Ag$ xảy ra. Đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0(M^{n+}/M)$ càng lớn nghĩa là phản ứng khử $M^{n+}+ne\to M$ càng dễ xảy ra theo chiều thuận: dạng oxi hoá $M^{n+}$ có tính oxi hoá càng mạnh, còn dạng khử $M$ (mẫu chất khử của cặp) có tính khử càng yếu. Ví dụ: $E^0(A{g}^{+}/Ag)>E^0(N{a}^{+}/Na)$ nên Ag^+ là chất oxi hoá mạnh còn Ag là chất khử yếu. Vậy (1) càng yếu, (2) càng mạnh.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0$ của cặp $M^{n+}/M$ càng lớn nghĩa là dạng oxi hoá $M^{n+}$ càng dễ nhận electron (tính oxi hoá càng mạnh), còn dạng khử $M$ càng khó nhường electron (tính khử càng yếu). Ví dụ: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V>E^0(N{a}^{+}/Na)=-2,71V$, nên $A{g}^{+}$ là chất oxi hoá mạnh còn $Ag$ là chất khử yếu. Vậy (1) là 'càng yếu' và (2) là 'càng mạnh'.

(AI giải đề cho tôi)
Xét điều kiện chuẩn: A đúng vì kim loại có $E^0$ < −0,40 V (Zn −0,76; Fe −0,44; Al −1,66) khử được Cd${}^{2+}$, tức 3 kim loại. B đúng vì $E^0$ càng nhỏ tính khử càng mạnh: Au (1,50) < Ag (0,80) < Cu (0,34) < Fe (−0,44) < Zn (−0,76) < Al (−1,66). D đúng vì suất điện động chuẩn lớn nhất là pin Al–Au: $1,50-(-1,66)=3,16$ V > 3,1 V. C sai: để Zn làm anode thì cặp cathode phải có $E^0$ > −0,76 V, gồm Cu, Fe, Au, Ag — tức 4 pin Galvani chứ không phải 3.