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)
Kim loại có tính khử càng yếu khi thế điện cực chuẩn $E^0$ của cặp $M^{n+}/M$ càng lớn (kim loại càng khó bị oxi hoá). So sánh: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,799V>E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,762V>E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,356V>E^0(L{i}^{+}/Li)=-3,040V$. Ag có $E^0$ lớn nhất nên tính khử yếu nhất. Khớp đáp án nguồn (C).

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0$ càng lớn thì tính khử của kim loại càng yếu. So sánh: $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,799V$ lớn nhất (Li: $-3,040$; Mg: $-2,356$; Zn: $-0,762$), nên Ag có tính khử yếu nhất.

(AI giải đề cho tôi)
Vì $E_{Mn{O}_4^{-}/M{n}^{2+}}^0=+1,51V>E_{F{e}^{3+}/F{e}^{2+}}^0=+0,77V$ nên $Mn{O}_4^{-}$ là chất oxi hóa mạnh hơn $F{e}^{3+}$, và $F{e}^{2+}$ (chất khử) có thể bị $Mn{O}_4^{-}$ oxi hóa thành $F{e}^{3+}$ (A, B, D đúng). Khi cho $Fe(N{O}_3{)}_3$ vào dung dịch $KMn{O}_4$, $F{e}^{3+}$ không thể bị khử về $F{e}^{2+}$ bởi $Mn{O}_4^{-}$ (chiều phản ứng ngược lại), nên phát biểu C sai. Phương trình ion: $Mn{O}_4^{-}+5F{e}^{2+}+8H^{+}\to M{n}^{2+}+5F{e}^{3+}+4H_{2}O$.

HƯỚNG DẪN GIẢI (nguồn gốc):

$E_{\mathrm{Mn}{\mathrm{O}}_4^{-}/M{\mathrm{n}}^{2+}}^0$ = +1,51 V > $E_{\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}/F{\mathrm{e}}^{2+}}^0$ = +0,77 V

Tính oxi hóa tăng dần: MnO${}_4^{-}$, Fe${}^{3+}$

Tính khử tăng dần: Fe${}^{2+}$, Mn${}^{2+}$

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

(AI giải đề cho tôi)
So sánh thế chuẩn khử: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$ lớn nhất trong các ion (Ca^{2+}/Ca = -2,87 V; Fe^{2+}/Fe = -0,44 V; Zn^{2+}/Zn = -0,76 V). Thế khử càng dương thì ion có tính oxi hóa càng mạnh, nên $A{g}^{+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất. Khớp đáp án nguồn: B.

(AI giải đề cho tôi)
Thứ tự khử ion kim loại theo chiều giảm thế chuẩn điện cực: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V>E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V>E^0(P{b}^{2+}/Pb)=-0,13V$. Do đó Fe khử lần lượt $A{g}^{+}$ trước, rồi $C{u}^{2+}$, cuối cùng là $P{b}^{2+}$. Khớp đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Tính oxi hóa của ion dương kim loại tăng theo thế chuẩn khử $E^0(M^{n+}/M)$. So sánh: $E^0(C{a}^{2+}/Ca)=-2,87V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$; $E^0(N{i}^{2+}/Ni)=-0,25V$; $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$. Vì $Cu$ là kim loại yếu nhất (đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học), ion $C{u}^{2+}$ có khả năng nhận electron mạnh nhất, tức tính oxi hóa mạnh nhất. Đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
So sánh thế chuẩn khử $E^0$: (5) $N{a}^{+}/Na=-2,71V$; (1) $F{e}^{2+}/Fe=-0,44V$; (2) $P{b}^{2+}/Pb=-0,13V$; (3) $2H^{+}/H_2=0,00V$; (7) $C{u}^{2+}/Cu=+0,34V$; (6) $F{e}^{3+}/F{e}^{2+}=+0,77V$; (4) $A{g}^{+}/Ag=+0,80V$. Tính oxi hóa của ion tăng theo $E^0$ tăng dần, nên thứ tự là $5<1<2<3<7<6<4$, tương ứng đáp án A (khớp đáp án tô đỏ trong tài liệu).

(AI giải đề cho tôi)
Vì $E_{X^{2+}/X}^0=-1,18V<E_{Y^{2+}/Y}^0=-0,25V$ nên: (e) đúng — cặp có thế chuẩn nhỏ hơn có tính oxi hoá của dạng oxi hoá yếu hơn, vậy tính oxi hoá $X^{2+}<Y^{2+}$; (f) đúng — kim loại có thế chuẩn nhỏ hơn có tính khử mạnh hơn, tính khử $X>Y$; (g) đúng — kim loại mạnh hơn khử ion của kim loại yếu hơn: $X+Y^{2+}\to X^{2+}+Y$ có $E_{cell}^0=-0,25-(-1,18)=+0,93V>0$ nên tự xảy ra; (h) đúng — trong pin X-Y, X có tính khử mạnh hơn nên bị oxi hoá, là anode (cực âm). Cả 4 phát biểu đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì dạng khử (kim loại) càng mạnh về tính khử. So sánh: $E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,356V<E_{A{l}^{3+}/Al}^0=-1,676V<E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,44V<E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,799V$. Vậy Mg có tính khử mạnh nhất (thế âm nhất) và Ag có tính khử yếu nhất (thế dương nhất). Đáp án A, khớp với đáp án nguồn (15 - A).

(AI giải đề cho tôi)
Câu 13: Kiểm tra từng phát biểu. A sai vì Al, Fe, Cr đều bị thụ động hóa trong HNO3 đặc, nguội nên không tan. B sai vì Cr mới là kim loại cứng nhất, còn W (wolfram) mới là kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất (khoảng 3422°C) — phát biểu hoán đổi hai kim loại. C sai vì Al và Fe đều tan trong dung dịch H2SO4 loãng, nguội (đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học): Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑; 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑. D đúng: vì $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,80extV>E_{2H^{+}/H_2}^0=0,00extV$, Ag không có khả năng khử ion H+ trong dung dịch HCl (không phải chất oxy hóa), nên Ag không tan trong dung dịch HCl 1 M dư. Kết quả khớp với đáp án nguồn: 13 - D.

(AI giải đề cho tôi)
Cho $E^0(M^{2+}/M)=-0,763V$ và $E^0(R^{2+}/R)=+0,34V$.
a) Thế điện cực chuẩn càng âm thì tính khử của kim loại càng mạnh, nên M có tính khử mạnh hơn R. → Đúng.
b) Chỉ kim loại có $E^0<0$ mới khử được $H^{+}$ thành $H_2$ (điều kiện chuẩn). M khử được $H^{+}$ nhưng R có $E^0=+0,34V>0$ nên không khử được $H^{+}$. → Sai.
c) Na là kim loại rất mạnh (kiềm, $E^0(N{a}^{+}/Na)=-2,713V$), trong dung dịch nước Na phản ứng mạnh với nước trước nên không khử được ion $R^{2+}$ trong dung dịch thành R. → Sai.
d) Trong pin điện hoá, điện cực có thế chuẩn âm hơn (M) làm anode (cực âm), còn R làm cathode. Suất điện động chuẩn $E_{pin}^0=E_{cathode}^0-E_{anode}^0=0,34-(-0,763)=1,103V$ đúng về giá trị nhưng M không phải cathode. → Sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn của M âm hơn R (-0,763 V < +0,34 V) nên M có tính khử mạnh hơn R.
b) (AI giải đề cho tôi)
R có $E^0=+0,34V>0$ nên không khử được $H^{+}$ thành $H_2$; chỉ M ($E^0<0$) khử được.
c) (AI giải đề cho tôi)
Na phản ứng rất mạnh với nước trong dung dịch nên không khử được ion $R^{2+}$ thành R trong dung dịch nước.
d) (AI giải đề cho tôi)
M có thế chuẩn âm hơn nên là anode, không phải cathode; $E_{pin}^0=0,34-(-0,763)=1,103V$ đúng nhưng vai trò M sai.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy giảm dần tính khử: Na > Mg > Al > Fe, do đó thế điện cực chuẩn tăng dần theo chiều đó và cặp có $E^0$ nhỏ nhất là cặp của kim loại khử mạnh nhất, tức Na. Thực tế: $E^0(N{a}^{+}/Na)=-2,71V$; $E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,37V$; $E^0(A{l}^{3+}/Al)=-1,66V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$. Giá trị nhỏ nhất là $-2,71V$ ứng với cặp $N{a}^{+}/Na$. Đáp án khớp với đáp án nguồn (5 - C).

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0(M^{n+}/M)$ càng lớn nghĩa là quá trình khử $M^{n+}+n{e}^{-}\to M$ càng dễ xảy ra, nên dạng oxi hóa $M^{n+}$ có tính oxi hóa càng mạnh; đồng thời phản ứng ngược (oxy hóa $M\to M^{n+}$) càng khó xảy ra, nên dạng khử M có tính khử càng yếu. Vậy (1) là 'càng yếu' và (2) là 'càng mạnh', khớp với đáp án D trong đề (đáp án 9-D ở trang 199).

(AI giải đề cho tôi)
Tính oxi hoá của cation tăng theo giá trị thế điện cực chuẩn $E^0$ của cặp oxi hoá - khử tương ứng. Ta có: $E_{C{u}^{2+}/Cu}^0=+0,340\text{V}$; $E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,440\text{V}$; $E_{A{l}^{3+}/Al}^0=-1,676\text{V}$. Vì $+0,340>-0,440>-1,676$ nên tính oxi hoá giảm dần theo thứ tự: $C{u}^{2+}>F{e}^{2+}>A{l}^{3+}$. Kết quả này trùng với đáp án B đã cho trong tài liệu.

Vì $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=0,799V>E_{N{i}^{2+}/Ni}^0=-0,257V$ nên khi pin Galvani hoạt động ở điều kiện chuẩn:
- Cực dương (phản ứng khử): $A{g}^{+}+e^{-}\to Ag$, do đó Ag được tạo ra ở cực dương.
- Cực âm (phản ứng oxi hoá): $Ni\to N{i}^{2+}+2e^{-}$, do đó Ni${}^{2+}$ được tạo ra ở cực âm.
Đáp án B. (Nguồn: HƯỚNG DẪN CHẮM, trang 165: 12 - B; phương án B được tô đậm trong tài liệu gốc trang 159.)

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì dạng khử (kim loại) càng mạnh, càng dương thì kim loại càng yếu. So sánh: $E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,356V$ âm nhất $\Rightarrow$ Mg có tính khử mạnh nhất; $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,799V$ dương nhất $\Rightarrow$ Ag có tính khử yếu nhất. (Các giá trị còn lại: $A{l}^{3+}/Al=-1,676V$; $F{e}^{2+}/Fe=-0,44V$.) Vậy đáp án là Mg, Ag — khớp với đáp án nguồn A.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì tính khử của kim loại càng mạnh. So sánh: $E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,356V<E^0(A{l}^{3+}/Al)=-1,676V<E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V<E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,799V$. Vậy Mg có tính khử mạnh nhất (thế âm nhất) và Ag có tính khử yếu nhất (thế dương nhất). Đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì dạng khử (kim loại) càng mạnh: $E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,356$ V nhỏ nhất nên Mg có tính khử mạnh nhất. Thế càng dương thì kim loại càng yếu: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,799$ V lớn nhất nên Ag có tính khử yếu nhất. Vậy đáp án là Mg, Ag (khớp đáp án nguồn A).