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 mạnh nhất là kim loại có thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử tương ứng nhỏ nhất. Trong các cặp trên, Li${}^{+}$/Li có $E^0$ = −3,040 V là nhỏ nhất, nên Li có tính khử mạnh nhất.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì cặp oxid hóa – khử có khả năng khử càng mạnh, tức kim loại dạng khử có tính khử mạnh hơn. So sánh các giá trị: $E_{\mathrm{L}{\mathrm{i}}^{+}/Li}^{\circ }=-3,040\mathrm{V}$, $E_{\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}/Mg}^{\circ }=-2,356\mathrm{V}$, $E_{\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}/Zn}^{\circ }=-0,762\mathrm{V}$, $E_{\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}/Ag}^{\circ }=+0,799\mathrm{V}$. Giá trị âm nhất thuộc về cặp $\mathrm{L}{\mathrm{i}}^{+}/Li$, do đó Li là kim loại có tính khử mạnh nhất trong số các kim loại đã cho. Đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 56: So sánh tính oxi hóa của các ion kim loại dựa trên thế điện cực chuẩn: $E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})=+0,77V$; $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$; $E^0(A{l}^{3+}/Al)=-1,66V$. Thế điện cực chuẩn càng lớn thì tính oxi hóa càng mạnh, do đó $F{e}^{3+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất (thể hiện rõ qua phản ứng $2F{e}^{3+}+2I^{-}\to 2F{e}^{2+}+I_2$). Kết quả trùng với đáp án nguồn: A.

Tính oxi hóa của $A{g}^{+}>F{e}^{3+}$ ⇒ Phát biểu A sai
Kim loại có tính chất vật lí chung như: Tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, ánh kim là do sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại ⇒ Phát biểu B đúng
Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử ⇒ Phát biểu C đúng
Nguyên tắc để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành kim loại: $M^{n+}+ne\to M$ ⇒ Phát biểu D đúng.
Đáp án A.

Kim loại có tính khử mạnh nhất tương ứng với cặp oxi hoá – khử có thế điện cực chuẩn E⁰ nhỏ nhất. Trong bảng, E⁰(Al³⁺/Al) = –1,676 V là nhỏ nhất, nên Al có tính khử mạnh nhất.

(AI giải đề cho tôi)
Xét khả năng khử - oxy hóa theo dãy điện cực chuẩn: A) Fe + 2Fe^{3+} → 3Fe^{2+} xảy ra vì E°(Fe^{3+}/Fe^{2+}) > E°(Fe^{2+}/Fe). B) Ni + Mg^{2+} không xảy ra vì Mg đứng trước Ni trong dãy hoạt động hóa học (E°(Mg^{2+}/Mg) = -2,37 V < E°(Ni^{2+}/Ni) = -0,25 V), kim loại yếu hơn không thể khử ion của kim loại mạnh hơn. C) Ag^{+} + Fe^{2+} → Ag + Fe^{3+} xảy ra vì E°(Ag^{+}/Ag) = 0,80 V > E°(Fe^{3+}/Fe^{2+}) = 0,77 V. D) Cu + 2Ag^{+} → Cu^{2+} + 2Ag xảy ra vì Ag^{+} mạnh hơn Cu^{2+} trong dãy điện cực. Vậy trường hợp không xảy ra phản ứng là Ni + Mg^{2+}, đáp án B, khớp với đáp án nguồn (56-B).

Chọn A.

Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần

Li⁺ K⁺ Ba²⁺ Ca²⁺ Na⁺ Mg²⁺ Al³⁺ Mn²⁺ Zn²⁺ Cr³⁺ Fe²⁺ Ni²⁺ Sn²⁺ Pb²⁺ 2H⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Hg²⁺ Ag⁺ Pd²⁺ Au³⁺



Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H₂ Cu Fe²⁺ Hg Ag Pd Au

Tính khử của kim loại giảm dần

- Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn.
Theo chiều $E_{M{n}^{+}/M}^0$ tăng: Tính oxi hóa của ion kim loại càng tăng và tính khử của kim loại càng giảm.
- Dãy sắp xếp đúng theo chiều tính khử tăng dần là: $\boxed{Fe<Al<Mg}$

Phân tích: Dãy các kim loại được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa từ trái sang phải là Mg²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺.

(AI giải đề cho tôi)
Ion oxi hóa được Cu phải có khả năng oxi hóa mạnh hơn cặp Cu${}^{2+}$/Cu. Xét các cặp oxi hóa - khử: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V>E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$, nên $A{g}^{+}$ oxi hóa được Cu theo phản ứng: $2A{g}^{+}+Cu\to 2Ag+C{u}^{2+}$. Các ion còn lại: $K^{+}$ ($E^0=-2,93V$), $F{e}^{2+}$ ($E^0=-0,44V$), $A{l}^{3+}$ ($E^0=-1,66V$) đều có thế oxi hóa thấp hơn Cu, không oxi hóa được Cu. Đáp án khớp với nguồn: 59-A.

Từ (1): $F{e}^{2+}$ khử được $A{g}^{+}$ nên $$E^0(A{g}^{+}/Ag)>E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})$$ Từ (2): Fe khử được $F{e}^{3+}$ nên $$E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})>E^0(F{e}^{2+}/Fe)$$ Suy ra: $$A{g}^{+}/Ag>F{e}^{3+}/F{e}^{2+}>F{e}^{2+}/Fe$$

(AI giải đề cho tôi)
Xét thế chuẩn khử: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$; $E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})=+0,77V$; $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$. Tính oxi hóa của ion càng mạnh khi thế chuẩn khử của cặp tương ứng càng lớn, do đó chiều giảm dần tính oxi hóa là: $A{g}^{+}>F{e}^{3+}>C{u}^{2+}>F{e}^{2+}$. Kiểm tra bằng phản ứng thực tế: $Fe+2A{g}^{+}\to F{e}^{2+}+2Ag$; $Fe+C{u}^{2+}\to F{e}^{2+}+Cu$; $Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}$ (cho thấy $F{e}^{3+}$ oxi hóa được Cu, tức $F{e}^{3+}>C{u}^{2+}$); $F{e}^{3+}$ không oxi hóa được Ag (không có phản ứng $Ag+F{e}^{3+}$ tự diễn ra theo chiều tạo Ag⁺), phù hợp thứ tự trên. Kết quả trùng với đáp án nguồn: B.

(AI giải đề cho tôi)
Xét thế chuẩn khử của các cặp oxi hóa - khử: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$; $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$; $E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})=+0,77V$; $E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,76V$. Ion có thế khử chuẩn càng lớn thì tính oxi hóa càng mạnh. So sánh: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$ lớn nhất trong bốn giá trị, do đó $A{g}^{+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất (dễ khử về kim loại Ag nhất). Ví dụ $A{g}^{+}$ oxi hóa được Cu: $2A{g}^{+}+Cu\to 2Ag+C{u}^{2+}$, còn $Z{n}^{2+}$ hầu như không có tính oxi hóa. Đáp án: A, trùng với đáp án nguồn (55-A).

(a) Sai. Tính oxi hóa của $F{e}^{3+}$ mạnh hơn $C{u}^{2+}$.
(b) Sai. Theo quy tắc, thế điện cực càng lớn tính khử càng yếu. Thứ tự tính khử tăng dần đúng phải là: Ag < $F{e}^{2+}$ < Cu. (Do 0,799 > 0,771 > 0,34).
(c) Đúng. Vì $E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})<E^0(A{g}^{+}/Ag)$ (0,771 < 0,799). Theo quy tắc alpha, $F{e}^{2+}$ phản ứng được với $A{g}^{+}$: $F{e}^{2+}+A{g}^{+}\to F{e}^{3+}+Ag$.
(d) Đúng. Vì cả hai cặp $F{e}^{3+}/F{e}^{2+}$ và $A{g}^{+}/Ag$ đều có thế điện cực lớn hơn cặp $C{u}^{2+}/Cu$ nên chúng có tính oxi hóa mạnh hơn $C{u}^{2+}$ và oxi hóa được Cu. $Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}$; $Cu+2A{g}^{+}\to C{u}^{2+}+2Ag$.

Mg${}^{2+}$/Mg có thế điện cực chuẩn âm nhất nên Mg${}^{2+}$ có tính oxi hoá yếu nhất trong dãy.

(1) ⟶ Tính oxi hóa $P{b}^{2+}<C{u}^{2+}$

(2) ⟶ Tính oxi hóa $P{b}^{2+}<A{g}^{+}$

(3) ⟶ Tính oxi hóa $C{u}^{2+}<A{g}^{+}$

⟶ Tính oxi hóa $P{b}^{2+}<C{u}^{2+}<A{g}^{+}$.

(AI giải đề cho tôi)
Ion có tính oxi hóa mạnh nhất là dạng oxi hóa của cặp có thế điện cực chuẩn $E^0$ lớn nhất. So sánh: $E^0(C{o}^{2+}/Co)=-0,28V>E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V>E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,76V>E^0(M{n}^{2+}/Mn)=-1,18V$. Vì $-0,28V$ là giá trị lớn nhất nên $C{o}^{2+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất. Kết quả trùng với đáp án nguồn: D.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0$ của cặp $M^{n+}/M$ càng lớn nghĩa là phản ứng khử $M^{n+}+ne\to M$ càng dễ xảy ra, nên dạng oxi hoá $M^{n+}$ có tính oxi hoá càng mạnh; đồng thời dạng khử $M$ (sản phẩm khử) càng khó bị oxi hoá trở lại nên tính khử càng yếu. Ví dụ: $E_{A{g}^{+}/Ag}^0>E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0$, do đó $A{g}^{+}$ oxi hoá mạnh hơn $Z{n}^{2+}$ còn $Zn$ khử mạnh hơn $Ag$. Vậy (1) là 'càng yếu' và (2) là 'càng mạnh', khớp với đáp án B trong đề.

(AI giải đề cho tôi)
Trong cặp oxi hóa - khử, chất khử mạnh hơn (Fe) khử được ion của kim loại yếu hơn (Cu²⁺) vì thế điện cực chuẩn $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V<E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$. Do đó phản ứng xảy ra là: $C{u}^{2+}+Fe\to Cu+F{e}^{2+}$, trong đó Fe bị oxi hóa (Fe → Fe²⁺ + 2e) và Cu²⁺ bị khử (Cu²⁺ + 2e → Cu). Các phương án B, C, D đều sai về chiều phản ứng hoặc không phản ứng được. Kết quả này trùng với đáp án A của đề (bảng đáp án trang 43 cho câu 2 là A).

Các cặp $M{g}^{2+}/Mg$, $A{l}^{3+}/Al$, $Z{n}^{2+}/Zn$ có $E^o$ nhỏ hơn $E_{C{r}^{3+}/C{r}^{2+}}^o$ nên Mg, Al, Zn khử được $C{r}^{3+}$ về $C{r}^{2+}$.

Từ các pin → Tính khử X < Cu; Cu < Y; Cu < Z
E°Y-Cu > E°Z-Cu nên tính khử Z < Y
Vậy chiều tăng dần tính khử là X < Z < Y