Chuyên đề 1: Dãy điện hóa của kim loại

CHUYÊN ĐỀ 1.	DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
I. Cặp oxi hóa – khử của kim loại
	Mn+ 	+ 	ne 	« 	M
 	 Dạng oxi hóa	 	 Dạng khử
Cặp oxi hóa khử:	Mn+/M
II. Pin điện hóa
	Pin điện hóa là dụng cụ sinh ra dòng điện nhờ những phản ứng hóa học xảy ra trên các điện cực.
	Quy ước:	Cực âm nằm bên trái, cực dương nằm bên phải.
	Ví dụ:	(-) Zn/ZnSO4//CuSO4/Cu (+)
	Các quá trình xảy ra tại các cực:	Cực âm (anot): 	Zn - 2e = Zn2+ 
Cực dương (catot):	Cu2+ + 2e = Cu
Phản ứng tổng quát xảy ra trong pin là: Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
	Sức điện động của pin là hiệu thế cực đại giữa 2 điện cực: E = j+ - j-
III. Thế điện cực chuẩn của kim loại
2.1. Điện cực hidro chuẩn
	Tấm Pt có phủ muội Pt nhúng vào dung dịch H+ nồng độ 1M (2H+/H2).
	Quy ước 	(V)	ở mọi nhiệt độ.
2.2. Thế điện cực chuẩn của kim loại
	Mỗi cặp oxi hóa khử có một thế điện cực chuẩn. Thế điện cực của kim loại mà nồng độ ion kim loại trong dụng dịch bằng 1M được gọi là điện cực chuẩn.
	Để đo một thế điện cực chuẩn của 1 cặp oxi hóa khử, ta thiết lập 1 pin điện hóa gồm điện cực chuẩn kim loại và điện cực hidro chuẩn. Điện cực hidro chuẩn luôn luôn nằm ở bên trái.
	Thế điện cực chuẩn kim loại bằng sức điện động của pin, vì thế điện cực hidro chuẩn bằng 0.
	Nếu kim loại đóng vai trò cực âm 	® thế điện cực chuẩn kim loại có giá trị âm
	Nếu kim loại đóng vai trò cực dương	® thế điện cực chuẩn kim loại có giá trị dương
Ví dụ:	xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag+/Ag
	Nối điện cực bạc với điện cực hidro chuẩn bằng điện kế, điện cực hidro chuẩn ở bên trái. Thấy điện kế chỉ +0,8V. Vậy thế điện cực chuẩn của cặp Ag+/Ag bằng +0,8V.
	Anot:	H2 - 2e = 2H+	Catot:	Ag+ + 1e = Ag 
	2Ag+ + H2 = 2Ag + 2H+
IV. Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại
Li+/Li, K+/K, Ba2+/Ba, Ca2+/Ca, Na+/Na, Mg2+/Mg, Al3+/Al, Mn2+/Mn, Zn2+/Zn, Cr3+/Cr, Fe2+/Fe, Ni2+/Ni, Sn2+/Sn, Pb2+/Pb, 2H+/H2, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+, Hg+/Hg, Ag+/Ag, Hg2+/Hg, Pt2+/Pt, Au3+/Au
V. Ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn của kim loại
5.1. So sánh tính oxi hóa khử
	 càng lớn ® tính oxi hóa của Mn+ càng mạnh, tính khử của M càng yếu
	 càng bé ® tính oxi hóa của Mn+ càng yếu, tính khử của M càng mạnh
5.2. Xác định chiều của phản ứng oxi hóa khử
Quy tắc a	< 	thì	Bm+ + A = An+ + B 
Ví dụ:	(0,34V) < (0,8V)	 nên	Ag+ + Cu = Cu2+ + Ag 
	 (-1,66V) < (0V)	 nên	2H+ + Al = Al3+ + H2
5.3. Xác định sức điện động chuẩn của pin điện hóa
E = j+ - j-
5.4. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa khử
j+ = E + j-
j- = j+ - E
BÀI TẬP DÃY ĐIỆN HÓA
Câu 1. Cho phản ứng : M + CuSO4 ® MSO4 + Cu ; Kim loại M là : 
A. Ca ; Mg	B. Al ; Mg	C. Zn ; Fe	D. Na ; Ca 
Câu 2. Tính chất hóa học cơ bản của kim loại là:
A. Tác dụng với phi kim tạo muối	B. Tác dụng với axit tạo muối và hiđro
C. Đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối   	D. Có tính khử, bị oxi hóa tạo hợp chất
Câu 3. Từ phương trình ion thu gọn sau: 	Cu + Ag+ ® Cu2+ + 2Ag
Kết luận nào dưới đây không đúng? 
	A. Cu2+có tính oxi hoá mạnh hơn Ag+	B. Cu có tính khử mạnh hơn Ag
	C. Ag+ có tính oxi hoá mạnh hơn Cu2+	D. Cu bị oxi hoá bởi ion Ag+
Câu 4. Ngâm miếng sắt vào dung dịch H2SO4 loãng. Thêm vào vài giọt CuSO4. Hiện tượng:
A. Khí bay ra không đổi   	B. Khí bay ra nhiều hơn 
C. Khí thoát ra ít hơn   	D. Khí ngừng thoát ra (do Cu bao quanh Fe)
Câu 5. Cho các cặp điện cực: Mg - Zn, Cu - Ag, Fe - Al, những kim loại đóng vai trò cực âm:
A. Mg, Cu, Al	B. Zn, Ag, Fe	C. Zn, Ag, Al	D. Mg, Cu, Fe
Câu 6. Kim loại Zn khử được ion nào sau đây? 
A. Fe2+	B. Rb+	C. Mg2+	D. Sr2+
Câu 7. Khi hoà tan Al trong HCl. Thêm vào vài giọt CuSO4 thì sự hoà tan Al xảy ra thế nào? 
A. Xảy ra nhanh hơn	B. Xảy ra chậm hơn 	C. Không xảy ra nữa	D. Không thay đổi
Câu 8. Cho một đinh sắt dư vào 20 ml dung dịch muối nitrat kim loại X có nồng độ 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, tất cả kim loại X tạo ra bám vào đinh sắt còn dư, thu được dung dịch D. Khối lượng dung dịch D giảm 0,16 gam so với dung dịch nitrat X lúc đầu. X là:
A. Cu               	B. Ni               	C. Hg             	D.  Kim loại khác
Câu 9. Nhúng một lá nhôm vào dung dịch CuSO4 sau một thời gian lấy lá nhôm ra khỏi dung dịch thì thấy khối lượng dung dịch giảm 1,38g. Khối lượng Al đã phản ứng là:
A. 0,27g               	B. 0,81g               	C. 0,54g             	D. 0,59g
Câu 10. Cho = -0,76 V; = 0,34 V; = -0,23 V. Sắp xếp các cation theo chiều tính oxi hoá giảm dần:
A. Ni2+,Cu2+, Zn2+	B. Cu2+, Zn2+,Ni2+	C. Cu2+, Ni2+, Zn2+	D. Ni2+,Zn2+,Cu2+
Câu 11. Cho phản ứng hoá học xảy ra trong pin điện hoá: Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 
(Biết = -0,76 V; = 0,34 V). Suất điện động chuẩn của pin điện hoá trên là:
A. -0,42V. 	B. -1,10V. 	C. +1,10V. 	D. +0,42V.
Câu 12. Nhúng một thanh Cu vào 200ml dung dịch AgNO3 1M, khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, toàn bộ Ag tạo ra đều bám vào thanh Cu, khối lượng thanh Cu sẽ:
A. tăng 4,4 gam. 	B. tăng 15,2 gam. 	C. giảm 6,4 gam. 	D. tăng 21,6 gam.
Câu 13. Cho các phản ứng xảy ra sau đây: 
(1) AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag ¯	 	(2) Mn +2HCl → MnCl2+ H2­
Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là:
A. Mn2+, H+, Fe3+, Ag+. 	B. Ag+, Fe3+, H+, Mn2+. 
C. Ag+, Mn2+, H+, Fe3+. 	D. Mn2+, H+, Ag+, Fe3+.
Câu 14. Trong pin điện hóa Zn-Cu, quá trình khử trong pin là
A. Zn2+ + 2e ® Zn. 	B. Cu ® Cu2+ + 2e.	C. Cu2+ + 2e ® Cu. 	D. Zn ® Zn2+ + 2e
Câu 15. Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính oxi hóa trong các phản ứng sau là:
4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O.	 2HCl + Fe → FeCl2 + H2.
14HCl + K2Cr2O7 → 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O. 6HCl + 2Al → 2AlCl3 + 3H2
16HCl + 2KMnO4 → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O.
A. 2. 	B. 1. 	C. 4. 	D. 3.
Câu 16. Biết rằng ion Pb2+ trong dung dịch oxi hóa được Sn. Khi nhúng hai thanh kim loại Pb và Sn được nối với nhau bằng dây dẫn điện vào một dung dịch chất điện li thì
A. Pb và Sn đều bị ăn mòn điện hoá. 	 B. Pb và Sn đều không bị ăn mòn điện hoá.
C. Chỉ có Pb bị ăn mòn điện hoá. 	 D. Chỉ có Sn bị ăn mòn điện hoá.
Câu 17. Một pin điện hoá có điện cực Zn nhúng trong dung dịch ZnSO4 và điện cực Cu nhúng trong dung dịch CuSO4. Sau một thời gian pin đó phóng điện thì khối lượng
A. Điện cực Zn và Cu đều tăng. B. điện cực Zn giảm, khối lượng điện cực Cu tăng.
C. Điện cực Zn và Cu đều giảm. D. điện cực Zn tăng, khối lượng điện cực Cu giảm.
Câu 18. Cho suất điện động chuẩn các pin: Eo(Cu-X) = 0,46V; Eo(Y-Cu) = 1,1V; Eo(Z-Cu) = 0,47V
Dãy các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ là:
A. Z, Y, Cu, X. 	B. X, Cu, Z, Y. 	C. Y, Z, Cu, X. 	D. X, Cu, Y, Z.
Câu 19. Số phản ứng oxi hoá khử trong các phản ứng sau là:
Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O	
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O	
O3 → O2 + O
2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O
4KClO3 KCl + 3KClO4
A.5. 	B. 2. 	C. 3. 	D. 4.
Câu 20. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá trong bốn thí nghiệm sau là:
- TN1: Cho thanh Fe vào dung dịch FeCl3	
- TN2: Cho thanh Fe vào dung dịch CuSO4
- TN3: Cho thanh Cu vào dung dịch FeCl3	
- TN4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi cho vào dung dịch HCl.
A. 1. 	B. 2. 	C. 4. 	D. 3.
Câu 21. Những kết luận nào sau đây đúng, từ dãy điện hóa:
	1. Kim loại càng về bên trái thì càng hoạt động (càng dễ bị oxi hóa); các ion của kim loại đó có tính oxi hóa càng yếu (càng khó bị khử).
	2. Kim loại đặt bên trái đẩy được kim loại đặt bên phải (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối.
	3. Kim loại không tác dụng với nước đẩy được kim loại đặt bên phải (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối.
	4. Kim loại đặt bên trái hidro đẩy được hidro ra khỏi dung dịch axit không có tính oxi hóa.
	5. Chỉ những kim loại đầu dây mới đẩy được hidro ra khỏi nước.
	A. 1, 2, 3, 4	B. 1, 3, 4, 5	C. 1, 2, 3, 4, 5	D.2, 4
Câu 22. Cho các cặp chất sau, cặp chất nào phản ứng được với nhau:
	A. Zn và dung dịch CuSO4	B. Cu và dung dịch AgNO3
	C. Ag và dung dịch HCl	D. Cả A và B
Câu 23. Nung 11,2g Fe vào 26g Zn với một lượng dư lưu huỳnh. Sản phẩm của phản ứng cho hòa tan hàn toàn trong axit HCl. Khí sinh ra được dẫn vào dung dịch CuSO4. Thể tích dung dịch CuSO4 10% (d = 1,1) cần phải lấy để hấp thụ hết khí sinh ra (ml):
	A. 500,6	B. 376,36	C. 872,72	D. 525,25
Câu 24. Cho 50,2 g hỗn hợp A ở dạng bột gồm Fe và một kim loại M có hóa trị không đổi bằng 2 (đứng trước H trong dãy điện hóa). Chia A thành 2 phần bằng nhau. Cho phần I tác dụng với dung dịch HCl dư thấy có 0,4 mol khí H2. Cho phần II tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng đun nóng thấy thoát ra 0,3 mol khí NO duy nhất. Hỏi M là kim loại nào? 
(Cho Mg = 24, Sn = 119, Zn = 65, Ni = 59)
	A. Mg	B. Sn	C. Zn	D. Ni
Câu 25. Cho m1 gam Mg vào dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol FeSO4. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ kết tủa được dung dịch A chứa 2 kim loại. Sau khi thêm NaOH dư vào dung dịch A được kết tủa B. Nung B ngoài không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn C nặng m2 gam. Tính m1.
ĐÁP ÁN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
A
B
A
A
A
D
C
C
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
C
B
A
C
A
D
B
B
D
B
21
22
23
24
B
D
C
C
Câu 4. Ban đầu:	Fe + H2SO4 ® FeSO4 + H2
Khi cho CuSO4 vào thì xảy ra phản ứng:	Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu
	Cu tạo ra bám trên Fe ® đủ điều kiện để xảy ra sự ăn mòn điện hóa học (bản chất của sự ăn mòn hóa học là tạo ra 1 pin điện hóa).
	Lúc này Fe trở thành cực âm, Cu trở thành cực dương. Các ion H+ của H2SO4 di chuyển về cực dương, nhận electron (các electron này di chuyển từ cực âm sang cực dương) và bị khử thành H2 nên làm cho bọt khí thoát ra nhiều hơn.
Câu 8. 	nFe + 2X(NO3)n ® nFe(NO3)2 + 2X
	 (mol) ® (mol)
®	
n
1
2
3
X
108
136
164
® Ag
Câu 25. 
m1 = 24(a+x)
m2 = 40.(a+x) + 80.(b-x)