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

(AI giải đề cho tôi)
Xét các cặp oxi hóa - khử với $E^0$: $N{a}^{+}/Na=-2,713$ V; $M{g}^{2+}/Mg=-2,356$ V; $C{u}^{2+}/Cu=+0,340$ V; $F{e}^{3+}/F{e}^{2+}=+0,771$ V.
(a) $E^0$ càng nhỏ thì dạng khử tương ứng càng mạnh: $E_{N{a}^{+}/Na}^0<E_{M{g}^{2+}/Mg}^0<E_{C{u}^{2+}/Cu}^0<E_{F{e}^{3+}/F{e}^{2+}}^0$ nên tính khử $Na>Mg>Cu>F{e}^{2+}$. Đúng.
(b) $E^0$ càng lớn thì dạng oxi hóa càng mạnh: $E_{F{e}^{3+}/F{e}^{2+}}^0=+0,771$ V $>E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,356$ V nên $F{e}^{3+}$ oxi hóa mạnh hơn $M{g}^{2+}$. Đúng.
(c) Phản ứng $Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}$ có $E_{cell}^0=0,771-0,340=+0,431$ V $>0$ nên phản ứng tự diễn ra, Cu tan trong dung dịch $F{e}_2(S{O}_4{)}_3$. Đúng.
(d) Na quá mạnh nên khi thả vào dung dịch $CuS{O}_4$, Na phản ứng với nước trước ($2Na+2H_{2}O\to 2NaOH+H_2$), sau đó $NaOH$ tác dụng với $CuS{O}_4$ tạo kết tủa $Cu(OH{)}_2$, không khử $C{u}^{2+}$ thành Cu. Sai.
Vậy các phát biểu đúng là (a), (b), (c) → đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Vì $E_{X^{+}/X}^0=-2,924\text{V}<E_{Y^{+}/Y}^0=+0,799\text{V}$ nên X là kim loại mạnh (tính khử mạnh), Y là kim loại yếu. Xét các phương án: (A) Sai, vì $E_{Y^{+}/Y}^0>0$ nên Y không tác dụng với HCl loãng. (B) Sai, trong pin X-Y, X có $E^0$ nhỏ hơn nên là anode (cực âm), không phải cathode. (C) Đúng, $E_{X^{+}/X}^0<E_{Y^{+}/Y}^0$ nên ion $X^{+}$ có tính oxi hóa yếu hơn ion $Y^{+}$. (D) Sai, X có tính khử mạnh hơn Y. Khẳng định đúng là C, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Tính oxi hoá của cation kim loại ở điều kiện chuẩn so sánh qua thế chuẩn cặp $M^{n+}/M$: $E^0(A{l}^{3+}/Al)=-1,66V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$; $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$; $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$. Thế chuẩn càng lớn thì tính oxi hoá càng mạnh, nên $A{g}^{+}$ có tính oxi hoá mạnh nhất. Đáp án khớp với đáp án nguồn (C).

(AI giải đề cho tôi)
Trong dãy điện hoá, thứ tự các cặp oxi hoá – khử được sắp xếp theo chiều tăng dần thế điện cực chuẩn: Mg^{2+}/Mg; Zn^{2+}/Zn; Pb^{2+}/Pb; Hg^{2+}/Hg. Cặp oxi hoá – khử đứng càng về phía đầu dãy (gần Mg) thì kim loại càng mạnh về tính khử, còn ion kim loại tương ứng càng yếu về tính oxi hoá. Do đó trong các ion Mg^{2+}, Zn^{2+}, Pb^{2+}, Hg^{2+}, ion có tính oxi hoá yếu nhất là Mg^{2+} (vì Mg là kim loại khử mạnh nhất, dễ bị oxi hoá nhất, nên Mg^{2+} rất khó bị khử trở lại). Kết quả trùng với đáp án nguồn: A.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy tính khử giảm dần: Na > Mg > Al > Fe, do đó thế điện cực chuẩn $E^0$ tăng dần theo chiều đó (kim loại càng khử mạnh thì cặp oxi hóa - khử tương ứng có $E^0$ càng âm). Giá trị chuẩn: $E_{N{a}^{+}/Na}^0=-2,71V$, $E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,37V$, $E_{A{l}^{3+}/Al}^0=-1,66V$, $E_{F{e}^{2+}/Fe}^0=-0,44V$. Vậy cặp có $E^0$ lớn nhất là $F{e}^{2+}/Fe$ (ít âm nhất), khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại khử được ion $H^{+}$ khi thế điện cực chuẩn của cặp $M^{n+}/M$ nhỏ hơn thế chuẩn của cặp $H^{+}/H_2$ ($E^0=0$ V). So sánh: $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,340$ V > 0, $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,799$ V > 0 nên Cu, Ag không khử được $H^{+}$. $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44$ V < 0 và $E^0(N{i}^{2+}/Ni)=-0,257$ V < 0 nên Fe và Ni khử được $H^{+}$: $Fe+2H^{+}\to F{e}^{2+}+H_2$, $Ni+2H^{+}\to N{i}^{2+}+H_2$. Vậy có 2 kim loại.

Đáp số: 2

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn $E^0$ của cặp $M^{n+}/M$ càng lớn nghĩa là dạng oxi hoá $M^{n+}$ có khả năng nhận electron càng mạnh (tính oxi hoá càng mạnh), đồng thời dạng khử $M$ có khả năng nhường electron càng yếu (tính khử càng yếu). Ví dụ: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V>E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,76V$, nên $A{g}^{+}$ là chất oxi hoá mạnh hơn $Z{n}^{2+}$, còn $Zn$ là chất khử mạnh hơn $Ag$. Do đó (1) là 'càng yếu' và (2) là 'càng mạnh'. Kết quả trùng với đáp án nguồn: B.

Đáp án A (được tô nền xanh trong bản gốc hướng dẫn giải).

Đáp án: 2

(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 $F{e}^{3+}$ (A đúng), và $Mn{O}_4^{-}$ oxi hóa được $F{e}^{2+}$ thành $F{e}^{3+}$ (B, D đúng). Do đó khi cho $Fe(N{O}_3{)}_3$ vào dung dịch $KMn{O}_4$ không xảy ra phản ứng oxi hóa – khử; $F{e}^{3+}$ không thể bị khử về $F{e}^{2+}$ bởi $Mn{O}_4^{-}$ vì $F{e}^{3+}$ có tính oxi hóa yếu hơn. Phát biểu C sai.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại có tính khử mạnh nhất là kim loại có thế điện cực chuẩn $E^0$ (cặp M${}^{n+}$/M) càng âm. 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 điện cực chuẩn âm nhất, Li dễ bị oxi hoá nhất nên có tính khử mạnh nhất. Đáp án: D.

Fe${}^{3+}$/Fe${}^{2+}$ có thế điện cực chuẩn cao nhất là +0,771 V, nên ion Fe${}^{3+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất.

Đáp án: A.
Vì $F{e}^{3+}/F{e}^{2+}=+0,771V>C{u}^{2+}/Cu=+0,340V$ nên Fe${}^{3+}$ có tính oxi hóa mạnh hơn Cu${}^{2+}$.

Đáp án: D (theo phương án được tô sáng trong ảnh hướng dẫn giải).

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại khử được H⁺ khi E⁰(Mⁿ⁺/M) < E⁰(H⁺/H₂) = 0 V. So sánh: Cu (+0,340 V) và Ag (+0,799 V) có E⁰ > 0 nên không khử được H⁺; Fe (−0,44 V) và Ni (−0,257 V) có E⁰ < 0 nên khử được H⁺ (ví dụ Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂↑). Vậy có 2 kim loại: Fe và Ni. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Tính oxi hóa của ion kim loại càng mạnh khi thế điện cực chuẩn $E^0$ của cặp oxi hóa – khử tương ứng càng lớn. So sánh các giá trị: $E_{\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}/Mg}^0=-2,356\mathrm{V}$; $E_{\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}/Zn}^0=-0,762\mathrm{V}$; $E_{\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}/Cu}^0=+0,34\mathrm{V}$; $E_{\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}/Ag}^0=+0,799\mathrm{V}$. Vì $E_{\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}/Mg}^0$ nhỏ nhất nên ion $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ có tính oxi hóa yếu nhất (tương ứng kim loại Mg có tính khử mạnh nhất). Đáp án khớp với đáp án nguồn: B.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy giảm dần tính khử: K > Mg > Al > Fe. Kim loại có tính khử mạnh nhất (K) có cặp oxi hóa – khử tương ứng K+/K với thế điện cực chuẩn âm nhất (E° = −2,93 V, nhỏ nhất so với Mg2+/Mg ≈ −2,37 V, Al3+/Al ≈ −1,66 V, Fe2+/Fe ≈ −0,44 V). Vậy đáp án D, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy tính khử giảm dần: Na > Mg > Al > Fe. Kim loại có tính khử mạnh nhất (Na) tương ứng cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ nhất. Thực tế: $E^0(N{a}^{+}/Na)=-2,71V<E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,37V<E^0(A{l}^{3+}/Al)=-1,66V<E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$. Vậy cặp có $E^0$ nhỏ nhất là $N{a}^{+}/Na$, khớp đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
So sánh thế điện cực chuẩn: $E_{F{e}^{3+}/F{e}^{2+}}^0=0,771V>E_{C{u}^{2+}/Cu}^0=0,34V>E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,762V$. Cặp có $E^0$ càng lớn thì tính oxi hóa của dạng oxi hóa càng mạnh. Do đó ở điều kiện chuẩn, tính oxi hóa của $C{u}^{2+}$ lớn hơn $Z{n}^{2+}$ nhưng yếu hơn $F{e}^{3+}$ → A đúng. B sai: $Cu$ chỉ khử được ion có $E^0$ lớn hơn $E_{C{u}^{2+}/Cu}^0$ (tức $F{e}^{3+}$), không khử được $Z{n}^{2+}$ vì $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0<E_{C{u}^{2+}/Cu}^0$. C sai: sức điện động pin Zn-Cu là $E^0=0,34-(-0,762)=1,102V$, không phải 0,42 V. D sai: trong pin Zn-Cu, Zn có $E^0$ nhỏ hơn nên bị oxi hóa, đóng vai trò cực âm (anode), không phải cathode.