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 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)
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.

(AI giải đề cho tôi)
Theo quy ước quốc tế, thế điện cực chuẩn của điện cực hydro chuẩn (cặp $2H^{+}/H_2$, $[H^{+}]=1M$, $P_{H_2}=1$ atm, $25°C$) được quy ước bằng $0$ V. Các cặp khác có thế chuẩn khác 0 V: $E_{N{a}^{+}/Na}^0=-2,71$ V, $E_{A{l}^{3+}/Al}^0=-1,66$ V, $E_{C{l}_2/2C{l}^{-}}^0=+1,36$ V. Vậy đáp án là B.

(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)
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)
Cặp oxi hoá - khử $M^{n+}/M$: $M^{n+}+neightleftharpoonsM$. Thế điện cực chuẩn $E^0$ càng lớn thì phản ứng khử $M^{n+}+neightarrowM$ càng dễ xảy ra, tức dạng oxi hoá $M^{n+}$ có tính oxi hoá càng mạnh; đồng thời dạng khử $M$ (kim loại) càng khó bị oxi hoá nên tính khử càng yếu. Vậy (1) là 'càng yếu' và (2) là 'càng mạnh' → đáp án D. Kết quả trùng với đáp án nguồn (18 - D).

a) Đúng.
b) Đúng.
c) Sai vì Zn${}^{2+}$/Zn = -0,76V < 2H${}^{+}$/H${}_2$ = 0,00V nên khi cho Zn vào dung dịch H${}_2$SO${}_4$ thì có khí H${}_2$ thoát ra.
d) Sai vì theo thế điện cực chuẩn thứ tự phản ứng xảy ra là: Mg + 2AgNO${}_3$ → Mg(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag (1); Fe + 2AgNO${}_3$ → Fe(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag (2); Cu + 2AgNO${}_3$ → Cu(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag (3). Sau phản ứng thu được 02 kim loại là Ag và Cu.
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Sai vì Zn${}^{2+}$/Zn = -0,76V < 2H${}^{+}$/H${}_2$ = 0,00V nên khi cho Zn vào dung dịch H${}_2$SO${}_4$ thì có khí H${}_2$ thoát ra.
d) Sai vì theo thế điện cực chuẩn thứ tự phản ứng xảy ra là:
Mg + 2AgNO${}_3$ $\to$ Mg(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag (1)
Fe + 2AgNO${}_3$ $\to$ Fe(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag (2)
Cu + 2AgNO${}_3$ $\to$ Cu(NO${}_3$)${}_2$ + 2Ag (3)
Sau phản ứng thu được 02 kim loại là Ag và Cu.

(AI giải đề cho tôi)
So sánh khả năng nhận electron (tính oxi hóa) của các ion kim loại dựa trên thế điện cực chuẩn: $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$; $E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,76V$; $E^0(C{a}^{2+}/Ca)=-2,87V$. Thế điện cực chuẩn càng lớn thì ion có tính oxi hóa càng mạnh. Vậy $A{g}^{+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất (ví dụ $A{g}^{+}$ oxi hóa được Cu, còn $C{a}^{2+}$, $Z{n}^{2+}$, $F{e}^{2+}$ hầu như không có tính oxi hóa trong điều kiện thường). Đáp án khớp với đáp án nguồn 55B.

(AI giải đề cho tôi)
Tính oxi hóa của cation kim loại tăng khi kim loại có thế điện cực chuẩn cao. So sánh: Ca²⁺ và Zn²⁺ (kim loại hoạt động mạnh, E° rất âm) và Fe²⁺ (E° = −0,44 V) có tính oxi hóa yếu; Ag⁺ có E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V cao nhất, dễ khử về kim loại Ag nhất nên Ag⁺ có tính oxi hóa mạnh nhất. Khẳng định khớp đáp án nguồn (B).

(AI giải đề cho tôi)
Cu tan khi cation có E° lớn hơn E°(Cu2+/Cu)=0,340 V. HCl: E°(H+/H2)=0 < 0,340 V nên không phản ứng; ZnCl2: E°(Zn2+/Zn)=-0,763 V; NiCl2: E°(Ni2+/Ni)=-0,257 V, đều không oxi hoá được Cu. FeCl3: E°(Fe3+/Fe2+)=0,771 V > 0,340 V nên Fe3+ oxi hoá Cu: Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+. Vậy Cu hoà tan trong dung dịch FeCl3 1 M, khớp đáp án nguồn (Câu 17: D).

(AI giải đề cho tôi)
Ion có tính oxi hóa mạnh nhất tương ứng với cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn $E^0$ càng dương. So sánh: $E^0(\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}/Ag)=+0,799\text{V}$; $E^0(\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}/Cu)=+0,340\text{V}$; $E^0(\mathrm{N}{\mathrm{i}}^{2+}/Ni)=-0,257\text{V}$; $E^0(\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}/Fe)=-0,44\text{V}$. Vì $+0,799$ lớn nhất nên $\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ có tính oxi hóa 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).

(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.

Hướng dẫn: d) Sai vì Na sẽ phản ứng với nước trước rồi mới phản ứng với CuSO4.

(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).

Đáp số: 2