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)
Xét điều kiện chuẩn: A đúng vì kim loại có E° < −0,40 V (Al: −1,66; Zn: −0,76; Fe: −0,44) khử được Cd²⁺ → 3 kim loại. B đúng vì E° càng nhỏ tính khử càng mạnh: Au(1,50)<Ag(0,80)<Cu(0,34)<Fe(−0,44)<Zn(−0,76)<Al(−1,66). C sai: Zn làm anode khi ghép với các cặp có E° lớn hơn −0,76 V, tức Cu, Fe, Au, Ag → có 4 pin Galvani (Zn–Cu, Zn–Fe, Zn–Au, Zn–Ag), không phải 3. D đúng: sức điện động chuẩn lớn nhất là pin Al–Au: EMF° = 1,50 − (−1,66) = 3,16 V > 3,1 V.

(AI giải đề cho tôi) Từ phản ứng (1): $X^{2+}$ bị oxi hoá thành $X^{3+}$ còn $Y^{+}$ bị khử thành $Y$, nên $Y^{+}$ là chất oxi hoá mạnh hơn $X^{3+}$, suy ra $E_{Y^{+}/Y}^0>E_{X^{3+}/X^{2+}}^0$. Từ phản ứng (2): $X^{3+}$ oxi hoá $X$ thành $X^{2+}$, nên $E_{X^{3+}/X^{2+}}^0>E_{X^{2+}/X}^0$. Vậy thứ tự: $E_{Y^{+}/Y}^0>E_{X^{3+}/X^{2+}}^0>E_{X^{2+}/X}^0$.

(AI giải đề cho tôi)
Xét thế điện cực chuẩn: $E^0(M{g}^{2+}/Mg)=-2,356V<E^0(Z{n}^{2+}/Zn)=-0,76V$. Do đó Mg là chất khử mạnh hơn Zn, nhưng ngược lại ion kim loại có thế càng âm thì tính oxi hoá càng yếu, nên $M{g}^{2+}$ có tính oxi hoá YẾU hơn $Z{n}^{2+}$. Phát biểu A khẳng định $M{g}^{2+}$ oxi hoá mạnh hơn $Z{n}^{2+}$ là sai → chọn A. Các phát biểu còn lại đúng: (B) $E^0(F{e}^{3+}/F{e}^{2+})=0,771V>E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$ nên $F{e}^{3+}$ oxi hoá được Fe: $2F{e}^{3+}+Fe\to 3F{e}^{2+}$; (C) Zn có thế âm hơn sắt nên gắn tấm Zn bảo vệ tàu biển bằng phương pháp điện phân (anot hy sinh) là đúng; (D) Cu, Ag đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học nên không tác dụng với HCl.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại phản ứng với nước khi cặp M^n+/M có E° nhỏ hơn E° của cặp 2H2O/H2+OH^- (-0,42 V). So sánh: Na (-2,71 V), Mg (-2,36 V), Al (-1,68 V) đều < -0,42 V nên phản ứng được với nước; Cu có E° = +0,34 V > -0,42 V nên không phản ứng với nước ở điều kiện chuẩn.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng xảy ra khi $E_{cell}^0=E_{khử}^0-E_{oxih\acute{o}a}^0>0$. A: khử $C{r}^{3+}/C{r}^{2+}$ (-0,41), oxi hóa $Z{n}^{2+}/Zn$ (-0,76): $E^0=-0,41-(-0,76)=+0,35V>0$ → xảy ra. B: $E^0=-0,91-(-0,76)=-0,15V<0$. C: khử $C{r}^{3+}$ thành $Cr$ (qua $C{r}^{2+}/Cr$, $E^0=-0,91$): $E^0=-0,91-(-0,76)=-0,15V<0$. D: $E^0=-0,41-(-0,26)=-0,15V<0$. Vậy chỉ phản ứng A đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại phản ứng với nước khi cặp kim loại có $E^0$ < $E_{2H_{2}O/H_2+2O{H}^{-}}^0=-0,42$ V (kim loại mạnh hơn nước, có thể khử H₂O). So sánh: Na ($-2,71$ V), Mg ($-2,36$ V), Al ($-1,68$ V) đều có $E^0<-0,42$ V nên phản ứng được với nước. Riêng Cu có $E_{C{u}^{2+}/Cu}^0=+0,34$ V $>-0,42$ V, không đủ mạnh để khử nước, nên Cu không phản ứng với nước ở điều kiện chuẩn.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng xảy ra khi $E_{cell}^0=E_{khử}^0-E_{oxih\acute{o}a}^0>0$. A: $E^0=-0,41-(-0,76)=+0,35V>0$ → xảy ra. B: $-0,91-(-0,76)=-0,15V<0$ → không xảy ra. C: $-0,91-(-0,76)=-0,15V<0$ → không xảy ra. D: $-0,41-(-0,26)=-0,15V<0$ → không xảy ra. Vậy chỉ phản ứng A đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Pin Cu–X: $E^0=E_{C{u}^{2+}/Cu}^0-E_{X^{2+}/X}^0=0,459\Rightarrow E_X^0=0,34-0,459=-0,119$ V. Pin Y–Cu: $E_Y^0-0,34=2,016\Rightarrow E_Y^0=2,356$ V. Pin Z–Cu: $E_Z^0-0,34=2,696\Rightarrow E_Z^0=3,036$ V. Kim loại có $E^0$ cặp $M^{2+}/M$ càng nhỏ thì tính khử càng mạnh, nên thứ tự giảm dần tính khử: $Z(3,036)>Y(2,356)>Cu(0,34)>X(-0,119)$, tức Z, Y, Cu, X — khớp đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy điện hoá sắp xếp các cặp oxi hoá - khử theo chiều tăng dần thế điện cực chuẩn $E^0$. Đáp án C, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì tính khử của kim loại càng mạnh. 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 chuẩn âm nhất nên Li là kim loại có tính khử mạnh nhất.

(AI giải đề cho tôi)
Thế điện cực chuẩn càng âm thì tính khử của kim loại càng mạnh. So sánh: $E_{L{i}^{+}/Li}^0=-3,040V<E_{M{g}^{2+}/Mg}^0=-2,356V<E_{Z{n}^{2+}/Zn}^0=-0,762V<E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,799V$. Do đó Li có thế chuẩn âm nhất, dễ bị oxi hoá nhất, tính khử mạnh nhất. Khớp với đáp án A được đánh dấu trong bản gốc.

(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)
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)
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.