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 (dung dịch, điều kiện chuẩn) khi cặp oxi hóa - khử M^{n+}/M có E° nhỏ hơn E° của cặp 2H^+/H_2 (= 0,00 V), vì khi đó phản ứng M + nH^+ → M^{n+} + (n/2)H_2 có suất điện động ε° = E°(H^+/H_2) − E°(M^{n+}/M) > 0.
- Na: E°(Na^+/Na) = −2,713 V < 0 → phản ứng.
- Zn: E°(Zn^{2+}/Zn) = −0,763 V < 0 → phản ứng.
- Fe: E°(Fe^{2+}/Fe) = −0,44 V < 0 → phản ứng.
- Cu: E°(Cu^{2+}/Cu) = +0,34 V > 0 → không phản ứng.
Vậy có 3 kim loại (Na, Zn, Fe) phản ứng được với HCl trong dung dịch ở điều kiện chuẩn.

Ion kim loại có tính oxi hoá càng mạnh thì thế điện cực chuẩn E° càng lớn.
Các giá trị E°:
Mg${}^{2+}$/Mg: –2,356 V
Zn${}^{2+}$/Zn: –0,762 V
Pb${}^{2+}$/Pb: –0,126 V
Hg${}^{2+}$/Hg: +0,853 V
E° nhỏ nhất là của cặp Mg${}^{2+}$/Mg, nên Mg${}^{2+}$ có tính oxi hoá yếu nhất.
→ Đáp án C. Mg${}^{2+}$.

(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.

(AI giải đề cho tôi)
So sánh thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa - khử: $E^0(A{l}^{3+}/Al)=-1,66V$; $E^0(F{e}^{2+}/Fe)=-0,44V$; $E^0(C{u}^{2+}/Cu)=+0,34V$; $E^0(A{g}^{+}/Ag)=+0,80V$. Ion có thế điện cực chuẩn càng lớn thì tính oxi hóa càng mạnh. Vì $+0,80V$ lớn nhất nên $A{g}^{+}$ có tính oxi hóa mạnh nhất trong bốn ion đã cho. Điều này cũng phù hợp với dãy hoạt động hóa học của kim loại: Ag đứng sau Cu, Fe, Al nên cation $A{g}^{+}$ dễ bị khử (tính oxi hóa mạnh) nhất. Đáp án khớp với đáp án nguồn (Câu 56: B).

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: $\boxed{Fe<Al<Mg}$

Đáp án : C
Dựa vào dãy điện hóa : Từ trái sang phải thì tính khử giảm dần

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).

Trong các cặp đã cho, chỉ $E_{{\text{Cu}}^{2+}/\text{Cu}}^{\circ }$ có giá trị dương, khoảng +0,34 V. Các cặp K${}^{+}$/K, Ba${}^{2+}$/Ba, Li${}^{+}$/Li đều có thế rất âm.
⇒ Đáp án C.

(1) Sai, Ba sẽ khử H${}_2$O trong dung dịch. Mg${}^{2+}$ không bị khử trong dung dịch.

(2) Đúng

(3) Sai, sắp xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là Mg, Na, Ba (thế điện cực chuẩn càng âm, tính khử của dạng khử càng mạnh).

(4) Đúng, HCO${}_3^{-}$ bị thủy phân tạo OH${}^{-}$ vượt trội hơn phân ly ra H${}^{+}$ nên dung dịch NaHCO${}_3$ có pH > 7.

(5) Đúng, Na và Mg cùng chu kỳ, Na đứng trước Mg nên có bán kính lớn hơn.

(AI giải đề cho tôi) Xét điều kiện xảy ra phản ứng oxi hóa – khử: phản ứng xảy ra khi suất điện động chuẩn E° > 0.

A. T + X${}^{3+}$ → T${}^{2+}$ + X${}^{2+}$: E° = E°(X${}^{3+}$/X${}^{2+}$) − E°(T${}^{2+}$/T) = −0,41 − (−0,26) = −0,15 V < 0 → không xảy ra.

B. Y + X${}^{3+}$ → Y${}^{2+}$ + X${}^{2+}$: E° = E°(X${}^{3+}$/X${}^{2+}$) − E°(Y${}^{2+}$/Y) = −0,41 − (−0,76) = +0,35 V > 0 → xảy ra.

C. Y + X${}^{3+}$ → Y${}^{2+}$ + X: không thỏa về điện tích (vế trái trung hòa, vế trái phải cân bằng electron; phản ứng Y + 2X${}^{3+}$ → Y${}^{2+}$ + 2X${}^{2+}$ mới có thể, còn tạo X thì E° = −0,91 − (−0,76) < 0) → không xảy ra.

D. Y + X${}^{2+}$ → Y${}^{2+}$ + X: E° = E°(X${}^{2+}$/X) − E°(Y${}^{2+}$/Y) = −0,91 − (−0,76) = −0,15 V < 0 → không xảy ra.

Vậy đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Cặp oxi hoá - khử phải được viết theo thứ tự dạng oxi hoá / dạng khử. A: $2H^{+}/H_2$ đúng (H⁺ là oxi hoá, H₂ là khử). B: $F{e}^{2+}/F{e}^{3+}$ viết ngược, vì Fe³⁺ là dạng oxi hoá và Fe²⁺ là dạng khử, phải viết là $F{e}^{3+}/F{e}^{2+}$ → không đúng. C: $2H_{2}O/2O{H}^{-}+H_2$ đúng (2H₂O oxi hoá thành H₂, kèm 2OH⁻). D: $C{u}^{2+}/Cu$ đúng (Cu²⁺ oxi hoá, Cu khử). Vậy kí hiệu biểu diễn không đúng là B.