BÀI 10: THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Cho hai kim loại X và Y cùng hai cation tương ứng là X^m+ và Yⁿ⁺. Xét phản ứng hóa học:

1. Phản ứng hóa học trên thuộc loại phản ứng nào?
2. Có thể dự đoán chiều của phản ứng hóa học trên dựa vào cơ sở nào?

Đáp án chuẩn:

a) oxi hóa – khử.

b) thế điện cực chuẩn.

I. CẶP OXI HÓA – KHỬ CỦA KIM LOẠI

Câu hỏi 1: Cho hai phản ứng sau: 

Hãy xác định chất oxi hóa, chất khử trong mỗi phản ứng trên.

Đáp án chuẩn:

 (1): Chất oxi hóa là Cu²⁺, chất khử là Zn.

 (2): Chất oxi hóa là Ag⁺, chất khử là Cu.

Luyện tập 1: Viết các cặp oxi hóa – khử của các kim loại trong hai phản ứng (1) và (2) ở trên.

Đáp án chuẩn:

 (1): Zn²⁺/Zn và Cu²⁺/Cu.

 (2): Cu²⁺/Cu và Ag⁺/Ag.

Luyện tập 2: Hãy viết cặp oxi hóa – khử của các kim loại trong dãy sau:

Đáp án chuẩn:

Mg²⁺/Mg, Al³⁺/Al, Zn²⁺/Zn, Fe³⁺/Fe, Fe²⁺/Fe, Fe³⁺/Fe²⁺, Sn²⁺/Sn, Pb²⁺/Pb, H⁺/H, Cu²⁺/Cu, Ag⁺/Ag và Au³⁺/Au.

II. THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

Câu hỏi 2: So sánh thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử Fe²⁺/Fe và Pb²⁺/Pb. Từ đó, so sánh tính oxi hóa của Fe²⁺ và Pb²⁺, tính khử của Fe và Pb.

Đáp án chuẩn:

;Tính oxi hóa ; tính khử .

Luyện tập 3: Hãy sắp xếp các ion sau theo chiều tăng dần tính oxi hóa: Na⁺, Zn²⁺, Au³⁺, Ni²⁺, H⁺.

Đáp án chuẩn:

 Na⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, H⁺, Au³⁺.

Câu hỏi 3: Phản ứng nào sau đây có thể xảy ra ở điều kiện chuẩn? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

a) Xảy ra do tính oxi hóa của và tính khử của  

b) Không xảy ra do tính oxi hóa của mà tính khử của  

BÀI TẬP

Bài 1: Kim loại M tan được trong dung dịch HCl 1 M ở 25^oC tạo muối MCl_n và H₂. Hãy so sánh giá trị thế điện cực chuẩn của cặp Mⁿ⁺/M và 2H⁺/H₂. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

 .

Bài 2: Cho các cặp oxi hóa – khử sau:

1. Mg²⁺/Mg và Cu²⁺/Cu.
2. Zn²⁺/Zn và Fe²⁺/Fe.
3. Ag⁺/Ag và Au³⁺/Au.

Viết các phương trình hóa học của phản ứng theo chiều tự diễn biến từ các cặp oxi hóa – khử tương ứng đã cho.

Đáp án chuẩn:

1. .
2. .
3. .

Bài 3: Thế điện cực chuẩn của cặp M⁺/M (M là kim loại) bằng –3,040 V. Những phát biểu liên quan đến cặp oxi hóa – khử M⁺/M nào dưới đây là đúng?

Đáp án chuẩn:

a, b) Đúng.

c, d) Sai. 

Bài 4: Chromium (Cr) thường được sử dụng để mạ lên kim loại do Cr tạo được lớp phủ sáng bóng. Hãy cho biết thiết bị kim loại được mạ Cr có bền trong môi trường là dung dịch Fe(NO₃)₂ không. Giải thích.

Cho biết thế điện cực chuẩn của cặp Cr²⁺/Cr là –0,910 V.

Đáp án chuẩn:

Không bền. Vì tính oxi hóa của .