Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu và tính cấp thiết của đề tài
Bốn thành tố quan trọng trong quá trình dạy học là mục tiêu, nội dung,
phương pháp dạy học và kết quả. Một quá trình dạy học chỉ đạt hiệu quả và
chất lượng khi có một nội dung tốt được gắn liền với mối quan hệ hữu cơ của
3 thành tố còn lại. Đổi mới phương pháp dạy học là một nhu cầu tất yếu của
giáo viên. Trước sự phát triển như vũ bão của xu thế toàn cầu hóa, người giáo
viên phải tự xây dựng cho mình những hệ thống bài tập hóa học theo từng
chuyên đề nhằm phục vụ tốt nhất cho việc giảng dạy.
Để hòa chung vào dòng xu thế phát triển của cả thế giới, để không tụt
lại trong cuộc đua tri thức, đã đặt ra cho nền giáo dục nước nhà những đổi
mới trong nội dung, trong phương pháp dạy học cũng như trong kiểm tra đánh
giá. Trắc nghiệm khách quan là một hình thức kiểm tra đánh giá đang được
Bộ GD - ĐT áp dụng cho bộ môn hóa học. Tuy nhiên, hình thức này đòi hỏi
một lượng kiến thức rất lớn, trải khắp chương trình giúp học sinh hiểu vấn đề
một cách “rộng” và để học sinh hiểu được “sâu” thì phải có những chuyên đề
về từng nội dung cụ thể.
Thực tế đã có nhiều tài liệu đề cập đến các phương pháp dành cho
những dạng bài điển hình như: Phương pháp sử dụng định luật bảo toàn
electron, phương pháp sử dụng định luật bảo toàn khối lượng…và cũng đã có
rất nhiều tác giả nghiên cứu về các vấn đề xung quanh dãy điện hoá như:
“Phản ứng điện hoá và ứng dụng” của Trần Hiệp Hải, hay “Cơ sở lý thuyết
các phản ứng hoá học” của Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách, và nhiều sách trắc
nghiệm hoá học vô cơ trong chương trình hoá học THPT hoặc các bài viết
đăng tải trên mạng internet đề cập đến lý thuyết về dãy điện hoá. Ngoài ra có
nhiều tạp chí hoá học, nhiều bài báo, và nhiều chương tình dạy học trực tuyến
cũng đã đề cập đến vấn đề này. Tuy nhiên đây chỉ là những tài liệu đề cập đến
một mặt hoặc một phần riêng lẻ của vấn đề hoặc lại đề cập đến tất cả các vấn
đề trong hoá vô cơ vì vậy khi đọc những tài liệu này người đọc sẽ khó hình
dung và nhận ra vai trò và ý nghĩa của dãy điện hoá ở trong đó. Kiến thức thu
được về dãy điện hoá không thật sự rõ ràng và sâu sắc. Ví dụ: phương pháp
giải bài tập điện phân của Hồ Chí Tuấn được đăng tải ngày 07/05/2010
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 1
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
( – thư viện bài giảng đề thi trắc nghiệm) có trình bày các
bài tập điện phân – một loại bài tập cần vận dụng lý thuyết về dãy điện hoá,
trong đó tác giả chủ yếu trình bày phương pháp giải một số dạng bài cụ thể,
cách giải chi tiết cho một số bài, nhưng không thể hiện rõ sự có mặt của của
việc vận dụng “dãy điện hoá”. Như vậy, chưa thực sự có một tài liệu nào trình
bày một cách cụ thể, chi tiết, sâu sắc và toàn diện về những ứng dụng của dãy
điện hoá trong việc giải bài tập hoá học (có liên quan).
Để giúp học sinh hiểu một cách bản chất vấn đề và có thể giải bài tập
hoá học một cách hiệu quả nhất tác giả cho rằng cần có một tài liệu tham khảo
về phần thế điện cực chuẩn, dãy điện hóa của kim loại. Những kiến thức này
sẽ giúp học sinh hiểu sâu sắc vấn đề đồng thời giúp các em phát huy tốt khả
năng tư duy sáng tạo, khả năng tự rèn luyện, lĩnh hội tri thức, đáp ứng được
nhu cầu học tập ngày càng cao của học sinh, cung cấp cho các em kĩ năng tư
duy giải toán hóa học (có liên quan) và hình thành một hệ thống lý thuyết
logic, giúp các em suy đoán được chiều hướng phản ứng cũng như khả năng
phản ứng của các chất. Việc làm này là một khâu không thể thiếu khi làm bài
tập hóa học vì có viết được phương trình phản ứng thì mới có thể giải quyết
các yêu cầu khác của bài tập.
Ngoài ra đây sẽ là tài liệu cho giáo viên trong quá trình giảng dạy và
cho học sinh trong quá trình học tập, ôn thi tốt nghiệp, thi đại học…
Với những lí do trên tác giả chọn đề tài: “Hệ thống bài tập trắc
nghiệm hoá học sử dụng lý thuyết về “dãy điện hoá” của kim loại ở trường
THPT”.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài giúp cho tác giả có điều kiện tiếp cận với những nội dung khoa
học hoá học từ đó nghiên cứu chắt lọc, tổng hợp thành tài liệu giúp người đọc
có cái nhìn tổng quát và sâu sắc toàn diện hơn về những nội dung liên quan
đến “dãy điện hóa”, giúp hình thành thế giới quan khoa học, khả năng tư duy
sáng tạo, phân tích, tổng hợp, tư duy khoa học logic và có một phương pháp
luận phù hợp cho việc học tập bộ môn hoá học.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 2
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
- Đề tài là hệ thống các bài tập vận dụng lý thuyết về “dãy điện hoá” để
giải quyết bài toán hoá học (có liên quan) ở trường THPT. Thông qua những
nội dung nghiên cứu trong đề tài giáo viên có thể sử dụng để dạy học chương
“đại cương về kim loại” và một số tiết luyện tập của hoá vô cơ.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài giúp giáo viên, học sinh, các bậc phụ huynh và những ai quan
tâm đến tài liệu này hiểu sâu sắc hơn về “dãy điện hoá” cũng như những ứng
dụng của nó trong giải bài tập hoá học, từ đó có hướng vận dụng, lồng ghép
trong quá trình dạy, quá trình học giúp cho việc học, việc dạy trở nên hiệu quả
hơn, đạt được mục đích sư phạm.
- Đề tài là sự trình bày logic theo cách tăng dần về cấp độ khó trong
từng nội dung nên sẽ giúp người đọc thấy hứng thú, muốn khám phá và tích
cực tư duy học tập, từ đó giúp người dạy và người học giải quyết các bài tập
có liên quan một cách đơn giản mà hiệu quả, nhanh chóng, giúp việc học trở
nên không quá “vất vả” với học sinh.
- Đề tài giúp giáo viên và học sinh hiểu một cách sâu sắc về chiều
hướng và khả năng phản ứng của các chất đồng thời có sự hệ thống và phân
loại được các bài tập có liên quan tới “dãy điện hoá” của kim loại.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Hệ thống bài tập trắc nghiệm hoá học vô cơ sử dụng lý thuyết về: “dãy
điện hoá” của kim loại trong chương trình hoá học ở trường THPT.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Dãy điện hoá (Cặp OXH- K, thế điện cực chuẩn, sức điện động, pin
điện…).
- Hệ thống bài tập trắc nghiệm hoá học (có liên quan).
4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Thế điện cực chuẩn, dãy điện hóa và bài tập hóa học liên quan trong
chương trình hóa học phổ thông phần vô cơ lớp 12 ban nâng cao.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 3
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng “dãy điện hóa” như:
các khái niệm về thế điện cực, sức điện động, pin điện…và các lý thuyết khác
có liên quan.
- Nghiên cứu các ứng dụng của “dãy điện hóa” như: so sánh tính oxi
hóa, tính khử của các chất, xét khả năng và chiều hướng phản ứng, tính sức
điện động, và lồng ghép trong việc giải các bài tập hóa học khác.
- Nghiên cứu hệ thống các bài tập hóa học có lời giải cần sử dụng “dãy
điện hóa trong việc giải quyết yêu cầu của bài toán.
- Nghiên cứu một số bài toán tương tự, xây dựng thành hệ thống logic,
tăng dần cấp độ khó trong tư duy, giúp học sinh hiểu sâu sắc tạo hứng thú với
môn học.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 4
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Khái niệm về cặp oxi hoá - khử của kim loại
Trong phản ứng oxi hoá – khử, cation kim loại có thể nhận electron để
trở thành nguyên tử kim loại và ngược lại nguyên tử kim loại có thể nhường
electron để trở thành cation kim loại. [9, 114]
Ví dụ: Fe
2+
+ 2e → Fe
Fe – 2e → Fe
2+
hay Fe
2+
+ 2e Fe
tương tự: Cu
2+
+ 2e Cu
Ag
+
+ 1e Ag
Tổng quát: M
n+
+ ne M
Dạng oxi hóa Dạng khử
Vậy: “Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo
nên cặp OXH - K”.
Các cặp OXH - K trên được viết lại như sau:
Fe
2+
/Fe; Cu
2+
/Cu; Ag
+
/Ag
Tổng quát: M
n+
/M
1.2. Khái niệm về pin điện hoá
1.2.1. Khái niệm về pin điện hóa
Có 2 loại pin điện hoá là pin điện không có cầu nối chất lỏng và pin
điện có cầu nối chất lỏng. Để làm rõ khái niệm về pin điện hoá chúng ta cùng
xét loại pin điện thứ 2: Pin điện có cầu nối chất lỏng.
Có 2 cốc thuỷ tinh, một cốc chứa 50 ml dung dịch CuSO
4
1M, cốc kia
chứa 50 ml dung dịch CuSO
4
1M. Nhúng một lá Cu vào dung dịch CuSO
4
,
một lá Zn vào dung dịch ZnSO
4
. Nối hai dung dịch bằng một ống hình chữ U
đựng dung dịch NH
4
NO
3
(hoặc KNO
3
hoặc Na
2
SO
4
). Ống này được gọi là cầu
muối và thiết bị nói trên được gọi là “pin điện hoá”.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 5
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
1.2.2. Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa
Thí nghiệm:
Chuẩn bị sẵn pin điện hóa Zn – Cu, nối hai điện cực Zn và Cu bằng
một dây dẫn, trên dây có mắc nối tiếp một vôn kế:
- Xuất hiện dòng điện một chiều từ lá Cu (cực +) sang lá Zn (cực –)
nhưng chiều di chuyển của dòng electron mạch ngoài thì ngược lại, từ lá Zn
(cực –) sang lá Cu (cực +). Sức điện động của pin đo được là 1,10V .
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 6
Hình 1: sơ đồ pin điện hóa có cầu nối
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
- Điện cực Zn bị ăn mòn dần.
- Có một lớp kim loại đồng bám trên điện cực Cu.
- Màu xanh của cốc đựng dung dịch CuSO
4
bị nhạt dần.
Giải thích hiện tượng của thí nghiệm:
- Điện cực Zn bị oxi hóa: Zn → Zn
2+
+ 2e (sự mất electron xảy ra trên
bề mặt lá Zn và lá Zn trở thành nguồn electron nên đóng vai trò cực âm, các
electron theo dây dẫn đến cực Cu). Do vậy cực Zn bị ăn mòn.
- Trong cốc đựng dung dịch CuSO
4
, các ion Cu
2+
di chuyển đến lá Cu,
tại đây chúng bị khử thành Cu kim loại bám trên cực đồng: Cu
2+
+ 2e → Cu.
Nồng độ Cu
2+
trong dung dịch giảm dần, khiến cho màu xanh trong dung dịch
nhạt dần.
- Trong quá trình hoạt động của pin điện hóa Zn – Cu, nồng độ ion Zn
2+
trong cốc đựng dung dịch ZnSO
4
tăng dần, nồng độ ion Cu
2+
trong cốc kia
giảm dần. Đến một lúc nào đó, dòng electron trong dây dẫn không còn, dòng
điện tự ngắt.
- Để duy trì được dòng điện trong quá trình hoạt động của pin điện hóa,
người ta dùng cầu muối. Vai trò của cầu muối là trung hòa điện tích của 2
dung dịch: các ion dương Na
+
hoặc K
+
và Zn
2+
di chuyển qua cầu muối đến
cốc đựng dung dịch CuSO
4
. Ngược lại, các ion âm SO
4
2-
hoặc
3
NO
−
di chuyển
qua cầu muối đến dung dịch ZnSO
4
.
- Ở mạch ngoài (dây dẫn), dòng electron đi từ cực Zn sang cực Cu còn
dòng điện đi từ cực Cu sang cực Zn. Vì thế điện cực Zn được gọi là anot (nơi
xảy ra sự oxi hóa), điện cực Cu được gọi là catot (nơi xảy ra sự khử). Vậy
trong pin điện hóa, anot là cực âm còn catot là cực dương.
- Phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong pin điện hóa Zn – Cu
theo quy tắc α
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 7
Zn
Cu
0
pin
E 1,1V=+
Zn
2+
Cu
2+
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Theo quy tắc α pthương trình xảy ra trong pin điện như sau:
Cu
2+
+ Zn → Zn
2+
+ Cu
Kết luận:
- Có sự biến đổi nồng độ của các ion Cu
2+
và Zn
2+
trong quá trình hoạt
động của pin.
- Năng lượng của phản ứng OXH - K trong pin điện hóa đã sinh ra
dòng điện một chiều.
- Những yếu tố ảnh hưởng đến sức điện động của pin điện hóa là: nhiệt
độ, nồng độ của ion kim loại, bản chất của kim loại làm điện cực.
1.3. Khái niệm về thế điện cực, sức điện động.
1.3.1. Khái niệm về thế điện cực. [5, 25]
Khi nối hai lá kim loại bằng một dây dẫn sẽ đo được một dòng điện đi
từ điện cực dương (lá Cu) đến điện cực âm (lá Zn). Sự xuất hiện điện thế giữa
hai điện cực nói trên, tức là trên mỗi điện cực đã xuất hiện một “thế điện cực”
nhất định. Thế điện cực này xuất hiện là do giữa bề mặt kim loại và lớp dung
dịch bao quanh kim loại phát sinh một lớp điện tích kép dẫn tới một hiệu điện
thế cân bằng. Hiệu điện thế này được biểu thị ra Vôn và được gọi là thế điện
cực.
Để tính được thế điện cực của một cặp OXH - K sử dụng phương trình
Nernst như sau:
0
OXH/K OXH/K
0,059 [OXH]
lg
n [K]
ϕ =ϕ +
1.3.2. Khái niệm về sức điện động.
Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực (E
pin
), tức là hiệu thế điện cực
dương (
( )+
ϕ
) với hiệu thế điện cực âm (
( )−
ϕ
) được gọi là sức điện động của
pin điện hoá (E
pin
=
( )+
ϕ
–
( )−
ϕ
).
Khi pin làm việc ở một điều kiện nhất định, giá trị đọc được trên vôn
kế chính là hiệu điện thế giữa hai điện cực ở điều kiện đã cho. Hiệu điện thế
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 8
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
này chính là sức điện động của pin. Nếu các điều kiện (áp suất, nhiệt độ, nồng
độ….) thay đổi thì giá trị sức điện động cũng sẽ thay đổi.
Chú ý: Cho dù ở bất cứ điều kiện nào thì sức điện động của pin luôn
bằng thế điện cực của điện cực dương trừ đi thế điện cực của điện cực âm, do
đó E
pin
luôn lớn hơn 0: E
pin
=
( )+
ϕ
–
( )−
ϕ
> 0.
Vì ở pin điện cực dương chính là catot, còn điện cực âm chính là anot.
=> E
pin
=
catot
ϕ
–
anot
ϕ
.
1.3.3. Khái niệm thế điện cực chuẩn và sức điện động chuẩn.
Ta biết rằng thế điện cực và sức điện động của pin phụ thuộc vào bản
chất, nồng độ, nhiệt độ và áp suất của các chất tham gia vào phản ứng OXH –
K xảy ra trong pin. Khi pin làm việc ở 25
o
C, áp suất (với chất khí) là 1 atm,
nồng độ (chính xác hoạt độ) của các chất tham gia vào các quá trình OXH – K
ở các điện cực là 1M thì thế điện cực sẽ là thế điện cực chuẩn và sức điện
động là sức điện động chuẩn.
1.3.3.1.Thế điện cực chuẩn của kim loại.
Thế điện cực là đại lượng phức tạp, sức điện động chuẩn được đo bằng
vôn kế nhưng không thể đo được giá trị tuyệt đối thế điện cực của các điện
cực chuẩn. Để giải quyết khó khăn này người ta đưa ra một điện cực so sánh
và chấp nhận một cách quy ước rằng thế điện cực
của nó bằng không. Đó là điện cực hiđro chuẩn.
+ Điện cực hiđro chuẩn. [9, 117]
● Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn gồm
một tấm platin được phủ muội platin, nhúng trong
dung dịch axit có nồng độ ion H
+
là 1M. Bề mặt
điện cực hấp thụ khí hiđro, được thổi liên tục vào
dung dịch dưới áp suất 1 atm. Như vậy, trên bề
mặt điện cực hiđro xảy ra cân bằng OXH – K của
cặp OXH – K.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 9
Hình 2: Cấu tạo điện cực Hiđro
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
2 H
+
/H
2
: H
2
2 H
+
+ 2e
● Người ta chấp nhận một cách quy ước rằng thế điện cực của điện cực
hiđro chuẩn bằng 0,00V ở mọi nhiệt độ, tức là:
2
0
2H /H
0,00V
+
ϕ =
+ Thế điện cực chuẩn của kim loại. [9, 118]
Điện cực kim loại mà nồng độ ion kim loại trong dung dịch bằng 1M
và ở nhiệt độ 25
o
C được gọi là điện cực chuẩn.
Để xác định thế điện cực chuẩn của kim loại nào đó, ta thiết lập một pin
điện hoá gồm: điện cực chuẩn của kim loại cần xác định với điện cực hiđro
chuẩn. Vì thế điện cực của điện cực hiđro chuẩn được quy ước bằng không,
nên thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo được chấp nhận bằng sức điện
động của pin tạo bởi điện cực hiđro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần
đo.
Trong pin điện hoá nói trên, nếu kim loại đóng vai trò cực âm, thì thế
điện cực chuẩn của kim loại có giá trị âm hơn. Còn nếu kim loại đóng vai trò
cực dương, thì thế điện cực chuẩn của kim loại có giá trị dương hơn.
Ví dụ: Thế điện cực chuẩn của các cặp kim loại:
2
0
Zn /Zn
0,763V
+
ϕ = −
;
0
Ag /Ag
0,80V
+
ϕ =
. Điện cực Zn là cực âm, điện cực Ag là cực dương.
1.3.3.2. Sức điện động chuẩn.
Sức điện động đo được ở điều kiện chuẩn được gọi là sức điện động
chuẩn. Sức điện động chuẩn được ký hiệu và tính như sau:
0 0 0
pin ( ) ( )
E
+ −
=ϕ −ϕ
.
1.4. Dãy điện hoá của kim loại
1.4.1. Dãy điện hóa của kim loại. [9, 119]
Dãy điện hóa (dãy thế điện cực chuẩn) của kim loại là dãy sắp xếp các
kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn.
Dưới đây là dãy điện thế cực chuẩn ở 25
o
C của một số cặp OXH – K
M
n+
/M (M là những kim loại thông dụng) có trị số tính là vôn (V).
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 10
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại còn được gọi là dãy thế OXH – K
chuẩn của kim loại, hoặc dãy thế khử chuẩn của kim loại.
1.4.2. Ý nghĩa dãy điện hóa của kim loại.
1.4.2.1. So sánh tính oxi hóa – khử [9, 120]
Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại
n
0
M /M
+
ϕ
càng lớn
thì tính oxi hóa của cation M
n+
càng mạnh và tính khử của kim loại M càng
yếu và ngược lại. Hoặc dựa vào vị trí (nếu không cho biết thế điện cực chuẩn)
của các cặp OXH – K để so sánh.
Ví dụ 1: Cho biết các cặp OXH – K sau: Fe
2+
/ Fe; Cu
2+
/ Cu; Fe
3+
/Fe
2+
.
Tính oxi hoá tăng dần theo thứ tự nào sau đây?
A. Fe
3+
, Cu
2+
,
Fe
2+
B. Fe
2+
, Cu
2+
,
Fe
3+
C.
Cu
2+
,
Fe
3+
, Fe
2+
D. Cu
2+
,
Fe
2+
,
Fe
3+
Ví dụ 2: Cho các ion kim loại: Zn
2+
, Sn
2+
, Ni
2+
, Fe
2+
, Pb
2+
. Thứ tự tính
oxi hoá giảm dần là:
A. Zn
2+
> Sn
2+
> Ni
2+
> Fe
2+
>Pb
2+
B. Pb
2+
> Sn
2+
>Ni
2+
>Fe
2+
>
Zn
2+
B. Pb
2+
> Sn
2+
> Fe
2+
> Ni
2+
> Zn
2+
D. Sn
2+
> Ni
2+
>Zn
2+
> Pb
2+
>
Fe
2+
1.4.2.2. Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử
Xác định chiều của phản ứng OXH – K cũng là sự tìm hiểu về phản
ứng đó trong điều kiện tự nhiên có xảy ra hay không. Có một số phương pháp
xác định chiều của phản ứng OXH – K:
* Phương pháp định tính
- Kim loại của cặp OXH – K có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn khử được
cation kim loại của cặp OXH – K có thế điện cực chuẩn lớn hơn (nói cách
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 11
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
khác, cation kim loại trong cặp OXH – K có thế điện cực chuẩn lớn hơn có
thể oxi hóa được kim loại trong cặp có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn).
- Ví dụ: ion Pb
2+
có oxi hóa được Zn hay không trong phản ứng:
Pb
2+
(dd) + Zn(r) → Pb(r) + Zn
2+
(dd)
Nếu phản ứng hóa học trên xảy ra giữa 2 cặp OXH – K Pb
2+
/Pb và
Zn
2+
/Zn, ta viết các cặp OXH – K trên theo trình tự: cặp nào có giá trị
0
ϕ
lớn
hơn ở bên phải, cặp nào có giá trị
0
ϕ
nhỏ hơn ở bên trái. Ta có:
Theo quy tắc α: ion Pb
2+
oxi hóa được Zn, sản phẩm là chất oxi hóa
(Zn
2+
) và chất khử (Pb) yếu hơn. Phản ứng trên có xảy ra.
- Kim loại trong cặp OXH – K có thế điện cực chuẩn âm khử được ion
hiđro của dung dịch axit (nói cách khác, cation H
+
trong cặp 2H
+
/H
2
có thể oxi
hóa được kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn âm).
* Phương pháp định lượng
Quay lại ví dụ ion Pb
2+
có oxi hóa được Zn hay không trong phản ứng:
Pb
2+
(dd) + Zn(r) → Pb(r) + Zn
2+
(dd).
Phản ứng hóa học trên được tạo nên từ hai nửa phản ứng:
- Nửa phản ứng oxi hóa: Zn → Zn
2+
+ 2e, ta có
2
0
Zn /Zn
0,763V
+
ϕ = −
.
- Nửa phản ứng khử: Pb
2+
+ 2e → Pb, ta có
2
0
Pb /Pb
0,13V
+
ϕ = −
.
Thế oxi hóa – khử của cả phản ứng (E
o
pư
) được tính theo công thức:
E
o
pư
=
2
0
Pb /Pb
+
ϕ −
2
0
Zn /Zn
+
ϕ
= – 0,13 – (– 0,76) = + 0,63 V
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 12
Zn
Pb
0
0,76Vϕ =−
0
0,13Vϕ =−
Zn
2+
Pb
2+
Mg
H
2
0
2,37Vϕ =−
0
0,00Vϕ =
Mg
2+
2H
+
2H
+
+ Mg Mg
2+
+ H
2
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
E
o
của phản ứng OXH - K là số dương (E
o
pư
> 0), kết luận là phản ứng
trên có xảy ra.
1.4.2.3. Xác định sức điện động chuẩn của pin điện hóa
Sức điện động chuẩn của pin điện được tính theo công thức:
0
pin
E
=
0
( )+
ϕ
–
0
( )−
ϕ
Ví dụ: Sức điện động chuẩn của pin điện hóa Zn – Cu là:
0
pin
E
=
2
0
Cu /Cu
+
ϕ
–
2
0
Zn /Zn
+
ϕ
= 0,34 – (–0,76) = 1,10 V
1.4.2.4. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử
Ví dụ: Biết sức điện động chuẩn của pin điện hóa Zn – Ag là 1,56V và
thế điện cực chuẩn của cặp OXH – K Ag
+
/Ag là 0,80V. Hãy xác định thế điện
cực chuẩn của cặp Zn
2+
/Zn.
Ta có
0
pin
E
=
0
Ag /Ag
+
ϕ
–
2
0
Zn /Zn
+
ϕ
→
2
0
Zn /Zn
+
ϕ
=
0
Ag /Ag
+
ϕ
–
0
pin
E
= 0,80 – 1,56 = – 0,76 V
Tóm lại: Dãy điện hoá của kim loại có ý nghĩa hoá học rất lớn: giúp
xác định chiều hướng của các phản ứng OXH – K; tạo một số pin điện và tính
toán các đại lượng liên quan đến pin điện. Đặc biệt vận dụng dãy điện hoá có
thể giải các bài tập ăn mòn kim loại, điện phân kim loại, kim loại phản ứng
với axit, với dung dịch muối Chương 2 tác giả tiếp tục nghiên cứu các bài
tập định tính và định lượng có liên quan đến dãy điện hoá.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 13
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC SỬ DỤNG
LÝ THUYẾT VỀ DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
2.1. Bài tập định tính.
2.1.1. So sánh tính oxi hóa khử.
Bài 1: Trong phản ứng: Cu + 2Fe
3+
→ Cu
2+
+ 2Fe
2+
. Chất oxi hóa yếu nhất là:
A. Fe
2+
B. Fe
3+
C. Cu D. Cu
2+
Hướng dẫn giải
Fe
2+
là chất oxi hóa yếu nhất bởi vì dựa vào dãy điện hóa có thứ tự theo
chiều tăng dần tính oxi hóa như sau:
Fe
2+
< Cu
2+
< Fe
3+
=> Fe
2+
có tính oxi hóa yếu nhất
Chọn đáp án A.
Bài 2: Cho biết các cặp OXH – K sau: Fe
2+
/ Fe; Cu
2+
/ Cu; Fe
3+
/Fe
2+
. Tính oxi
hóa tăng dần theo thứ tự:
A. Cu
2+
,
Fe
2+
,
Fe
3+
B. Cu
2+
,
Fe
3+
, Fe
2+
C. Fe
3+
, Cu
2+
,
Fe
2+
D. Fe
2+
, Cu
2+
,
Fe
3+
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 14
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa có thứ tự tăng dần tính oxi hóa là:
Fe
2+
< Cu
2+
< Fe
3+
Chọn đáp án D.
Bài 3: [8,339] (ĐTTSCĐ - Khối B - 2007)
Cho các ion kim loại: Zn
2+
; Sn
2+
; Ni
2+
; Fe
2+
; Pb
2+
. Thứ tự tính oxi hóa
giảm dần là:
A. Sn
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
, Pb
2+
, Fe
2+
B. Pb
2+
, Sn
2+
, Ni
2+
, Fe
2+
, Zn
2+
C. Pb
2+
, Sn
2+
, Fe
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
D. Zn
2+
, Sn
2+
, Ni
2+
, Fe
2+
, Pb
2+
Hướng dẫn giải
Thứ tự sắp xếp các cặp OXH – K trong dãy điện hóa như sau:
2
Zn
Zn
+
,
2
Fe
Fe
+
,
2
Ni
Ni
+
,
2
Sn
Sn
+
,
2
Pb
Pb
+
Trong dãy điện hóa theo chiều từ trái sang phải tính oxi hóa của ion
kim loại tăng.
=> Thứ tự tính oxi hóa giảm dần là: Pb
2+
> Sn
2+
> Ni
2+
> Fe
2+
> Zn
2+
Chọn đáp án B.
Bài 4: Cho phản ứng: Ag
+
+ Fe
2+
→
Ag + Fe
3+
. Ion Fe
2+
là:
A. Chất khử yếu nhất B. Chất oxi hóa yếu nhất
C. Chất oxi hóa mạnh nhất D. Chất khử mạnh nhất
Hướng dẫn giải
Thứ tự sắp xếp các cặp OXH – K trong dãy điện hóa như sau:
3
2
Fe
Fe
+
+
,
Ag
Ag
+
Phản ứng diễn ra theo quy tắc α (chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất
khử mạnh hơn sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn).
=> Fe
2+
là chất khử mạnh nhất
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 15
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Chọn đáp án D.
Bài 5: Chọn câu đúng.
A. Cặp Cu
2+
– Cu, có Cu
2+
dễ nhận electron nên ion Cu
2+
là chất oxi hóa
mạnh và Cu là chất khử yếu.
B. Cặp Cu
2+
– Cu, có Cu
2+
dễ nhận electron nên ion Cu
2+
là chất khử
mạnh và Cu là chất oxi hóa mạnh.
C. Cặp Zn
2+
– Zn có Zn
2+
khó nhận electron nên ion Zn
2+
là chất oxi hóa
yếu và Zn là chất khử mạnh.
D. A, C đều đúng.
Hướng dẫn giải
Khi có 2 cặp OXH – K Zn
2+
/Zn và Cu
2+
/Cu thì phản ứng xảy ra theo
quy tắc α . Thứ tự 2 cặp OXH – K này trong dãy điện hóa là:
2
Zn
Zn
+
,
2
Cu
Cu
+
Vì Cu
2+
có tính oxi hóa mạnh hơn Zn
2+
(mà tính oxi hóa càng mạnh khả
năng nhận e càng cao).
Cặp Cu
2+
/Cu có Cu
2+
dễ nhận e nên ion Cu
2+
là chất oxi hoá mạnh và
Cu là chất khử yếu.
Ngược lại cặp Zn
2+
/Zn có Zn
2+
khó nhận e nên Zn
2+
là chất oxi hoá yếu
và Zn là chất khử mạnh.
Chọn đáp án D.
Bài 6: Cho phản ứng: Ox + ne
→
Kh thì:
A. Ox là chất oxi hóa mạnh và Kh là chất khử yếu.
B. Ox là chất oxi hóa yếu và Kh là chất khử yếu.
C. Không đủ dữ kiện để kết luận về độ mạnh của chất oxi hóa và chất
khử.
D. Ox là chất oxi hóa mạnh và Kh là chất khử mạnh.
Hướng dẫn giải
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 16
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Từ phản ứng: Ox + ne
→
Kh thì chỉ kết luận được Ox là chất oxi hóa
và Kh là chất khử chứ chưa kết luận được về độ mạnh của chất oxi hóa và
chất khử.
Chọn đáp án C.
Bài 7: Chọn câu đúng.
A. Nếu Ox
1
có tính oxi hóa mạnh hơn Ox
2
thì Kh
2
sẽ có tính khử mạnh
hơn Kh
1
nên phản ứng diễn ra là : Ox
1
+ Kh
2
→ Kh
1
+ Ox
2
.
B. Nếu Ox
1
có tính oxi hóa mạnh hơn Ox
2
thì Kh
2
sẽ có tính khử mạnh
hơn Kh
1
nên phản ứng diễn ra là : Ox
1
+ Kh
1
→ Kh
2
+ Ox
2
.
C. Nếu Ox
1
có tính oxi hóa mạnh hơn Kh
2
thì Kh
2
sẽ có tính khử mạnh
hơn Kh
1
nên phản ứng diễn ra là : Ox
1
+ Kh
2
→ Kh
1
+ Ox
2
.
D. Nếu Ox
1
có tính oxi hóa mạnh hơn Ox
2
thì Kh
1
sẽ có tính khử mạnh
hơn Kh
2
nên phản ứng diễn ra là : Ox
1
+ Kh
2
→ Kh
1
+ Ox
2
.
Hướng dẫn giải
Phản ứng diễn ra theo quy tắc α:
oxi hóa mạnh hơn + khử mạnh hơn → oxi hóa yếu hơn + khử yếu hơn.
Vậy nếu Ox
1
có tính oxi hóa mạnh hơn Ox
2
thì Kh
2
lại có tính khử
mạnh hơn Kh
1
. Phản ứng diễn ra là: Ox
1
+ Kh
2
→ Kh
1
+ Ox
2
.
Chọn đáp án A.
Bài 8: Cho: Sn
2+
+ 2Fe
3+
→ Sn
4+
+ 2Fe
2+
A. Fe
3+
là chất oxi hóa và Fe
3+
+ e → Fe
2+
là sự khử.
B. Fe
3+
là chất oxi hóa và Fe
3+
+ e → Fe
2+
là sự oxi hóa.
C. Fe
3+
là chất khử và Fe
3+
+ e → Fe
2+
là sự khử
D. B, C đều đúng.
Hướng dẫn giải
Từ phản ứng: Sn
2+
+ 2Fe
3+
→ Sn
4+
+ 2Fe
2+
Có quá trình: Fe
3+
+ 1e → Fe
2+
(1)
+ Chất nhận e là chất oxi hóa => Fe
3+
là chất oxi hóa.
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 17
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
+ Quá trình nhận e là quá trình khử (sự khử) => (1) là quá trình khử.
Chọn đáp án A.
Bài 9: [8, 302] (ĐTTSĐHCĐ - Khối A - năm 2007)
Mệnh đề không đúng là:
A. Fe khử được Cu
2+
trong dung dịch
B. Tính oxi hóa của các ion tăng theo thứ tự Fe
2+
; H
+
; Cu
2+
; Ag
+
C. Fe
3+
có tính oxi hóa mạnh hơn Cu
2+
D. Fe
2+
oxi hóa được Cu
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa ta có thứ tự sắp xếp các cặp OXH – K như sau:
2
Fe
Fe
+
,
2
H
H
+
,
2
Cu
Cu
+
,
3
2
Fe
Fe
+
+
,
Ag
Ag
+
Từ dãy trên => A, B, C đều đúng.
D sai vì Fe
2+
không oxi hóa được Cu mà ngược lại phải là Cu
2+
oxi hóa
được Fe
Chọn đáp án D.
Bài 10: Cho sức điện động chuẩn của các cặp pin như sau:
0
pin(Cu X)
E 0,46V
−
= +
,
0
pin(Y Cu)
E 1,1V
−
= +
,
0
pin(Z Cu)
E 0,47V
−
= +
(X, Y, Z là các
kim loại). Dãy các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử là:
A. Z, Y, Cu, X B. X, Cu, Z, Y
C. Y, Z, Cu, X D. X, Cu, Y, Z
Hướng dẫn giải
Trong 1 pin điện, điện cực âm được viết trước, cực dương viết sau và
kim loại làm cực dương có tính khử mạnh hơn kim loại làm cực âm.
=> Tính khử của X > Cu; của Cu > Y; của Cu > Z
=> X > Cu > Y, Z
So sánh tính khử của Y và Z như sau:
0
pin(Y Cu)
E 1,1V
−
= +
;
0
pin(Z Cu)
E 0,47V
−
= +
.
=> Z có thế khử dương hơn Y (hay tính khử của Z kém Y)
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 18
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
=> Thứ tự tăng dần tính khử theo chiều từ trái sang phải là: Z; Y; Cu; X
Chọn đáp án A.
2.1.2. Xét khả năng và chiều hướng phản ứng.
2.1.2.1. Bài tập có hướng dẫn.
Bài 1: Cho trật tự dãy điện hóa Zn
2+
/Zn; Fe
2+
/Fe; Cu
2+
/Cu; Fe
3+
/Fe
2+
; Ag
+
/Ag.
Khi cho Fe vào dung dịch hỗn hợp chứa các muối Fe(NO
3
)
3
; AgNO
3
;
Cu(NO
3
)
2
; Zn(NO
3
)
2
thì phản ứng OXH – K xảy ra đầu tiên sẽ là:
A. Fe + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+
B. Fe + 2Ag
+
→ Fe
2+
+ 2Ag
C. Fe + Cu
2+
→ Fe
2+
+ Cu D. Fe + Zn
2+
→ Fe
2+
+ Zn
Hướng dẫn giải
Fe là chất khử. Khi cho Fe vào hỗn hợp các chất oxi hóa thì Fe sẽ tác
dụng với chất oxi hóa mạnh nhất trước. Mà Ag
+
có tính oxi hóa mạnh nhất.
Ag
+
> Fe
3+
> Cu
2+
> Zn
2+
Phản ứng đầu tiên là: Fe + 2Ag
+
→ Fe
2+
+ 2Ag
Chọn đáp án B.
Bài 2: Phương trình phản ứng sai là:
A. Zn + Pb
2+
→ Zn
2+
+ Pb. B. Cu + 2Fe
3+
→ 2Fe
2+
+ Cu
2+
.
C. Cu + Fe
2+
→ Cu
2+
+ Fe. D. Al + 3Ag
+
→ Al
3+
+ 3Ag.
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa ta có thứ tự các cặp OXH – K như sau:
Al
Al
3+
,
Zn
Zn
2+
,
Fe
Fe
2+
,
Pb
Pb
2+
,
Cu
Cu
2+
,
+
+
2
3
Fe
Fe
,
Ag
Ag
+
Các phản ứng diễn ra theo quy tắc α.
Phản ứng sai là phản ứng: Cu + Fe
2
→ Cu
2+
+ Fe
Chọn đáp án C.
Bài 3: Ngâm lá Niken trong dung dịch loãng các muối sau: MgCl
2
, NaCl,
Cu(NO
3
)
2
, AlCl
3
, ZnCl
2
, Pb(NO
3
)
2
. Niken sẽ khử được các muối nào sau đây:
A. MgCl
2
, NaCl, Cu(NO
3
)
2
B. Cu(NO
3
)
2
, Pb(NO
3
)
2
C. AlCl
3
, MgCl
2
, Pb(NO
3
)
2
D. AlCl
3
, ZnCl
2
, Pb(NO
3
)
2
Hướng dẫn giải
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 19
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Niken sẽ khử được ion kim loại của những kim loại có tính khử yếu
hơn (ion của những kim loại đứng sau Ni trong dãy điện hóa). Dựa vào dãy
điện hóa ta có sự giảm dần về tính khử của các kim loại như sau:
Na > Mg > Al > Zn > Ni > Pb > Cu
=> Niken chỉ khử được 2 muối là Cu(NO
3
)
2
; Pb(NO
3
)
2
Chọn đáp án B.
Bài 4: Các cặp OXH – K sau: Na
+
/Na, Mg
2+
/Mg, Zn
2+
/Zn, Fe
2+
/Fe, Pb
2+
/Pb,
Cu
2+
/Cu được sắp xếp theo chiều tăng tính oxi hóa của ion kim loại. Kim loại
đẩy được Cu ra khỏi dung dịch CuSO
4
là:
A. Na , Mg , Zn , Fe , Pb B. Na , Mg , Zn , Fe
C. Mg , Zn , Fe D. Mg , Zn , Fe , Pb
Hướng dẫn giải
Điều kiện để xảy ra phản ứng thuỷ luyện (kim loại mạnh đẩy kim loại
yếu ra khỏi dung dịch muối) là:
+ Kim loại đó không tác dụng với nước.
+ Kim loại đó có tính khử mạnh hơn kim loại trong muối.
Dựa vào dãy điện hóa ta có thứ tự giảm dần tính khử như sau:
Na > Mg > Zn > Fe > Pb > Cu
Nhưng Na tác dụng với H
2
O trước tạo NaOH.
=> Chỉ có Mg, Zn, Fe, Pb đẩy được Cu ra khỏi dung dịch muối .
Chọn đáp án D.
Bài 5: Dãy gồm các kim loại chỉ khử được Fe
3+
về Fe
2+
trong dung dịch muối
là :
A. Mg, Al. B. Fe, Cu. C. Cu, Ag. D. Mg, Fe.
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hoá ta có thứ tự các cặp OXH – K như sau:
Mg
Mg
2+
,
Al
Al
3+
,
Fe
Fe
2+
,
Cu
Cu
2+
,
+
+
2
3
Fe
Fe
,
Ag
Ag
+
Những kim loại khử được Fe
3+
về Fe
2+
trong dung dịch muối là những
kim loại có tính khử mạnh hơn Fe
2+
(đứng trước Fe
2+
trong dãy điện hóa ).
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 20
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Có 4 kim loại đứng trước Fe
2+
là: Mg, Al, Fe, Cu.
Nhưng Mg và Al sau khi khử Fe
3+
về Fe
2+
thì tiếp tục khử Fe
2+
về Fe.
Vậy có Fe và Cu là các kim loại chỉ khử được Fe
3+
về Fe
2+
Chọn đáp án B.
Bài 6: Cho hỗn hợp gồm Fe và Zn vào dung dịch AgNO
3
đến khi các phản
ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm
hai kim loại. Hai muối trong X là:
A. Fe(NO
3
)
3
và Zn(NO
3
)
2
. B. Zn(NO
3
)
2
và Fe(NO
3
)
2
.
C. AgNO
3
và Zn(NO
3
)
2
. D. Fe(NO
3
)
2
và AgNO
3
.
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa ta có thứ tự các cặp OXH – K như sau:
Zn
Zn
2+
,
Fe
Fe
2+
,
Ag
Ag
+
Vì Zn có tính khử mạnh hơn Fe nên Zn khử Ag
+
trước.
Zn + 2Ag
+
→ Zn
2+
+ 2Ag
Vì bài ra chất rắn Y gồm 2 kim loại nên Fe có thể chưa phản ứng hoặc
mới chỉ phản ứng 1 phần (và Fe phải còn dư)
Fe + 2Ag
+
→ Fe
2+
+ 2Ag
Vậy 2 kim loại là Fe và Ag.
Vì Fe còn dư => Không thể tạo ra Fe
3+
Vậy 2 muối trong X là Fe(NO
3
)
2
và Zn(NO
3
)
2
Chọn đáp án B.
Bài 7: Cho hợp kim Al, Mg, Ag vào dung dịch CuCl
2
. Sau phản ứng thu được
hỗn hợp 3 kim loại là:
A. Cu, Al, Mg. B. Ag, Mg, Cu.
C. Al, Cu, Ag. D. Al, Ag, Mg.
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa ta có thứ tự sắp xếp các cặp OXH – K như sau:
Mg
Mg
2+
,
Al
Al
3+
,
Cu
Cu
2+
,
Ag
Ag
+
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 21
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Khi cho hợp kim Al, Mg, Ag vào dung dịch CuCl
2
thì chỉ có Mg và Al
khử được Cu
2+
. Còn Ag không khử được Cu
2+
vì Ag đứng sau Cu trong dãy
điện hóa.
Mà Mg có tính khử mạnh hơn Fe.
=> Mg khử Cu
2+
trước theo phản ứng: Mg + Cu
2+
→ Mg
2+
+ Cu
Vậy chắc chắn có 2 kim loại là Ag và Cu sau phản ứng mà bài cho sau
phản ứng thu được hỗn hợp 3 kim loại nên Mg phải phản ứng hết, Al có thể
chưa phản ứng hoặc phản ứng 1 phần (nhưng Al phải dư sau phản ứng) nên 3
kim loại là Ag (không phản ứng), Cu (sinh ra), Al (còn lại).
Chọn đáp án C.
Bài 8: Ngâm Cu vào dung dịch AgNO
3
dư thu được dung dịch X, sau đó
ngâm Fe dư vào dung dịch X thu được dung dịch Y. Dung dịch Y gồm:
A. Fe(NO
3
)
2
B. Fe(NO
3
)
2
, Cu(NO
3
)
2
, AgNO
3
C. Fe(NO
3
)
2
, Cu(NO
3
)
2
D. Fe(NO
3
)
3
Hướng dẫn giải
Khi ngâm Cu vào dung dịch AgNO
3
xảy ra phản ứng:
Cu + 2AgNO
3
→ Cu(NO
3
)
2
+ 2Ag
Vì dung dịch AgNO
3
dư => Dung dịch X có Cu(NO
3
)
2
và AgNO
3
Ngâm Fe vào dung dịch X vì Fe dư => Cu
2+
và Ag
+
hết.
Dựa vào dãy điện hóa sự sắp xếp các cặp OXH – K như sau:
Fe
Fe
2+
,
Cu
Cu
2+
,
+
+
2
3
Fe
Fe
,
Ag
Ag
+
Vì Fe còn dư nên sau phản ứng chỉ có Cu
2+
và Fe
2+
(không có Fe
3+
vì
Fe
3+
sinh ra bị khử bởi Fe
2+
theo phản ứng: Fe + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+
)
Chọn đáp án A.
Bài 9: Ngâm hỗn hợp hai kim loại gồm Zn, Fe vào dung dịch CuSO
4
.
Sau khi
kết thúc phản ứng thu được chất rắn X gồm hai kim loại và dung dịch Y. Kết
luận nào sau đây đúng ?
A. X gồm Zn, Cu. B. Y gồm FeSO
4
, CuSO
4
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 22
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
C. Y gồm ZnSO
4
, CuSO
4
D. X gồm Fe, Cu.
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa ta có thứ tự các cặp OXH – K như sau:
Zn
2+
/Zn; Fe
2+
/Fe; Cu
2+
/Cu
Vì bài cho thu được chất rắn X gồm 2 kim loại nên Fe chưa phản ứng
hoặc mới phản ứng 1 phần.
Vậy 2 kim loại phải là Cu và Fe (còn lại) => đáp án A sai.
Đáp án B, C sai vì Fe dư thì CuSO
4
phải hết.
Chọn đáp án D.
Bài 10: Cho hỗn hợp Al, Fe tác dụng với hỗn hợp dung dịch AgNO
3
,
Cu(NO
3
)
2
thu được dung dịch B và chất rắn D gồm 3 kim loại. Cho D tác
dụng với dung dịch HCl dư, thấy có khí bay lên. Thành phần của chất rắn D
là:
A. Fe, Cu, Ag B. Al, Cu, Ag C. Al, Fe, Cu D. cả A, B, C
Hướng dẫn giải
Vì cho D tác dụng với HCl dư thấy có khí thoát ra
Trong D còn có kim loại đứng trước Hiđro trong dãy điện hóa => Hỗn
hợp kim loại ban đầu còn dư.
Dựa vào dãy điện hóa ta có sự giảm dần tính khử của kim loại sắp xếp
như sau: Al > Fe > Cu > Ag.
Ag
+
bị khử trước, khi Ag
+
bị khử hết thì Cu
2+
tiếp tục bị khử. Theo bài
ra vì hỗn hợp kim loại ban đầu còn dư => Ag
+
và Cu
2+
hết.
Mặt khác D chỉ gồm 3 kim loại (trong đó có 2 kim loại được sinh ra là
Ag và Cu) nên hỗn hợp ban đầu chỉ còn 1 kim loại. Mà Al có tính khử mạnh
hơn Fe nên Al phản ứng hết => Fe dư.
Vậy 3 kim loại của D là Fe, Cu, Ag.
Chọn đáp án B.
2.1.2.2. Bài tập không có hướng dẫn.
Bài 1: Cho các kim loại: Fe, Al, Sn, Cu, Zn, Ag, Pb. Số kim loại tác dụng
được với dung dịch H
2
SO
4
là:
A. 5 B. 3 C. 6 D. 4
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 23
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
Bài 2: Muốn khử dung dịch chứa Fe
3+
thành dung dịch có chứa Fe
2+
cần dùng
kim loại sau:
A. Cu B. K C. Zn D. Al
Bài 3: Các cặp OXH - K sau: K
+
/K, Al
3+
/Al, Zn
2+
/Zn, Fe
2+
/Fe, Pb
2+
/Pb,
Cu
2+
/Cu được sắp xếp theo chiều tăng tính oxi hóa của ion kim loại. kim loại
đẩy được Pb ra khỏi dung dịch Pb(NO
3
)
2
là:
A. K, Al, Zn, Cu B. Al, Zn, Fe
C. K, Al, Zn, Fe D. Al, Zn, Fe, Pb
Bài 4: Cho một đinh sắt vào dung dịch muối Fe
3+
thì màu của dung dịch
chuyển từ vàng (Fe
3+
) sang lục nhạt (Fe
2+
). Fe cho vào dung dịch Cu
2+
làm
phai màu xanh của Cu
2+
nhưng Fe
2+
cho vào dung dịch Cu
2+
không làm phai
màu xanh của Cu
2+
. Từ kết quả trên sắp xếp các chất khử Fe, Fe
2+
, Cu theo thứ
tự độ mạnh tăng dần:
A. Fe
2+
< Fe < Cu B. Fe < Cu < Fe
2+
C. Fe
2+
< Cu < Fe D. Cu < Fe < Fe
2+
Bài 5: X là kim loại phản ứng được với dung dịch H
2
SO
4
loãng, Y là kim loại
tác dụng được với dung dịch Fe(NO
3
)
3
. Hai kim loại X, Y lần lượt là (biết thứ
tự trong dãy thế điện hoá: Fe
3+
/Fe
2+
đứng trước Ag
+
/Ag)
A. Fe, Cu B. Cu, Fe C. Ag, Mg D. Mg, Ag
Bài 6: (ĐTTSĐH - khối B - 2007). Cho hỗn hợp Fe, Cu phản ứng với dung
dịch HNO
3
loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch chỉ chứa
một chất tan và kim loại dư. Chất tan đó là:
A. Cu(NO
3
)
2
B. HNO
3
C. Fe(NO
3
)
2
D. Fe(NO
3
)
3
Bài 7: Ngâm Cu dư vào dung dịch AgNO
3
thu được dung dịch X, sau đó
ngâm Fe dư vào dung dịch X thu được dung dịch Y. Dung dịch Y gồm:
A. Fe(NO
3
)
2
B. Fe(NO
3
)
2
, Cu(NO
3
)
2
, AgNO
3
C. Fe(NO
3
)
2
, Cu(NO
3
)
2
D. Fe(NO
3
)
3
Bài 8: Cho hỗn hợp Zn, Fe vào dung dịch CuSO
4
thu được dung dịch A gồm
ZnSO
4
, FeSO
4
và chất rắn B. B gồm:
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 24
Trường Đại học Hoa Lư Khoá luận tốt nghiệp
A. Cu, Fe B. Cu, Fe, Zn C. Zn, Fe D. Cu, Zn
Bài 9: Cho hợp kim Al, Mg, Ag vào dung dịch Cu(NO
3
)
2
. Sau phản ứng thu
được hỗn hợp 3 kim loại là:
A. Cu, Al, Mg. B. Ag, Mg, Cu.
C. Al, Cu, Ag. D. Al, Ag, Mg.
Bài 10: Cho hỗn hợp Mg, Fe tác dụng với hỗn hợp dung dịch AgNO
3
,
Cu(NO
3
)
2
thu được dung dịch B và chất rắn D gồm 3 kim loại. Cho D tác
dụng với HCl dư, thấy có khí bay lên. Thành phần của chất rắn D là:
A. Fe, Cu, Ag B. Mg, Cu, Ag
C. Mg, Fe, Cu D. cả A, B, C.
2.2.3. Sự ăn mòn kim loại.
2.2.3.1. Bài tập có hướng dẫn.
Bài 1: (ĐTTSCĐ – Khối A – 2007)
Cho các cặp kim loại nguyên chất tiếp xúc trực tiếp với nhau: Fe và Pb;
Fe và Zn; Fe và Sn; Fe và Ni.
Khi nhúng vào các cặp kim loại trên vào dung dịch axit số cặp kim loại trong
đó Fe bị phá huỷ trước là:
A. 3 B. 1 C. 4 D. 2
Hướng dẫn giải
Dựa vào dãy điện hóa có sự giảm dần tính khử của kim loại sắp xếp
như sau:
Zn > Fe > Ni > Sn > Pb.
Fe có tính khử mạnh hơn 3 kim loại đứng sau nó (Ni, Sn, Pb). Mà kim loại
nào có tính khử mạnh hơn sẽ bị phá hủy trước. Vậy có 3 cặp kim loại mà ở đó
Fe bị phá huỷ trước.
Chọn đáp án A.
Bài 2: Thanh kim loại có chứa Cu, Zn, Fe, Ag. Nhúng thanh kim loại vào
dung dịch H
2
SO
4
loãng thì kim loại nào bị ăn mòn trước?
A. Cu B. Fe C. Zn D. Ag
Đỗ Thị Hồng - Lớp: Hóa Sinh - Khoá: 2008 - 2012 25