DÃY điện hóa của KIM LOẠI và các DẠNG bài tập LIÊN QUAN

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT VÕ THỊ SÁU

CHUYÊN ĐỀ
DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNG
BÀI TẬP LIÊN QUAN

Người thực hiện: Bạch Thị Kim Dung
Tổ : Hóa – Sinh – Công nghệ
Bồi dưỡng học sinh lớp 12
Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 10 tiết

Năm học: 2014
1


DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI VÀ CÁC DẠNG
BÀI TẬP LIÊN QUAN
A/ Đặt vấn đề:
Dãy điện hóa của kim loại hóa học 12 Đây là những lý thuyết khô khan, khó hiểu
đối với trình độ học sinh phổ thông và kể cả với giáo viên. Nhưng việc nghiên cứu
các vấn đề về điện hóa sẽ giúp cho học sinh hiểu sâu hơn về chiều hướng và mức
độ xảy ra của các phản ứng oxi hóa-khử. Bên cạnh đó việc áp dụng lý thuyết điện
hóa cho phép chúng ta tạo ra các nguồn điện khác nhau (pin, acquy) các kỹ thuật
điện khác (điều chế, tinh chế kim loại bằng các phương pháp mạ điện, đúc điện…)
các thiết bị dùng trong khoa học và thực tiễn hàng ngày (máy đo pH…)
Bên cạnh đó, trong chương trình thi đại học, cao đẳng dạng bài tập liên quan đến
kiến thức dãy điện hóa chiếm số lượng tương đối nhiều trong đề thi. Vì vậy việc
nghiên cứu điện hóa có ý nghĩa rất lớn về lý thuyết cũng như thực tế nên tôi viết
chuyên đề này dành cho học sinh nghiên cứu, học hỏi để nắm chương điện hóa
trong trường phổ thông

B/ Giải quyết vấn đề:
Phần I: TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ ĐIỆN HOÁ
1.1. Điện hoá học là gì?
Điện hoá học là một lĩnh vực lý thuyết của hoá học chuyên nghiên cứu về sự
chuyển đổi tương hỗ giữa điện năng và hoá năng. Tức là nghiên cứu mối quan hệ
giữa dòng điện và phản ứng hoá học.
1.2. Phản ứng OXH – khử:
1.2.1. Khái niệm: Phản ứng OXH – khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số
OXH của các nguyên tố.Ví dụ:
+1 +5 -2

0

0

0

+4 -2

t
2 Ag N O3 
→ 2 Ag + O 2 ↑ + N O 2 ↑

0

0

0

+1 -1

0

+3

-2

t
4 Al + 3O 2 
→ 2 Al2 O3

+1

-1

0

2 Na + 2 H Cl 
→ 2 Na Cl + H 2 ↑
2


1.2.2. Nguyên nhân của sự thay đổi số OXH trong các phản ứng OXH – khử:
là do có sự di chuyển electron từ các phần tử này sang phần tử khác. (phần tử ở đây
được hiểu là nguyên tử, phân tử và ion)
Phần tử cho đi electron được gọi là chất khử hay chất bị OXH.
Phần tử nhận thêm electron được gọi là chất OXH hay chất bị khử.
Như vậy trong phản ứng OXH – khử luôn luôn xảy ra đồng thời hay quá trình:
Quá trình cho electron gọi là quá trình OXH hay sự OXH.
Quá trình nhận electron gọi là quá trình khử hay sự khử.

1.2.3. Mối quan hệ giữa phản ứng OXH – khử và dòng điện:
• Đối

với các phản ứng OXH – khử tự xảy ra khi nó tự xảy ra thì luôn luôn

kèm theo quá trình biến đổi năng lượng: Hoá năng thành nhiệt năng hoặc thành
điện năng tuỳ thuộc vào cách tiến hành phản ứng:
- Nếu thực hiện phản ứng OXH – khử bằng cách cho chất khử tiếp xúc trực tiếp
với chất OXH thì hóa năng của phản ứng sẽ chuyển thành nhiệt năng.
Ví dụ: nhúng thanh Zn vào dd CuSO4 thì:
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

↓

ΔH 0298

= -51,82Kcal.

Trong trường hợp này sự OXH và sự khử xảy ra ở cùng một vị trí và electron sẽ di
chuyển trực tiếp từ chất khử sang chất OXH.
- Nếu thực hiện phản ứng theo một cách khác: Nhúng thanh Zn vào dd ZnSO 4,
nhúng thanh Cu vào dd CuSO4. Hai dung dịch nối với nhanh bằng một cầu nối
đựng dd KNO3 bảo hòa để dẫn điện nhưng không cho hai dd trộn lẫn vào nhau.
Như vậy trong trường hợp này thanh Zn không tiếp xúc trực tiếp với dd CuSO 4,
nhưng nối thanh Zn và thanh Cu lại với nhau qua một dây kim loại thì dây Zn bị
OXH thành Zn2+ tan vào dung dịch và Cu2+ bị khử thành Cu bám lên thanh Cu.
Trong trường hợp này: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
Trong đó: Quá trình OXH xảy ra ở cực Zn: Zn – 2e  Zn2+Trong trường hợp này:
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
Quá trình khử xảy ra ở cực Cu:

Cu2+ + 2e  Cu

3


Điều đó chứng tỏ các electron đã di chuyển từ cực Zn sang cực Cu và các ion Cu 2+
trong dung dịch di chuyển về thanh Cu nhận electron từ Zn chuyển sang. Các ion
Zn2+ tách ra khỏi thanh Zn đi vào dung dịch. Trong mạch xuất hiện một dòng điện.
Như vậy ở đây hoá năng đã chuyển thành điện năng.
Dụng cụ để thực hiện một phản ứng OXH – khử biến hoá năng thành điện năng gọi
là nguyên tố Ganvanic hay pin điện.
• Đối

với những phản ứng OXH – khử không tự xảy ra như:

2NaCl  2Na + Cl2
Để thực hiện phản ứng này người ta phải dùng một dòng điện một chiều từ bên
ngoài đi qua NaCl nóng chảy có màng ngăn, kết quả người ta thu được Na và Cl 2 ở
hai nơi khác nhau – đó là hai cực của bình điện phân.
Ở anot:

2Cl- – 2e  Cl2

x1

Ở catot:

Na+ +1e  Na

x2

dp

2NaCl(n/c) = 2Na + Cl 2
m.n

catot

anot

Trong trường hợp này đã xảy ra sự biến đổi năng lượng từ điện năng thành hoá
năng.
1.2.4. Phân loại phản ứng OXH – khử: có nhiều cách phân loại phản ứng OXH –
khử khác nhau:
a. Căn cứ vào cách tiến hành phản ứng OXH – khử: chia làm 3 loại:
Loại 1: phản ứng OXH – khử thông thường:
Là loại phản ứng OXH – khử được thực hiện bằng cách cho chất khử tiếp xúc trực
tiếp với chất OXH.
Ví dụ: Cho viên Zn vào dd HCl thì:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

↑

Đây là loại phản ứng OXH – khử thông thường
Loại 2: phản ứng OXH – khử trong pin điện:
Là loại phản ứng OXH – khử xảy ra trên các điện cực và có phát sinh dòng điện.
Ví dụ:
4

Pin Zn – Cu: (-) Zn|Zn2+ 1M || Cu2+ 1M|Cu(+)
Zn – 2e  Zn2+

Ở catot

x1

Cu2+ + 2e  Cu

Ở anot

x1

Phản ứng xảy ra trong pin: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
Khi nối cực kẽm với cực đồng thì e sẽ di chuyển từ cực Zn sang cực Cu và các ion
Cu2+ di chuyển về cực Cu nhận e từ Zn chuyển sang, còn Zn 2+ tách khỏi bề mặt
thanh Zn đi vào dung dịch. Kết quả trong mạch xuất hiện một dòng điện một chiều.
Phản ứng xảy ra trong pin điện biến hoá năng thành điện năng.
Loại 3: Phản ứng OXH – khử trong điện phân:
Là loại phản ứng OXH – khử xảy ra trên bề mặt điện cực nhờ tác dụng của dòng
điện một chiều ngoài đi qua chất điện phân ở trạng thái nóng chảy hoặc dung dịch.
Phản ứng OXH khử trong điện phân là quá trình biến đổi điện năng thành hoá
năng.
b. Căn cứ vào chất khử và chất OXH thì chia thành 3 loại:
Loại 1: phản ứng OXH – khử giữa các phân tử: Chất khử và chất OXH không
thuộc cùng một phân tử.
Ví dụ: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

↓

Loại 2: phản ứng tự OXH – khử: một chất giữ cả vai trò chất OXH và chất khử.
Ví dụ: 2NO2 + 2KOH = KNO3 + KNO2 + H2O
Loại 3: phản ứng OXH – khử nội phân tử: chất khử và chất OXH nằm cùng trong
một phân tử.
+2 -2

Ví dụ:

t0

0

0

2 Hg O = 2 Hg + O 2

1.2.5. Cân bằng phản ứng OXH – khử theo phương pháp ion – electron: tiến
hành theo các bước sau đây:
Bước 1: Xác định số OXH của các nguyên tố từ đó xác định chất khử, chất OXH
và sản phẩm của các quá trình OXH – khử.
Bước 2: Viết các quá trình cho và nhận electron (các bán phản ứng) theo đúng
trạng thái tồn tại của các chất (nguyên tử, phân tử và ion)
5


Bước 3: Cân bằng số electron trao đổi theo nguyên tắc: “Tổng số electron mà các
chất khử cho = tổng số electron mà các chất OXH nhận” bằng cách nhân hệ số.
Bước 4: Cộng các bán phản ứng theo từng vế và so sánh điện tích của phương trình
thu được sau khi cộng.

Bước 5: Cân bằng điện tích ở hai vế của phương trình thu được sau khi cộng theo
nguyên tắc sau:
• Đối

với các phản ứng đã biết môi trường:

- Nếu phản ứng có axit làm môi trường thì vế trái thêm H + và vế phải tạo thành
nước.
- Nếu phản ứng có kiềm tham gia thì vế trái thêm OH- và vế phải tạo thành nước.
- Nếu phản ứng có nước tham gia thì vế trái thêm H 2O và vế phải tạo thành H+ nếu
điện tích vế trái lớn hơn vế phải; vế phải tạo thành OH - nếu điện tích vế trái nhỏ
hơn điện tích vế phải.
• Đối

với phản ứng chưa biết môi trường: Biện luận để xác định môi trường:

- Nếu điện tích vế trái nhỏ hơn điện tích vế phải thì phản ứng chỉ có thể thực hiện
trong môi trường H+ hoặc trung tính (có H2O tham gia).
- Nếu điện tích vế trái lớn hơn điện tích vế phải thì phản ứng chỉ có thể thực hiện
trong môi trường OH- hoặc trung tính (có H2O tham gia).
- Căn cứ vào trạng thái tồn tại của các sản phẩm để cơ sở thêm cho quá trình biện
luận tìm môi trường.
Áp dụng cân bằng các phản ứng OXH – khử sau bằng phương pháp ion –
electron.
Bài tập 1:
Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4  Na2SO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
SO32- – 2e  SO42-

x5

MnO4- + 5e  Mn2+

x2

5SO32- + 2MnO4-  5SO42- + 2Mn2+
Điện tích vế trái: -12
Điện tích vế phải: -6
Để cân bằng điện tích cần thêm: 6H+  3H2O
6


Phương trình phản ứng dạng ion:
5SO32- + 2MnO4- + 6H+  5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O
Phương trình phản ứng dạn phân tử:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
Bài tập 2:
Na2SO3 + KMnO4 + KOH  Na2SO4 + K2MnO4 + H2O
SO32- – 2e  SO42-

x1

MnO4- + 1e  MnO42-

x2

1SO32- + 2MnO4-  1SO42- + 2MnO42Điện tích vế trái: -4
Điện tích vế phải: -6
Để cân bằng điện tích cần thêm: 2OH-  1H2O
Phương trình phản ứng dạng ion:
1SO32- + 2MnO4- + 2OH-  1SO42- + 2MnO42- + 1H2O

Phương trình phản ứng dạn phân tử:
Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O
Bài tập 3:
Na2SO3 + KMnO4 + H2O  Na2SO4 + KOH + MnO2
SO32- – 2e  SO42-

x3

MnO4- + 3e  MnO2

x2

3SO32 +2 MnO4-  3SO42- + 2MnO2
Điện tích vế trái: -8
Điện tích vế phải: -6
Để cân bằng điện tích cần thêm: 1H2O  2OHPhương trình phản ứng dạng ion:
3SO32 +2 MnO4- + H2O  3SO42- + 2MnO2 + 2OHPhương trình phản ứng dạn phân tử:
3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O  3Na2SO4 + 2KOH + 2MnO2
Bài tập 4:
7


Hoàn thành và cân bằng phản ứng OXH – khử sau bằng phương pháp ion –
electron: Fe + NO3- + …  Fe3+ + NO2
Fe – 3e  Fe3+

x3

NO3- + 1e  NO2

x2

↑

+…

Fe + 3NO3-  Fe3+ + 3NO2
Điện tích vế trái: -3
Điện tích vế phải +3
Biện luận:
- Phản ứng đã cho không thể có kiềm tham gia vì nếu kiềm tham gia thì vế trái
thêm OH- vế phải tạo thành nước nên điện tích vế trái luôn nhỏ hơn điện tích vế
phải.
- Phản ứng đã cho không thể có nước tham gia vì khi đó vế phải tạo thành OH - và
Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3

↓

làm cho trong dung dịch không tồn tại Fe3+ trái với đề

ra.
- Phản ứng có H+ tham gia khi đó vế phải tạo thành H 2O. Vậy để cân bằng phản
ứng cần thêm vào vế trái 6H+ và vế phải tạo 3H2O.
Phương trình phản ứng dạng ion:
Fe + 3NO3- + 6H+ = Fe3+ + 3NO2

↑

+ 3H2O

Phương trình phản ứng dạng phân tử:
Fe + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + 3NO2

↑

+ 3H2O

Hoặc: 2Fe + 6NaNO3 + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3NO2

↑

+ 3H2O + 3Na2SO4

1.2.6. Thế điện cực – thế điện cực chuẩn và chiều hướng của phản ứng OXH –
khử:
a. Thế điện cực của một điện cực: là đại lượng có trị số bằng sức điện động của
pin gồm điện cực đó và điện cực hidro chuẩn còn dấu là dấu của điện cực đó trong
pin.
8


Nếu thế điện cực đo ở điều kiện P = 1atm; và nồng độ đều bằng 1M thì thế điện
cực đó gọi là thế điện cực chuẩn ký hiệu là Eo
b. Ý nghĩa của thế điện cực chuẩn:
• Dựa

và thế điện cực chuẩn chúng ta xác định được dễ dàng suất điện động

chuẩn của một pin điện gồm 2 điện cực bất kỳ:
o

•E

pin

= Eoanot – Eocatot

Ví dụ 1:
Pin (-) Zn|ZnSO4 1M || CuSO4 1M|Cu(+)
Có Eopin = 0,34 – (-0,76) = + 1,1V vì EoZn2+/Zn = -0,76V và EoCu2+/Cu = +0,34V
Ví dụ 2:
Pin (-) Fe|FeSO4 1M || H2SO4 0,5M|Pt (H2 1atm) (+)
Có Eopin = 0 – (-0,44) = + 0,44V vì EoFe2+/Fe = -0,44V và Eo2H+/H2 = +0V
•

Dựa vào thế điện cực chuẩn chúng ta xác định mức độ thể hiện tính OXH của
các chất OXH và mức độ thể hiện tính khử của các chất khử ở điều kiện tiêu
chuẩn.

Ví dụ: EoAg+/Ag = +0,8V > EoFe3+/Fe2+ = +0,77V nên ở điều kiện chuẩn nồng độ của
các ion Ag+, Fe3+ và Fe2+ đều bằng 1mol/l thì:
Tính OXH của Ag+ mạnh hơn Fe3+
Tính khử của Ag yếu hơn Fe2+
•

Dựa vào Eo chúng ta xác định được chiều của phản ứng OXH – khử ở điều
kiện chuẩn: “Phản ứng OXH – khử xảy ra theo chiều phản ứng có E o > 0 hay nói
cách khác phản ứng OXH – khử xảy ra theo chiều chất OXH mạnh hơn tác dụng
với chất khử mạnh hơn để tạo thành chất khử yếu hơn và chất OXH yếu hơn”.
Ví dụ:

Cu2+ + 2e  Cu

Eo1 = +0,34V = EoCu2+/Cu

Fe – 2e  Fe2+

Eo2 = +0,44V = EoFe2+/Fe

Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu

Eo = Eo1 + Eo2 = +0,78V > 0

=> phản ứng xảy ra từ trái sang phải.
1.2.7. Hằng số cân bằng của phản ứng OXH – khử:
9


Đối với một số phản ứng OXH – khử chúng ta không những muốn biết chiều
hướng của phản ứng mà chúng ta còn muốn biết mức độ hoàn toàn của phản ứng.
Ví dụ trong phân tích định lượng người ta chỉ có thể dựa vào những phản ứng xảy
ra hoàn toàn.
Để đánh giá mức độ xảy ra của phản ứng thì người ta dựa vào hằng số cân bằng ký
hiệu là K.

∆

Đối với mọi phản ứng chúng ta luôn có:
Đối với phản ứng OXH – khử ta có:

∆

Go = -2,303.RT.1gK (1)

Go = -n.Eo.F (2)

n.E o .F
F
1gK =
=
.n.E o
2,303RT
2,303RT

Từ (1) và (2) =>
Vì R = 8,314J

F = 96500C nên ở 25oC => 1gK =
Ví dụ: Xét phản ứng: Sn + Pb
o

E Pb

2+

o

2+

E Sn

/Pb

/Sn

2+

2+

= -0,126V => Pb + 2e
= -0,136V => Sn – 2e

Sn + Pb

2+


→
¬



Pb + Sn2+

n.E o
0,059


→
¬




→
¬




→
¬



=> K = 10n.E/0,059

Pb + Sn2+ ở 25oC
Pb

Eo1 = -0,126V

Sn2+

Eo2 = +0,136V

có Eo = 0,1V > 0

Vậy ở điều kiện tiêu chuẩn Sn khử đươc Pb 2+ nghĩa là phản ứng xảy ra theo chiều
thuận. Để đánh giá phản ứng thuận xảy ra đến mức độ nào thì cần phải tính K ở 25o
thì:
K = 102.0,1/0,059 = 2,21

[Sn 2+ ]
[Pb 2+ ]

=>

= 2,21

=> Trong dung dịch thì hàm lượng của Sn2+ =
10

2,21
3,21

x100% = 69%


=> Hàm lượng của Pb2+ = 31%
Như vậy phản ứng Sn + Pb

2+


→
¬



Pb + Sn2+ xảy ra thuận nghịch.

Phần II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN HÓA Ở LỚP 12 BAN A
2.1. Dạng 1: Xác định chiều hướng của phản ứng
2.1.1. Phương pháp giải:
Phương pháp 1: Phương pháp lập sơ đồ phản ứng theo nguyên tắc

α

Bước 1: Sắp xếp các cặp OXH – khử theo chiều tăng dần tính OXH của dạng OXH
và giảm dần tính khử của dạng khử.
Bước 2: Dựa vào phản ứng đã cho (xét theo chiều thuận) và kết quả sắp xếp ở

bước 1 nếu được sơ đồ

sp
tg

tg
sp

tg
sp

thì phản ứng xảy ra theo chiều thuận; nếu được
sp
tg

sơ đồ kiểu sau đây

thì phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.

Áp dụng: Hãy cho biết các phản ứng sau xảy ra theo chiều nào (xét ở đkc)
a. Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
b. 2Ag + Cu2+ = 2Ag+ + Cu
c. 2Ag + Hg2+ = 2Ag+ + Hg
d. 2Ag + Hg22+ = 2Hg + 2Ag+
Giải:
a. Tính OXH: Fe2+ < Cu2+
Tính khử:

Fe

> Cu

=> Phản ứng xảy ra theo chiều thuận từ trái sang phải.
b. Tính OXH: Cu2+ < Ag+
Tính khử:

Cu

> Ag

=> Phản ứng xảy ra theo chiều ngịch từ phải sang trái
c. Tính OXH: Ag+ <

Hg2+
11


Tính khử: Ag

>

Hg

=> Phản ứng xảy ra theo chiều thuận từ trái sang phải
d. Tính OXH: Hg22+ < Ag+
Tính khử: Hg

> Ag

=> Phản ứng xảy ra theo chiều nghịch từ phải sang trái
Nhận xét:

α

Phương pháp lập sơ đồ phản ứng theo quy tắc có ưu điểm dễ nhớ, dễ áp dụng,
thích hợp cho các đối tượng học sinh trung bình yếu nhưng phạm vi áp dụng thì
hạn chế vì thực tế học sinh chỉ sắp xếp được tính OXH và tính khử của các cặp
OXH – khử của kim loại mà thôi.
Phương pháp 2: Phương pháp thế điện cực chuẩn:
Bước 1: Viết phương trình cho và nhận e (các bán phản ứng) kèm theo thế OXH
chuẩn và thế khử chuẩn tương ứng với mỗi quá trình.
Bước 2: Tổ hợp 2 quá trình được phương trình phản ứng dạng ion và tính sức điện
động chuẩn của phản ứng.
Bước 3: Kết luận chiều hướng của phản ứng dựa vào dấu của sức điện động:
- Nếu Eopứ > 0 => phản ứng xảy ra theo chiều thuận.
- Nếu Eopứ < 0 => phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.
Áp dụng: Hãy cho biết các phản ứng sau xảy ra theo chiều nào (xét ở đktc)
a. Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag
b. 2Ag + Hg2+ = 2Ag+ + Hg

c. 2Ag + Hg22+ = 2Hg + 2Ag+
d. Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ = 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O
Giải:
a.

Fe

2+

– 1e


→
¬



+

Ag + 1e
2+

Fe + Ag

+


→
¬




Fe3+

→
¬



Eo1 = -0,77V
Eo2 = +0,80V

Ag

Fe3+ + Ag

Eopứ = Eo1 + Eo2 = +0,03V > 0
12


=> phản ứng xảy ra theo chiều thuận.
b. 2x Ag


→
¬



– 1e

2+

1x Hg + 2e
2Ag + Hg


→
¬



2+


→
¬



Ag+

Eo1 = -0,80V

Hg

Eo2 = +0,85V

2Ag+ + Hg

Eopứ = Eo1 + Eo2 = +0,05V > 0

=> phản ứng xảy ra theo chiều thuận.
c. 2x Ag
1x Hg

– 1e
2+
2

+ 2e

2Ag + Hg

2+
2


→
¬



→
¬



→
¬




Ag+

Eo1 = -0,80V

2Hg

Eo2 = +0,79V

2Ag+ + 2Hg

Eopứ = Eo1 + Eo2 = -0,01V < 0

=> phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.
2-

d. 1x Cr2O7 + 6e + 14H

+


→
¬



-

3x

2Cl – 2e
2-

-

Cr2O7 + 6Cl + 14H

+


→
¬



2Cr3+ + 7H2O


→
¬



Eo1 = +1,33V
Eo2 = -1,36V

Cl2

2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O

Eopứ = Eo1 + Eo2 = -0,03V < 0
=> phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.
2.1.2. Bài tập về chiều hướng của phản ứng OXH – khử:
+

Câu 1: Cho S + 2H + 2e
+

SO2+ 4H + 4e


→
¬




→
¬



Eo = -0,14V

H2S

Eo = +0,45V

S + 2H2O

Hãy chứng minh rằng SO2 có thể OXH H2S trong dung dịch để giải phóng lưu
huỳnh.
Câu 2: Cho thế khử chuẩn của cặp O2/H2O2 là Eo1 = +0,69V và O2/H2O là Eo2 =
+1,23V.
a. Tính thế khử của cặp H2O2/H2O.
13


b. Chứng minh rằng H2O2 tự phân hủy theo phản ứng sau: 2H2O2 = 2H2O + O2
Câu 3: Cho thế OXH của cặp Cu/Cu2+ là -0,34V và thế OXH của cặp Zn/Zn 2+ là
+0,76V.
a. Hãy cho biết phản ứng sau xảy ra theo chiều nào? Tại sao? (xét ở đkc)
Cu + Zn

2+


→
¬



Cu2+ + Zn

(1)

b. Tìm điều kiện để phản ứng (1) xảy ra theo chiều thuận ở 25 oC. Từ đó hãy cho
biết thực tế có thể đáp ứng được điều kiện đó hay không và rút ra kết luận cần
thiết.

3+

Câu 4: Cho hệ: Fe + 1e


→
¬



Fe2+

Eo = +0,77V

Ở 25oC và nồng độ bất kỳ của Fe3+ và Fe2+ thì thế khử của Fe3+ là E = Eo +
0,059 [Fe3+ ]
lg
1
[Fe 2+ ]

a. Hãy cho biết tính khử của Fe2+ biến đổi như thế nào khi pH của dung dịch tăng.
2+

b. Xác định pH của dung dịch để 2Fe + Cu

thuận. Cho biết

TFe(OH)2

= 10

-14

và

TFe(OH)3

Câu 5: Cho các quá trình sau: Pb2+ + 2e
2+

Sn + 2e


→
¬



Sn

o

2+


→
¬



2Fe3+ + Cu xảy ra theo chiều

= 10-36. Thế OXH của Cu2+/Cu là -0,34V.

→
¬



Pb

Eo1 = -0,126V

Eo2 = -0,136V
2+

a. Tính E của phản ứng sau: Pb + Sn


→
¬



Pb + Sn2+

(1). Từ đó xác định chiều

của phản ứng (1)
b. Tìm điều kiện để phản ứng xảy ra theo chiều nghịch ở 25oC. Biết

E1o = E o -

0,059 [Sn 2+ ]
lg
2
[Pb 2+ ]

14


Câu 6: Có thể dùng KMnO4 để OXH SnCl2 trong môi trường axit được không?
E oMnO- /Mn 2+
4

Nếu nồng độ của chúng trong dung dịch đều bằng 1M. Biết
o
ESn
4+
/Sn 2+

= +0,15V
E o2I- /I

Câu 7: Cho

E oFe2+ /Fe3+

= +1,51V và

2

E o2Br- /Br
= +0,53V;

2

E o2Cl- /Cl

= +1,08V;

E o2F- /F

2

= +1,36V;

2

= +2,85V;

= +0,77V

Hãy cho biết Fe3+ có thể OXH được anion halogenua nào? Tại sao? Viết phương
trình phản ứng ở dạng ion (nếu có)
Câu 8: Ta có thể điều chế KMnO4 bằng cách OXH MnO4 với F2 được không? Ta
có thể dùng Cl2, Br2, I2 thay cho F2 được không?
2.2. Dạng 2: Xác định mức độ hoàn toàn của phản ứng OXH – khử
2.2.1. Phương pháp giải: Tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Viết các phản ứng. Kèm theo thế khử và thế OXH tương ứng ở điều kiện
chuẩn.

Bước 2: Tổ hợp các bán phản ứng dạng ion và tính Eo của phản ứng.
Bước 3: Tính nồng độ hay áp suất riêng phần (nếu là chất khí) của các chất lúc cân
bằng.
Bước 4: Tính hàm lượng của các chất tham gia phản ứng và sản phẩm lúc cân
bằng.
Bước 5: Dựa vào kết quả ở bước 4 rút ra kết luận về mức độ làm tròn của phản
ứng.
Áp dụng: Cho phản ứng thuận nghịch: Zn + Cu(NO3)2


→
¬



Zn(NO3)2 + Cu (1)

a. Hãy tính Eo của phản ứng từ đó xác định chiều của phản ứng.
b. Hãy cho biết phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn hay thuận nghịch ở 25oC. Tại sao?

15


c. Một hỗn hợp X gồm Zn và Au. Để xác định hàm lượng Zn người ta dùng dung
dịch Cu(NO3)2
Biết

E oCu 2+ /Cu

E oZn2+ /Zn

= +0,34V;

= -0,76V

Giải:
a.

Zn – 2e
2+

Cu + 2e


→
¬



Zn2+


→
¬



Zn + Cu(NO3)2

Eo1 = +0,76V

Eo2 = +0,34V

Cu


→
¬



Eopứ = Eo1 + Eo2 = +1,1V > 0

Zn(NO3)2 + Cu

=> phản ứng xảy ra theo chiều thuận.

b. K = 102.1.1/0,059 = 1038 mà K =

[Zn 2+ ]
[Cu 2+ ]

[Zn 2+ ]
[Cu 2+ ]

=>

= 1038

=> hàm lượng của Zn2+ trong dung dịch lúc cân bằng là: (so với tổng Zn2+ và Cu2+)

% của Zn2+ =

1038
.100% ≈ 100%
1038 +1
1
38

% của Cu2+ =

10 +1

.100% ≈ 0%

Vậy khi phản ứng đạt đến cân bằng thì [Cu2+]  0 và [Zn2+] đạt giá trị lớn nhất.
Vậy phản ứng xảy ra gần như hoàn toàn theo chiều thuận.
c. Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn (100%) nên có thể dùng dd Cu(NO 3)2 để định
lượng Zn trong hỗn hợp X gồm Zn và Au vì Au không phản ứng với Cu(NO3)2.
2.2.2. Bài tập về đánh giá mức độ hoàn toàn của phản ứng OXH – khử:
Câu 1: Cho phản ứng:
5FeCl2 + KMnO4 + 4H2SO4


→
¬



Fe2(SO4)3 + 3FeCl3 + MnSO4 + KCl + 4H2O

a. Tính Eo và K của phản ứng ở 25oC.
b. Từ Eo hãy xác định chiều xảy ra của phản ứng đó.
c. Từ K hãy xác định mức độ hoàn toàn của phản ứng là bao nhiêu %.
16


d. Phản ứng trên có ứng dụng gì trong hóa học phân tích.
Câu 2: Cho các phản ứng sau: (giả sử như là thuận nghịch)
a. 2Al + 3Cu(NO3)2
b. Al + Fe(NO3)3
c. Al + 3AgNO3
d. 2Al + 3H2SO4


→
¬




→
¬



→
¬



2Al(NO3)3 + 3Cu

Al(NO3)3 + Fe

↓
↓

Al(NO3)3 + 3Ag


→
¬



↓

Al2(SO4)3 + 3H2

↑

Hãy tính Eo và K của các phản ứng trên ở 25oC. Từ đó sắp xếp các phản ứng trên
theo chiều tăng mức độ hoàn toan của các phản ứng.
Câu 3: Người ta để một dung dịch Te + 0,1M và HCl 1m ra ngoài không khí ở
25oC, áp suất 1atm cho đến khi Te+ bị OXH thành Te3+. Tính Te+ còn lại chưa bị
OXH là bao nhiêu % về số mol.
Biết: O2 + 4H+ = 2H2O
Te3+ +2e = Te+

Eo = 1,23V

Eo = 1,25V

Câu 4: Thế OXH của Fe2+/Fe3+ là -0,76V và thế OXH của Ag+/Ag là -0,8V. Trộn
dd Fe(NO3)2 0,1M với dd AgNO3 0,1M với thể tích mỗi dd đem trộn đều là 100ml.
Tính nồng độ mol/l của mỗi ion trong dd sau khi phản ứng kết thúc. Biết thể tích
dung dịch không thay đổi khi đem trộn.
2.3. Dạng 3: Các dạng bài tập trắc nghiệm trong đề thi đại học, cao đẳng vận
dụng kiến thức về dãy điện hóa của kim loại
a. Bài tập về dãy điện hóa của kim loại :
Câu 1: Để khử ion Fe
A. kim loại Ag.

3+

trong dd thành ion Fe

B. kim loại Cu.

2+

có thể dùng một lượng dư:

C. kim loại Mg.

D. kim loại Ba.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)
Câu 2: Để khử ion Cu2+ trong dung dịch CuSO

có thể dùng kim loại

4

17


A. K.

B. Ba.

C. Na.

D. Fe.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)
Câu 3: Cho kim loại M tác dụng với Cl được muối X; cho kim loại M tác dụng
2
với dung dịch HCl được muối Y. Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịch
muối X ta cũng được muối Y. Kim loại M có thể là
A. Zn.

B. Mg.

C. Al.

D. Fe.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)
Câu 4: Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá như sau: Fe
Cu

2+

/Cu; Fe

3+

/Fe

2+

2+

/Fe;

. Cặp chất không phản ứng với nhau là:

A. Fe và dung dịch CuCl .
2

B. dd FeCl

C. Cu và dung dịch FeCl .
3

D. Fe và dung dịch FeCl .
3

2

và dd CuCl .

2

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)
2+
Câu 5: Cho các ion kim loại: Zn

2+
, Sn

2+
2+
2+
, Ni , Fe , Pb . Thứ tự tính oxi hoá

giảm dần là:
2+
A. Pb

> Sn

2+
B. Sn
C. Zn
D. Pb

2+

2+

2+

2+
2+
2+
> Ni > Fe > Zn .

2+
2+
2+
2+
> Ni > Zn > Pb > Fe .
> Sn

2+

2+

> Sn

2+
2+
2+
> Ni > Fe > Pb .
> Fe

2+

> Ni

2+

> Zn

2+

.
(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2007)

18


Câu 6: Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO

4

→ FeSO

4

+ Cu.

Trong phản ứng trên

xảy ra
2+
A. sự khử Fe

2+
và sự oxi hóa Cu.

B. sự khử Fe

2+
và sự khử Cu

.
2+

C. sự oxi hóa Fe và sự oxi hóa Cu.

D. sự oxi hóa Fe và sự khử Cu

.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008)
Câu 7: Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO ) và AgNO . Sau
32
3
khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là:
A. Fe, Cu, Ag.

B. Al, Cu, Ag.

C. Al, Fe, Cu.

D. Al, Fe, Ag.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008)
Câu 8: Hai kim loại X, Y và các dung dịch muối clorua của chúng có các phản ứng
hóa học sau:

X+ 2YCl3
Y+ XCl2


→


→

XCl2+ 2YCl2
YCl2 + X

Phát biểu đúng là:
2+
A. Ion Y

2+
có tính oxi hóa mạnh hơn ion X .

2+
B. Kim loại X khử được ion Y .
C. Kim loại X có tính khử mạnh hơn kim loại Y.
D. Ion Y

3+

2+
có tính oxi hóa mạnh hơn ion X .
(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008)

Câu 9: Cặp chất không xảy ra phản ứng hoá học là
19


A. Cu + dung dịch FeCl .
3

B. Fe + dung dịch HCl.

C. Fe + dung dịch FeCl .
3

D. Cu + dung dịch FeCl .
2
(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2008)

Câu 10: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl . Sau khi phản ứng
3
xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 2,16.

B. 5,04.

C. 4,32.

D. 2,88.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009)
Câu 11: Nhúng một lá kim loại M (chỉ có hoá trị hai trong hợp chất) có khối lượng

50 gam vào 200 ml dung dịch AgNO 1M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn
3
toàn. Lọc dung dịch, đem cô cạn thu được 18,8 gam muối khan. Kim loại M là
A. Fe.

B. Cu.

C. Mg.

D. Zn.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009)
Câu 12: Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá như sau:
2+
2+
2+
3+ 2+
+
Mg /Mg; Fe /Fe; Cu /Cu; Fe /Fe ; Ag /Ag. Dãy chỉ gồm các chất, ion tác
3+
dụng được với ion Fe trong dung dịch là:
+
A. Fe, Cu, Ag .

2+
B. Mg, Fe , Ag.

2+
C. Mg, Cu, Cu

. D. Mg, Fe, Cu.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009)
Câu 13: Cho 100 ml dung dịch FeCl
AgNO

3

2

1,2M tác dụng với 200 ml dung dịch

2M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 34,44.

B. 47,4.

C. 30,18.

D. 12,96.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009)
20


Câu 14: Cho m
AgNO

3

1

gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO ) 0,3M và
32

0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m

rắn X. Nếu cho m

2

gam chất

gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được

2

0,336 lít khí (ở đktc). Giá trị của m
A. 8,10 và 5,43.

1

và m

2

B. 1,08 và 5,43.

lần lượt là

C. 0,54 và 5,16.

D. 1,08 và 5,16.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2009)
Câu 15: Cho 29,8 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Fe vào 600 ml dung dịch
CuSO

4

0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và

30,4 gam hỗn hợp kim loại. Phần trăm về khối lượng của Fe trong hh ban đầu là
A. 37,58%.

B. 56,37%.

C. 64,42%.

D. 43,62%.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010)
Câu 16: Cho biết thứ tự từ trái sang phải của các cặp oxi hoá - khử trong dãy
điện hoá (dãy thế điện cực chuẩn) như sau: Zn

2+

2+
2+

/Zn; Fe /Fe; Cu /Cu;

3+ 2+
+
Fe /Fe ; Ag /Ag.
2+
Các kim loại và ion đều phản ứng được với ion Fe
+
A. Zn, Ag .

trong dung dịch là:

2+
B. Zn, Cu

2+
.

C. Ag, Cu

3+
D. Ag, Fe .

.

(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2010)
Câu 17: Dãy gồm các ion đều oxi hóa được kim loại Fe là
A. Fe
C. Cr

3+
2+

, Cu
, Au

2+
3+

+
, Ag .
, Fe

3+

B. Zn
.

D. Cr
21

2+

2+

, Cu

, Cu

2+

2+

+
, Ag .

, Ag

+


(Đề thi tuyển sinh cao đẳng năm 2011)
Câu 18: Dãy các ion xếp theo chiều giảm dần tính oxi hoá là (biết trong dãy
3+

2+

điện hóa, cặp Fe

/Fe

+

3+

2+

A. Ag , Cu
+

, Fe

3+

C. Ag , Fe

+
đứng trước cặp Ag /Ag):
2+

, Fe
2+

, Cu

3+
.

B. Fe

2+
, Fe

2+
, Cu

3+
.

D. Fe

+

2+

, Ag , Fe
+

, Ag , Cu

2+

.
2+

, Fe

.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007)
Câu 19: Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương
pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng là:
A. Na, Ca, Al.

B. Na, Ca, Zn.

C. Na, Cu, Al.

D. Fe, Ca, Al.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007)
Câu 20: Mệnh đề không đúng là:
2+
A. Fe

oxi hoá được Cu.
2+

B. Fe khử được Cu

trong dung dịch.

3+
C. Fe

2+
có tính ôxi hóa hơn Cu

.

2+ +
2+
+
D. Tính oxi hóa của các ion tăng theo thứ tự: Fe , H , Cu , Ag .
(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2007)
Câu 21: Cho các phản ứng xảy ra sau đây:
(1) AgNO

3

+ Fe(NO ) → Fe(NO ) + Ag↓
32
33
22


(2) Mn + 2HCl → MnCl

+H ↑
2
2

Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là
2+
A. Mn

+
3+
+
, H , Fe , Ag .

+

3+

B. Ag , Fe

+
2+ +
3+

C. Ag , Mn , H , Fe .

D. Mn

2+

+
2+
, H , Mn .

+
+
3+
, H , Ag , Fe .

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007)
Câu 22: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO . Sau
4
khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn. Thành
phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là (cho Fe =
56, Cu = 64, Zn = 65)
A. 90,27%.

B. 85,30%.

C. 82,20%.

D. 12,67%.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2007)

Câu 23: X là kim loại phản ứng được với dung dịch H SO loãng, Y là kim loại
2 4
tác dụng được với dung dịch Fe(NO ) . Hai kim loại X, Y lần lượt là (biết thứ tự
33
3+ 2+
+
trong dãy thế điện hoá: Fe /Fe
đứng trước Ag /Ag)
A. Fe, Cu.

B. Cu, Fe.

C. Ag, Mg.

D. Mg, Ag.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008)
Câu 24: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch
AgNO 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn.
3
3+ 2+
Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hoá: Fe /Fe
đứng trước
+
Ag /Ag)
23


A. 59,4.

B. 64,8.

C. 32,4.

D. 54,0.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008)
Câu 25: Cho một lượng bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl

2

và CuCl . Khối
2

lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn
ban đầu là 0,5 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muối
khan. Tổng khối lượng các muối trong X là
A. 13,1 gam.

B. 17,0 gam.

C. 19,5 gam.

D. 14,1 gam.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2008)
Câu 26: 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 ) và Zn(NO ) .
33
32

B. Zn(NO ) và Fe(NO )
32
32

C. AgNO và Zn(NO ) .
3
32

D. Fe(NO ) và AgNO .
32
3
(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009)

Câu 27: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa 2 mol
Cu

2+

+
và 1 mol Ag đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một dung

dịch chứa ba ion kim loại. Trong các giá trị sau đây, giá trị nào của x thoả mãn

trường hợp trên?
A. 1,8.

B. 1,5.

C. 1,2.

D. 2,0.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009)
Câu 28: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO

3

0,1M và Cu(NO ) 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung
32
dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là
24


A. 2,80.

B. 2,16.

C. 4,08.

D. 0,64.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009)
Câu 29: Nhúng một thanh sắt nặng 100 gam vào 100 ml dd hh gồm Cu(NO )

32
0,2M và AgNO

0,2M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm

3

khô cân được 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh
sắt). Khối lượng sắt đã phản ứng là
A. 1,40 gam.

B. 2,16 gam.

C. 0,84 gam.

D. 1,72 gam.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009)
Câu 30: Hoà tan hoàn toàn 24,4 gam hỗn hợp gồm FeCl
mol tương ứng là 1 : 2)
dung dịch AgNO

2

và NaCl (có tỉ lệ số

vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X. Cho

(dư) vào dung dịch X, sau
3

khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh

ra m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 57,4.

B. 28,7.

C. 10,8.

D. 68,2.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2009)
Câu 31: Cho 19,3 gam hh bột Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2 vào dd chứa
0,2 mol Fe2(SO4)3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kim
loại. Giá trị của m là
A. 6,40

B. 16,53

C. 12,00

D. 12,80

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2010)
Câu 32: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch
CuSO . Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho
4
toàn bộ Z vào dung dịch H SO (loãng, dư), sau khi các phản ứng kết thúc thì
2 4

khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy
25