BÀI 15: THẾ ĐIỆN CỰC VÀ NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Nêu khái niệm cặp oxi hoá – khử.

Trả lời:

Cặp oxi hoá – khử của kim loại là dạng oix hoá và dạng khử tương ứng của một nguyên tố kim loại.

Câu 2: Nêu ý nghĩa của giá trị thế điện cực chuẩn.

Trả lời:

Giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng oxi hoá của dạng oxi hoá của dạng oxi hoá và khả năng khử của dạng khử: thế điện cực chuẩn càng cao, dạng oxi hoá có tính oxi hoá càng mạnh, dạng khử có tính khử càng yếu và ngược lại.

Câu 3: Nêu chiều xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hoá – khử.

Trả lời:

Chiều xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hoá – khử là: chất khử của cặp oxi hoá – khử có thế điện cực chuẩn thấp hơn tác dụng với chất oxi hoá của cặp oxi hoá – khử có thế điện cực cao hơn, tạo ra dạng oxi hoá và dạng khử tương ứng.

Câu 4: Pin điện hoá là gì? Nêu cấu tạo của pin Galvani.

Trả lời:

- Pin điện hoá là thiết bị chuyển hoá năng lượng của phản ứng oxi hoá – khử thành dòng điện.

- Pin Galvani là pin điện hoá có cấu tạo gồm hai điện cực, mỗi điện cực ứng với một cặp oxi hoá – khử và thường nối với nhau qua cầu muối.

Câu 5: Nêu cách hoạt động của pin điện hoá.

Trả lời:

Khi pin điện hoá hoạt động: ở anode (cực âm) xảy ra quá trình oxi hoá, ở cathode (cực dương) xảy ra quá trình khử.

Câu 6: Kể tên một số loại pin được sử dụng phổ biến trong đời sống.

Trả lời:

Các loại pin như: acquy, pin nhiên liệu, pin Mặt Trời,…

Câu 7: Nêu công thức tính sức điện động chuẩn của pin điện.

Trả lời:

Sức điện động chuẩn của pin điện bằng thế điện cực chuẩn của cực dương (cathode) trừ thế điện cực chuẩn của cực âm (anode):

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Fe có thể bị oxi hoá trong dung dịch FeCl₃ và trong dung dịch CuCl₂ không? Giải thích.

Trả lời:

Có thể, vì .

Câu 2: Cu có thể bị oxi hoá trong dung dịch FeCl₃ và trong dung dịch FeCl₂ không?

Trả lời:

Cu bị oxi hoá trong dung dịch FeCl₃, nhưng không bị oxi hoá trong dung dịch FeCl₂.

Câu 3: Hãy so sánh ưu, nhược điểm pin nhiên liệu và pin Mặt Trời.

Trả lời:

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Có những phản ứng hoá học nào có thể xảy ra khi cho a mol Zn vào dung dịch chứa b mol AgNO₃ và c mol Cu(NO₃)₂?

Trả lời:

Phương trình hoá học của các phản ứng có thể xảy ra:

Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag (1)

Zn + Cu(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Cu (2)

Biện luận:

- Nếu a ≤ 0,5b thì chỉ xảy ra phản ứng (1).

- Nếu 0,5b < a < 0,5b + c thì: phản ứng (1) kết thúc, phản ứng (2) chưa kết thúc.

- Nếu a ≥ 0,5b + c thì: các phản ứng (1) và (2) đều kết thúc.

Câu 2: Cho một lá sắt nhỏ vào dung dịch chứa một trong những muối sau CuSO₄, AlCl₃, Pb(NO₃)₂, ZnCl₂, KNO₃, AgNO₃. Viết phương trình hoá học dạng phân tử và ion thu gọn của các phản ứng xảy ra (nếu có). Cho biết vai trò của các chất tham gia phản ứng.

Trả lời:

Fe tác dụng được với các muối: CuSO₄, Pb(NO₃)₂, AgNO₃.

PTHH: Fe + CuSO₄ → FeSO₄+ Cu

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Fe là chất khử , CuSO₄ là chất oxi hoá.

PTHH: Fe + Pb(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Pb

Fe + Pb ²⁺ → Fe ²⁺ + Pb

Fe là chất khử, Pb(NO₃)₂ là chất oxi hóa.

Câu 3: Khối lượng thanh kẽm thay đổi thế nào sau khi ngâm một thời gian trong các dung dịch :

a) CuCl₂

b) Pb(NO₃)₂

c) AgNO₃

d) NiSO₄.

Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra dưới dạng phân tử và ion thu gọn. Giả thiết các kim loại giải phóng ra đều bám hết vào thanh kẽm.

Trả lời:

a) Zn + CuCl₂ → ZnCl₂ + Cu

65g 64g

M_Cu < M_Zn → khối lượng giảm

b) Zn + Pb(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Pb

65g 207g

M_Zn < M _Pb → khối lượng tăng

c) Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag

65g 2.108 = 216g

2M_Ag > M_Zn → khối lượng tăng

d) Zn + NiSO₄ → ZnSO₄ + Ni

65g 59g

M_Zn > M_Ni → khối lượng giảm.

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Cho 1,68 g bột Fe và 0,36 g bột Mg tác dụng với 375 ml dung dịch CuSO₄, khuấy nhẹ cho đến khi dung dịch mất màu xanh. Nhận thấy khối lượng kim loại thu được sau phản ứng là 2,82 g.

a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

b) Xác định nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ trước phản ứng.

Trả lời:

a) Các phương trình hoá học:

Mg + Cu²⁺ → Mg²⁺ + Cu↓ (1)

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu↓ (2)

b) - Khối lượng kim loại tăng sau các phản ứng (1) và (2) là :

2,82 - (1,68 + 0,36) = 0,78 (g)

- Theo (1), ta tìm được khối lượng kim loại tăng là 0,60 g từ đó tính được khối lượng kim loại tăng trong phản ứng (2) là 0,18 g → số mol CuSO₄ tham gia (1) là 0,015 mol

- Số mol CuSO₄ tham gia (2) là 0,0225 mol.

- Cuối cùng ta xác định được nồng độ của dung dịch CuSO₄ là 0,1M.

Câu 2: Cho 1,12 g bột sắt và 0,24 g bột Mg vào một bình chứa 250 ml dung dịch CuSO₄ rồi khuấy kĩ cho đến khi kết thúc phản ứng. Sau phản ứng, khối lượng kim loại có trong bình là 1,88 g. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ trước phản ứng.

Trả lời:

Khối lượng kim loại tăng là : 1,88 – 1,12 – 0,24 = 0,52 (g)

Mg là kim loại mạnh hơn Fe nên Mg phản ứng trước.

Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu (1)

0,01 → 0,01 (mol)

Mg phản ứng hết làm khối lượng tăng là: 64.0,01 – 24.0,01 = 0,40 (g)

Phản ứng của Fe làm khối lượng tăng thêm là: 0,52 – 0,40 = 0,12(g)

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (2)

Theo (2), ta có:

1 mol CuSO₄ phản ứng làm khối lượng tăng 64 – 56 = 8 (g)

x mol → 0,12 g

x = 0,12:8 = 0,015 mol

Số mol Fe ban đầu là 1,12:56 = 0,02 mol > 0,015 mol.

Vậy Fe còn dư và CuSO₄ hết.

Nồng độ mol của CuSO₄ là: (0,01 + 0,015).1000:250 = 0,1M.