Chương 5. PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - SỰ ĐIỆN PHÂN
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I.1. Phản ứng oxi hóa - khử
I.1.1. Số oxi hóa và cách xác định
• Số oxi hóa của một nguyên tố trong một hợp chất là một số đại số biểu diễn điện tích của
nguyên tử trong phân tử của chất nếu giả thiết chỉ có liên kết ion; nghĩa là các electron liên kết
ở mỗi cặp nguyên tử được coi như chuyển hẳn sang nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
• Các qui tắc xác định số oxi hóa gồm:
- Trong các đơn chất số oxi hóa của các nguyên tố bằng không.
- Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng không
- Trong các ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tố bằng điện tích của ion đó.
Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng điện tích của ion.
- Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của hiđro bằng +1, trừ hiđrua kim loại (NaH,
CaH
2
, …). Số oxi hóa của oxi bằng -2, trừ trường hợp OF
2
và peoxit (H
2
O
2
, Na
2
O
2
, …)
- Liên kết giữa các nguyên tử của cùng một nguyên tố không tính số oxi hóa, nghĩa là
bằng 0 như - O - O -; -C-C-; -S-S-, …
I.1.2. Phản ứng oxi hóa khử
• Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất
phản ứng; hay phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa
2
O
1
3HNO
2
→ HNO
3
+ 2NO↑ + H
2
O
• Phản ứng nội phân tử: Trong các phản ứng loại này sự chuyển electron xảy ra giữa các
nguyên tử của các nguyên tố cùng nằm trong một phân tử.
Ví dụ: NH
4
NO
3
→
0
t
N
2
O + 2H
2
O
2KClO
3
→
2
O
- Phản ứng Zn + CuSO
4
→ ZnSO
4
+ Cu
được viết : Zn + Cu
2+
→ Zn
2+
+ Cu
I.1.5. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử
Nguyên tắc chung là dựa vào định luật bảo toàn electron:
∑
e
(do chất khử cho) =
∑
e
(do chất oxi hóa nhận)
1. Phương pháp thăng bằng electron
Các bước thực hiện:
Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi
Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số
electron mà chất oxi hóa nhận.
Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng.
Bước 5: Cân bằng phần không oxi hóa - khử như sự tạo muối, môi trường, H
2
O
+ H
2
O → Na
2
6
S
+
O
4
+
4
Mn
+
O
2
+ KOH
Bước 2:
4
S
+
→
6
S
+
+ 2e (quá trình oxi hóa)
7
Mn
+
+ 5e →
4
+ KOH
Bước 5: 3Na
2
SO
3
+ 2KMnO
4
+ H
2
O → 3Na
2
SO
4
+ 2MnO
2
+ 2KOH
Lưu ý: - Có thể viết gộp: bước 2 và 3, bước 4 và 5.
2
- Nếu chất thay đổi số oxi hóa chứa nhiều nguyên tử của nguyên tố thay đổi số oxi hóa
thì phải viết quá trình oxi hóa hoặc quá trình khử ứng với đúng số nguyên tử của nguyên tố
đó trong hợp chất.
- Nếu có nhiếu nguyên tố thay đổi số oxi hóa (cùng tăng hoặc cùng giảm) thì phải viết
quá trình oxi hóa hoặc khử của tất cả các nguyên tố và giữ đúng tỉ lệ giữa các nguyên tử
hoặc viết ứng với cả nhóm nguyên tử.
- Nếu từ 1 chất oxi hóa sinh ra nhiều sản phẩm khử thì ta tách thành nhiều phản ứng
(mỗi phản ứng tạo ra một sản phẩm chất khử) rồi cân bằng các phản ứng đó, sau đó nhân hệ
số thích hợp vào các phương trình thu được và cộng lại.
- Đối với các phản ứng có sự tham gia của các chất hữu cơ: Nếu hợp chất hữu cơ trước
và sau phản ứng có một số nhóm nguyên tử thay đổi và một số nhóm không đổi thì ta xác định
số oxi hóa của C trong từng nhóm rồi cân bằng. Nếu hợp chất hữu cơ thay đổi toàn phân tử,
3
8
++
+
→+
+→
×
×
⇒ 8Al + 30HNO
3
→ 8Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O + 15H
2
O
b)
1
2
2
SFe
−+
+ H
5
N
+
O
++
→+
+→
+→
×
×
Cách 2:
25
63
2
Ne3N
e15S2FeSFe
5
1
++
++
→+
++→
×
×
⇒ FeS
2
+ 8HNO
3
→ Fe(NO
+
, OH
-
.
3
+ Tổng điện tích 2 vế của bán phản ứng phải bằng nhau, nói cách khác ta có thể dựa vào
tổng điện tích để cân bằng.
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số
electron mà chất oxi hóa nhận.
Bước 4: Nhân hệ số rồi cộng hai bán phản ứng lại ta được phương trình phản ứng dạng ion
thu gọn.
Bước 5: Cân bằng phần không oxi hóa - khử bằng cách thêm các ion không tham gia cho
nhận electron tương ứng vào hai vế của phương trình.
Ví dụ: FeSO
4
+ KMnO
4
+ H
2
SO
4
→ Fe
2
(SO
4
)
3
+ MnSO
4
+ K
3
+
2
Mn
+
SO
4
+ K
2
SO
4
+ H
2
O
Bước 2: 2Fe
2+
→ 2Fe
3+
+ 2e (bán phản ứng oxi hóa)
−
4
MnO
+ 8H
+
+ 5e → Mn
2+
+ 4H
2
O (bán phản ứng khử)
Bước 3:
+→
×
×
+++−+
++−
++
Bước 5: 10FeSO
4
+2 KMnO
4
+ 8H
2
SO
4
→ 5Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ 8H
2
O
I.2. Pin điện hóa
+ 2e. Ion Zn
2+
đi vào dung dịch còn
các electron theo dây dẫn đến điện cực Cu. Tại đây
xảy ra quá trình khử các ion Cu
2+
trong dung dịch
thành Cu: Cu
2+
+ 2e → Cu bám trên bề mặt lá Cu.
Trong cầu muối các ion K
+
di chuyển sang cốc đựng
dung dịch CuSO
4
, các ion Cl
-
di chuyển sang cốc
đựng dung dịch ZnSO
4
làm cân bằng điện tích nên
các dung dịch luôn trung hòa điện. Ở mạch ngoài
(dây dẫn), các electron đi từ cực Zn sang cực Cu.
Pin điện hóa Zn-Cu
- Phản ứng điện hóa trong pin điện là phản ứng oxi hóa khử, nó là kết quả tổng hợp của các
phản ứng tại các điện cực.
Ví dụ trong pin Zn-Cu, phản ứng tổng quát được viết như sau: Zn + Cu
2+
→ Zn
2+
+ Điện cực dương được đặt ở bên phải, điện cực âm ở bên trái sơ đồ.
+ Giữa kim loại điện cực và dung dịch điện li được đặt một gạch đơn thẳng đứng.
+ Giữa dung dịch bao quanh cực dương và dung dịch bao quanh cực âm đặt một gạch
đôi thẳng đứng.
Ví dụ pin Zn – Cu: (-) ZnZnSO
4
CuSO
4
Cu (+)
hoặc đơn giản hơn: (-) ZnZn
2+
Cu
2+
Cu (+)
I.2.2. Thế điện cực-sức điện động
5
ZnSO
4
e
CuSO
4
e
Mỗi điện cực có một thế điện cực. Thế tuyệt đối của điện cực là đại lượng không đo
được nhưng có thể đo được độ chênh lêch thế (hiệu điện thế ) giữa hai điện cực của một pin
điện hóa.
• Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực (E), tức là hiệu của thế điện cực dương (E
(+)
) với
thế điện cực âm (E
(-)
21
Với [Ox
1
], [Ox
2
], [Kh
1
], [Kh
2
] là nồng độ (mol/L, nếu là ion) hoặc áp suất riêng phần (nếu là
chất khí) của Ox
1
, Ox
2
, Kh
1
, Kh
2
E
0
: là sức điện động chuẩn, là sức điện động khi [Ox
1
] = [Ox
2
]= [Kh
1
]= [Kh
2
] = 1 (M
hoặc atm).
059,0
2
2
+
+
• Để xác định thế điện cực của một điện cực người ta quy ước chọn điện cực chuẩn hiđro, là
điện cực gồm một tấm Pt được phủ muội Pt và hấp phụ khí H
2
tại áp suất H
2
bằng 1atm,
nhúng trong dung dịch axit có nồng độ H
+
bằng 1M, làm gốc.
Trên bề mặt điện cực chuẩn hiđro xảy ra cân bằng oxi hóa-khử: 2H
+
+ 2e ⇔ H
2
. Điện
cực hiđro chuẩn được viết dưới dạng sơ đồ như sau: H
+
(1M)H
2
(1atm), Pt
Người ta quy ước thế của điện cực chuẩn hiđro bằng 0 V ở mọi nhiệt độ:
00,0E
2
H/H2
=
+
E
: là thế điện cực chuẩn, là thế điện cực khi [Ox] = [Kh] = 1 (M hoặc atm).
Ở 25
0
C: E
Ox/Kh
=
0
Kh/Ox
E
+
]Kh[
]Ox[
ln
n
059,0
Lưu ý: - Nếu Kh là chất rắn (kim loại) thì nồng độ của chúng được tính bằng 1M.
Ví dụ với điện cực Zn, ở 25
0
C:
]Znlg[
2
059,0
EE
20
Zn/ZnZn/Zn
22
+
+=
++
]H[
lg
2
059,0
EE −=+=
+
+
++
Nếu
atm1P
2
H
=
thì
pH059,0]Hlg[059,0E
2
H/H2
−==
+
+
I.2.3. Sự phụ thuộc của thế điện cực vào pH của dung dịch
- Nếu phản ứng điện cực có sự tham gia của H
+
thì thế của điện cực sẽ phụ thuộc trực
tiếp vào nồng độ H
+
(theo phương trình Nernst) tức là phụ thuộc vào pH.
- Đối với các phản ứng điện cực không có sự tham gia của H
+
, thế của điện cực cũng có
với K là hằng số cân bằng của phản ứng oxi
hóa khử xảy ra trong pin điện hóa.
- Với phản ứng tại điện cực (bán phản ứng khử hoặc bán phản ứng oxi hóa) ta cũng có:
∆G = - nF
Kh/Ox
E
và ∆G
0
= - nF
0
Kh/Ox
E
.
7
I.2.5. Dãy thế điện cực (thế khử) chuẩn của các cặp oxi hóa-khử. Điều kiện xảy ra phản
ứng oxi hóa khử
• Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại.
Điện cực chuẩn kim loại là điện cực gồm kim loại M nhúng trong dung dịch chứa ion
của nó, M
n+
, với [M
n+
] = 1M.
- Dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn được gọi là dãy thế
điện cực chuẩn của kim loại, còn gọi là dãy thế điện hóa. Dãy thế điện cực chuẩn của một số
cặp oxi hóa – khử của một số kim loại thông dụng ở 25
0
C được tóm tắt trong dưới đây:
Cặp oxi hóa–khử Nửa phản ứng E
0
+ 2e Mg - 2,363
Al
3+
/Al Al
3+
+ 3e Al - 1,660
Mn
2+
/Mn Mn
2+
+ 2e Mn - 1,18
Zn
2+
/Zn Zn
2+
+ 2e Zn - 0,763
Cr
3+
/Cr Cr
3+
+ 3e Cr - 0,74
Fe
2+
/Fe Fe
2+
+ 2e Fe - 0,44
Cr
3+
/Cr
2+
2H
+
/H
2
2H
+
+ 2e H
2
0,000
Sn
4+
/Sn
2+
Sn
4+
+ 2e Sn
2+
0,150
Cu
2+
/Cu Cu
2+
+ 2e Cu 0,337
Fe
3+
/Fe
2+
Fe
3+
+ e Fe
F
2
/2F
-
F
2
+ 2e 2F
-
2,65
Cl
2
/2Cl
-
Cl
2
+ 2e 2Cl
-
1,359
Br
2
/2Br
-
Br
2
+ 2e 2Br
-
1,09
I
2
/2I
/O
2
,H
2
O O
3
+ 2H
+
+ 2e O
2
+ H
2
O 2,07
O
3
/O
2
,OH
-
O
3
+ H
2
O + 2e O
2
+ 2OH
-
1,24
H
2
−
4
MnO
+ 4H
+
+ 3e MnO
2
+ 2H
2
O
1,70
−
4
MnO
/MnO
2
−
4
MnO
+ 2H
2
O + 3e MnO
2
+ 4OH
-
0,60
−
4
MnO
/
+ 14H
+
+ 6e 2Cr
3+
+ 7H
2
O
1,33
−−
4
2
4
)OH(Cr/CrO
−2
4
CrO
+ 4H
2
O + 3e
−
4
)OH(Cr
+ 4OH
-
-0,13
NO/NO
3
−
−
3
+ 2e
−2
62
OS
+ 2H
2
O
-0,25
−− 2
3
2
4
SO/SO
−2
4
SO
+ H
2
O + 2e
−2
3
SO
+ 2OH
-
-0,936
32
2
4
SOH/SO
−
- So sánh tính oxi hóa-khử và xác định chiều của phản ứng oxi hóa khử ở điều kiện chuẩn:
Một cách tổng quát:
+ Cặp oxi hóa khử có E
0
càng lớn thì tính oxi hóa của dạng oxi hóa càng mạnh, có E
0
càng nhỏ thì tính khử của dạng khử càng mạnh.
+ Dạng oxi hóa của cặp oxi hóa-khử có E
0
lớn hơn có thể oxi hóa được dạng khử của
cặp oxi hóa khử có E
0
nhỏ hơn.
Như vậy: Phản ứng oxi hóa khử chỉ có thể tự xảy ra theo chiều:
Oxi hóa mạnh + Khử mạnh → Khử yếu hơn + Oxi hóa yếu hơn
Nếu có hai cặp oxi hóa khử liên hợp có thứ tự trong dãy thê điện hóa là
2
2
1
1
Kh
Ox
;
Kh
Ox
thì
phản ứng oxi hóa khử chỉ có thể xảy ra theo chiều: Ox
2
+ Kh
1
> 0.
- Thứ tự trong dãy thế điện hóa chỉ đúng trong dung dịch nước (dung môi là nước) và ở điều
kiện chuẩn (nồng độ của ion bằng 1M, áp suất riêng phần của chất khí bằng 1atm) và ở 25
0
C.
- Không áp dụng được quy tắc
α
nếu kim loại phản ứng được với H
2
O ở điều kiện thường.
Trong trường hợp này, kim loại sẽ phản ứng với nước để tạo thành dung dịch kiềm sau đó
kiềm sẽ tác dụng với ion kim loại trong muối.
- Khi cho hỗn hợp hai kim loại vào dung dịch một muối hoặc hỗn hợp hai muối thì thứ tự
phản ứng là:
+ Kim loại có tính khử mạnh nhất sẽ phản ứng trước, sau đó đến kim loại có tính khử
yếu hơn.
+ Ion kim loại có tính oxi hóa mạnh nhất sẽ phản ứng trước sau đó đến ion có tính oxi
hóa yếu hơn.
I.3. Sự điện phân
I.3.1. Sự điện phân
•
Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt điện cực dưới tác dụng của dòng điện
một chiều chạy qua chất điện li ở trạng thái dung dịch hay nóng chảy.
Khi điện phân, tại cực âm sẽ xảy ra sự khử, tại cực dương sẽ xảy ra sự oxi hóa. Vì vậy
trong bình điện phân: Anot là cực dương, catot là cực âm.
•
Điện phân dung dịch
Trong dung dịch, ngoài các ion do chất tan điện li ra còn có ion H
+
và OH
2
O → O
2
+ 4H
+
+ 4e
Vì thế những anion đơn giản như Cl
-
, Br
-
, I
-
, … phóng điện được trên cực dương, còn nhiều anion
gốc axit phức tạp như
−2
4
SO
,
−
3
NO
,
−
4
ClO
… sẽ không bị oxi hóa (khi đó H
2
O bị oxi hóa).
I.3.2. Sơ lược về quá thế - Thứ tự phản ứng trong điện phân dung dịch nước
10
0
catot
E
Với E
catot
,
E
anot
là thế thực tế phải đặt vào catot và anot để xảy ra sự phóng điện tại các điện cực
này.
0
anot
E
,
0
catot
E
là thế khử chuẩn của các cặp oxi hóa – khử tham gia phản ứng tại anot và catot.
⇒ η = (E
anot
– E
catot
) - (
0
anot
E
-
0
-
0
anot
E
là quá thế anot.
+ E
catot
luôn <
0
catot
E
nên η
c
luôn âm; E
anot
luôn >
0
anot
E
nên η
a
luôn dương.
+ Nếu catot là quá trình khử ion kim loại thành kim loại thì η
c
≈ 0 V.
Ví dụ: Khi điện phân dung dịch CuSO
4
với các điện cực Pt.
Tại catot: Cu
2+
c
= E
catot
-
0
Cu/Cu
2
E
+
; η
a
= E
anot
-
0
OH/O
22
E
• Có nhiều loại quá thế:
- Quá thế hóa học: liên quan đến năng lượng hoạt động hóa của phản ứng hóa học trước khi
sự trao đổi ion xảy ra. Có thể khắc phục quá thế hóa học bằng cách sử dụng các chất xúc tác
điện hóa đồng thể hoặc dị thể.
- Quá thế hoạt động hóa: liên quan đến năng lượng hoạt động hóa của quá trình trao đổi
electron giữa các ion với bề mặt điện cực.
- Quá thế nồng độ: xuất hiện do sự giảm (hoặc tăng) nồng độ các ion ở vùng gần bề mặt điện cực.
-Quá thế do bọt khí: xuất hiện do sự chậm giải hấp các bọt khí ra khỏi bề mặt điện cực.
- Quá thế điện trở: liên quan với sự sụt thế do điện trở của dung dịch, …
Quá thế phụ thuộc vào vật liệu dùng làm điện cực, bản chất của ion trong dung dịch
điện li. mật độ dòng điện lưu thông trên điện cực, nhiệt độ và các yếu tố khác.
• Quá thế có vai trò lớn lao trong điện hóa học ứng dụng. Để minh họa, chúng ta xem xét sự
V
11
Nếu căn cứ vào thế khử chuẩn E
0
thì ta tiên đoán H
+
sẽ phóng điện trước (ngay khi thế
catot đạt giá trị 0,000V) và H
2
sẽ thoát ra trên catot dưới hiệu điện thế thấp hơn nhiều so với
hiệu điện thế cần thiết để giải phóng kẽm. Tuy nhiên quá thế của H
2
trên Zn khoảng - 1V
khiến cho trong điện phân Zn lại được giải phóng trước trên catot. H
+
chỉ phóng điện khi nào
nồng độ Zn
2+
giảm tới mức thế của Zn
2+
/Zn trở nên nhỏ hơn quá thế của hiđro
V1E
Zn/Zn
2
−<
+
).
• Khi điện phân:
- Chất bị khử trước ở catot (cực âm) là chất sau khi tính đến quá thế có thế khử lớn nhất.
- Chất bị oxi hóa ở anot (cực dương) là chất sau khi tính đến quá thế có thế khử nhỏ nhất.
+ Các anion gốc axit có oxi như NO
3
–, SO
4
2–
, PO
4
3–
, CO
3
2–
, ClO
4
–…không bị oxi hóa.
+ Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự: S
2–
> I
–
> Br
–
> Cl
–
> RCOO
–
> OH
–
>
H
2
O.
3
với anot bằng than chì: 2Al
2
O
3
→
đpnc
4Al + 3O
2
.
O
2
sinh ra sẽ phản ứng với anot than chì: 2C + O
2
→ 2CO; C + O
2
→ CO
2
.
I.3.4. Định luật Faraday trong điện phân
12
m =
F
It
n
A
×
Trong đó: m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam) ; A: khối lượng mol của chất thu
→ 2Fe(NO
3
)
3
+ 3H
2
O 5. H
2
O + Na
2
O → 2NaOH
3. 2NO
2
+ 2NaOH → NaNO
3
+ NaNO
2
+ H
2
O 6. O
2
+ 2Cu → 2CuO
Các phản ứng nào là phản ứng oxi hoá – khử?
A. 1, 3 và 6; B. 1, 2, và 3; C. 2, 3, và 6; D. 2, 5, và 6;
2. Cho các quá trình oxi hóa khử sau và các nhận xét tương ứng, hãy cho biết nhận xét nào
đúng:
1.
−
4
MnO
+ 2KMnO
4
→ 5Fe
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+ 8H
2
O
chất oxi hóa ; chất khử và môi trường lần lượt là:
A. FeSO
4
; KMnO
4
; H
2
SO
4
B. KMnO
4
; FeSO
4
A. Chất oxi hoá B. Chất khử
C. Vừa chất oxi hoá vừa chất khử D. Vừa chất khử vừa môi trường
5. Trong số các phản ứng oxi hoá- khử sau:
3I
2
+ 3H
2
O → HIO
3
+ 5HI (1) HgO → 2Hg + O
2
↑ (2)
4K
2
SO
3
→ 3K
2
SO
4
+ K
2
S (3) NH
4
NO
3
→ N
2
O + 2H
2
+ 2H
2
O = MnO
2
+ 2KMnO
4
+ 4KOH (9)
2KMnO
4
+16 HCl = 5Cl
2
+ 2KCl + 2MnCl
2
+ 8H
2
O (10)
Số phản ứng oxi hoá- khử nội phân tử và số phản ứng tự oxi hoá, tự khử lần lượt là:
A. 4 ; 5 B. 4; 3 C. 3; 5 D. 5; 2
6. Đối với phản ứng: CrCl
3
+ NaOCl + NaOH→ Na
2
CrO
4
+ NaCl + H
2
O + Cl
2
, hệ số cân
bằng (là các số nguyên tố tối giản) của chất oxi hóa, chất khử và chất đóng vai trò môi trường
3
AsO
4
+ H
2
SO
4
+ NO
2
+ H
2
O .
với hệ số các chất trong phương trình là các số nguyên đơn giản và không thể giản ước. Tổng
đại số các hệ số của chúng là:
A. 75 B. 70 C. 68 D. 72
9. Cho phản ứng sau: Fe
x
O
y
+ HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ NO
2
+ H
2
O . Hãy cho biết tổng đại
4
+H
2
O là:
A. 3 B. 38 C.17 D. 57
11. Hãy cho biết chất (hoặc ion) còn thiếu trong phản ứng:
SO
3
2-
+ …. + …. → SO
4
2-
+ MnO
2
↓ + OH
-
A. KMnO
4
, H
2
SO
4
B. MnO
4
-
, H
2
O C. MnO
4
-
đã nhường khi có 33,6 lít khí NO thoát ra ở đktc là:
A. 1,5 mol B. 0,15 mol C. 0,45 mol D. 4,5 mol
13. Cho Al vào dung dịch HNO
3
loãng, dư thu được dung dịch chứa một muối và hỗn hợp hai
khí NO và N
2
O có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 1. Nếu có 1 mol hỗn hợp 2 khí trên thoát ra thì
số mol electron mà Al đã nhường là:
A. 3,5 mol B. 0,35 mol C. 5,5 mol D. 2 mol.
14. Cho khí CO qua ống sứ chứa m gam Fe
2
O
3
nung nóng, sau một thời gian thu được
13,92gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
. Hoà tan hết X bằng dung dịch HNO
3
đặc
nóng dư thu được 5,824 lít NO
2
duy nhất (đktc). Tính m?
A.18,08 g B. 9,76 g C.11,86 g D.16,0 g
O
y
và kim
loại M là:
A. NO và Mg B. NO
2
và Al C. N
2
O và Al D. N
2
O và Fe
18. Hoà tan hoàn toàn m gam Fe
3
O
4
vào dung dịch HNO
3
loãng dư, tất cả lượng khí NO thu
được đem oxi hoá thành NO
2
rồi sục vào nước cùng dòng khí O
2
để chuyển hết thành HNO
3
.
Cho biết thể tích khí oxi (đktc) đã tham gia quá trình trên là 3,36 lít. Khối lượng m của Fe
3
O
4
là:
trong dung dịch tăng. D. khối lượng điện cực Ag giảm.
21. Nhúng thanh Zn (dư) vào 100,0 ml dung dịch ZnSO
4
1M. Nhúng thanh Cu vào 200,0
ml dung dịch CuSO
4
1M. Nối 2 thanh với nhau bằng dây dẫn và 2 dung dịch bằng cầu
muối. Kết luận nào sau đây đúng sau khi pin ngừng hoạt động.
A. Khối lượng thanh Zn giảm 12,8 gam.
B. Khối lượng dung dịch ZnSO
4
tăng 12,8 gam.
C. Khối lượng thanh Cu tăng 12,8 gam.
D. Khối lượng dung dịch CuSO
4
giảm 12,8 gam.
22. Cho biết Mg
2+
/Mg = −2,37V; Zn
2+
/Zn = −0,76V; Pb
2+
/Pb = −0,13V; Cu
2+
/Cu = +0,34V.
Pin điện hóa có suất điện động chuẩn bằng 1,61V được cấu tạo bởi hai cặp oxi hóa-khử.
A. Mg
2+
/Mg và Zn
2+
++
V;
V51,1E
0
Mn/MnO
2
4
=
+−
. Ở 25
0
C hằng số cân bằng, K, của phản
ứng: 5Fe
2+
+
−
4
MnO
+ 8H
+
→
5Fe
3+
+ Mn
2+
+ 4H
2
O là:
A. 4,24.10
2+
+ 2e
C. – 0,76 V và M
2+
+ 2e
→
M D. – 1,52 V và M
2+
+ 2e
→
M
27. Cho: MnO
4
-
+ 5e + 8H
+
→ Mn
2+
+ 4H
2
O
0
1
E
= 1,51 V
MnO
2
+ 2e + 4H
+
→ Mn
0
Fe/Fe
2
−=
+
V ;
34,0E
0
Cu/Cu
2
=
+
V. Những phản ứng nào dưới đây có thể tự xảy ra:
(1) Fe + Cu
2+
→
Fe
2+
+ Cu (2) Cu + 2Fe
3+
→
Cu
2+
+ 2Fe
2+
(3) Fe + 2Fe
3+
/X
= -0,76V; Y
2+
/Y = -0,13V; Z
2+
/Z = +0,34V. Phản ứng nào sau đây có khả năng tự xảy ra?
A. X + M
2+
→
X
2+
+ M B. Z + Y
2+
→
Z
2+
+ Y
C. X + Z
2+
→
X
2+
+ Z D. Z + M
2+
→
Z
3
)
2
, Pb(NO
3
)
2
33. Cho hỗn hợp Fe và Cu vào dung dịch AgNO
3
. Sau khi kết thúc phản ứng thu được chất
rắn A gồm 2 kim loại và dung dịch B chứa hai muối. Các chất trong A và B là:
A. Ag, Cu và Fe(NO
3
)
2
, Cu(NO
3
)
2
B. Ag, Cu và Fe(NO
3
)
3
, Cu(NO
3
)
2
C. Ag, Fe và Fe(NO
3
)
3
)
2
, Cu(NO
3
)
2
, AgNO
3
C. Fe(NO
3
)
3
, Cu(NO
3
)
2
, AgNO
3
D. Fe(NO
3
)
3
, Cu(NO
3
)
2
35. Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO
3
1M. Sau
2+
, H
+
, Fe
3+
, Fe
2+
, Ag
+
. Thứ tự điện phân các ion này trên catot lần lượt là:
A. Cu
2+
, H
+
, Fe
3+
, Fe
2+
, Ag
+
B. Ag
+
, Fe
3+
Cu
2+
, H
+
, Fe
2+
O. Thứ tự nhường electron trên anot khi điện phân là:
A. I
─
, Br
─
, Cl
─
, OH
─
, H
2
O B. H
2
O, I
─
, Br
─
, Cl
─
, OH
─
.
C. H
2
O, Br
─
, Cl
─
, I
─
+
, Cu
2+
, Al
3+,
Zn
2+
, NO
3
-
, Br
─
, SO
4
2-
. Khi điện phân dung dịch nước,
những ion không bị điện phân là:
A. Ca
2+
, K
+
, Cu
2+
, Al
3+
B. K
+
, Cu
2+
, Al
42. Điện phân hoàn toàn dung dịch hỗn hợp gồm a mol Cu(NO
3
)
2
và b mol NaCl, với điện cực
trơ, màng ngăn xốp, sau khi điện phân hết ion Cu
2+
, để anot chỉ thu được một khí duy nhất thì
điều kiện của a và b là:
17
A.b = 2a B.b > 2a C.b < 2a D.b < 2a hoặc b >2a
43. Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch chứa Fe
2
(SO
4
)
3
0,2M, CuSO
4
0,5M và
H
2
SO
4
0,5M bằng điện cực trơ cho tới khi khối lượng catot tăng 3,2 gam. Tính thể tích khí
(đo ở đktc) đã thoát ra tại anot?
A. 1,008 lít B. 0,784 lít C. 2,016 lít D. 1,344 lít
44. Điện phân có màng ngăn 500 ml dd chứa hỗn hợp gồm CuCl
2
0,1M và NaCl 0,5M (điện
Al ở catot và 67,2 m
3
(ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lít (ở
đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giá trị
của m là :
A. 108,0. B. 75,6. C. 54,0. D. 67,5.
49. Sản phẩm nào được tạo ra trước tiên khi điện phân dung dịch chứa NiCl
2
và SnBr
2
có
cùng nồng độ với các điện cực graphit ở 25
0
C. Biết
V236,0E
0
Ni/Ni
2
−=
+
;
V141,0E
0
Sn/Sn
2
−=
+
;
V077,1E
0
V00,0E
0
H/H2
2
=
+
. Quá thế trong sự điện phân này là:
A. 0,39 V B. 1,75 V C. -0,39 V D. 3,11 V
ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
1. A 2. B 3. B 4. D 5. A 6. B
7.B 8.B 9.A 10. D 11. B 12. D
18
13. C 14. D 15. C 16. C 17. C 18. A
19. B 20. A 21. C 22. A 23. C 24. A
25. C 26. A 27. B 28. B 29. B 30. C
31. D 32. D 33. B 34. C 35. A 36. B
37. A 38.B 39. A 40.C 41.D 42.B
43. A 44. C 45. B 46. A 47.C 48. B
49. B 50.A
19