Bài 18. Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Bài 18. Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài t...

DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI

DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI

BÀI 20 BÀI 20

I- KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA - KHỬ CỦA

KIM LOẠI

II- PIN ĐIỆN HÓA

III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

IV DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI V.Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN

 Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố

kim loại tạo nên cặp oxi hóa - khử :

Ag + /Ag, Cu 2+ /Cu,

Al 3+ /Al là các cặp oxi hóa - khử

1- Pin điện hóa

+ Điện cực kẽm mòn dần

+ Có lớp kim loại bám trên cực Cu

+ Màu xanh cốc đựng CuSO nhạt dần

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

1- Pin điện hóa

 Khái niệm:

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

Pin điện hóa là thiết bị điện trong đó NL phản ứng oxi hóa khử chuyển hóa thành điện năng

VD2: Pin Vonta (Zn – Cu)

- +

 Anot: ( - )

 Catot: ( + )

2 Suất điện động (E pin ): là hiệu thế lớn nhất giữa 2 điện cực

Khi nồng độ ion kim loại đều bằng 1M (ở 25oC) gọi là

suất điện động chuẩn , kí hiệu E o

II- PIN ĐIỆN HÓA

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

II- PIN ĐIỆN HÓA

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

VD3: Cho pin điện hóa (Zn – Cu) có:

 Cơ chế phát sinh dịng điện trong pin điện hĩa

 Cực Zn (cực âm hay anot):

2+

 sự oxi hĩa nguyên tử Zn

 Cực Cu (cực dương hay catot):

-II- PIN ĐIỆN HĨA

II- PIN ĐIỆN HĨA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

VD4: Trong pin điện hóa, sự oxi hóa

A chỉ xảy ra ở cực âm.

B chỉ xảy ra ở cực dương.

C xảy ra ở cực âm và cực dương.

D không xảy ra ở cực âm và cực dương

E Sn o 2 / Sn  

V 8 , 0

E Ag o  / Ag  

hóa Sn – Ag là

 Cầu muối:

- Tác dụng: làm cân bằng điện tích trong dung dịch

II- PIN ĐIỆN HÓA

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

II- PIN ĐIỆN HÓA

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

a, Điện cực hiđro chuẩn

III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC

3- Điện cực hiđro chuẩn, thế điện cực chuẩn.

b Thế điện cực chuẩn của kim loại

- Điện cực chuẩn: điện cực kim loại mà nồng độ ion kim loại trong dung dịch = 1M

- Thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo chính là suất điện động của pin tạo bởi điện cực hiđro chuẩn và

điện cực chuẩn của kim loại

III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

* Lưu ý:

- Trình tự lắp pin điện hóa: điện cực hiđro chuẩn

luôn luôn đặt bên trái vôn kế, điện cực kim loại

cần xác định thế điện cực chuẩn đặt bên phải

- Kim loại đóng vai trò cực âm  E0

Mn+/M có giá trị

âm

- Kim loại đóng vai trò cực dương  E0

Mn+/M có giá trị dương

III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

E 0 2H+/H2

0

E 0 > 0(v)

E 0 < 0(v)

- Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn

- Dãy thế điện cực chuẩn ở 250C của 1 số cặp oxi hoá khử (SGK)

+ Tính khử của các kim loại M càng yếu

IV DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI

1 So sánh tính oxi hoá khử

Trong dung môi nước: Thế điện cực chuẩn

E0

Mn+/M càng lớn thì

 Tính oxi hoá của cation Mn+ càng mạnh

2 Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hoá E0

E = -0,13 - (- 0,76) = 6,3V

V Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN

Thì:

3 Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá khử VD8: Tính thế điện cực chuẩn E0 của những cặp oxi

4 Xác định chiều của phản ứng oxi hoá khử

* Qui tắc anpha (  )

Chất oxi hoá yếu

VD9: Hãy cho biết chiều của phản ứng hoá học xảy ra giữa các cặp oxi hoá khử Giải thích và viết phương trình hoá học.

- Cation Ag+ có tính oxi hoá mạnh hơn Cu2+.

- Kim loại Ag có tính khử yếu hơn Cu.

2+ +

2

- Cation Mg2+ có tính oxi hoá yếu hơn H+.

- Kim loại Mg có tính khử mạnh hơn H2.

VD1: Cho hỗn hợp X gồm 0,2 (mol) Al; 0,1 mol Mg tác dụng với dung dịch Y gồm 0,2 mol HCl; 0,1 mol FeCl 3 Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V(l) khí đktc, dung dịch A, chất rắn B

VD2: Cho hỗn hợp X gồm : 0,15 mol mỗi kim loại Al,

Fe, Zn tác dụng với dung dịch Y gồm 0,1 mol H2SO4;

0,2 mol CuSO4; 0,1 mol Fe(SO4)3 Sau khi phản ứng

hoàn toàn thu được V(l) khí H2 (đktc), dung dịch A và m gam chất rắn B?

a, Tính V H2 ?

b, Tính m chất rắn B?

c, Cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối?

VD3: Cho hỗn hợp X gồm 0,03 mol Al; 0,02 mol Zn tác dụng với dung dịch Y gồm 0,01 mol Fe(NO 3 ) 3 và 0,02 mol Cu(NO 3 ) 2 Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được m(g)

VD4: Cho m(g) Al tác dụng 100 ml dung dịch CuCl 2

1M; FeCl 3 1M Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 6,4g chất rắn Tính m(g) Al ?

A 1,35g B 2,7g C 5,4g D 8,1g

VD5: Cho x(g) Mg tác dụng với dung dịch X chứa

Fe(NO 3 ) 3 0,01 mol; AgNO 3 0,02 mol Cu(NO 3 ) 2 0,01 Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 3,08 g chất rắn Tính

x ?

A 0,24g B 0,36g C 0,72g D 0,48g

VD6: Cho m(g) Mg tác dụng với 100 ml dung dịch X gồm CuSO 4 0,3 mol; FeSO 4 0,4 mol Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 4,4 g chất rắn Tính m?

A 1,92g B 1,68g C 0,24g D 3,6g

VD7: Cho 4,93g hỗn hợp X gồm Zn, Fe tác dụng dung dịch chứa 0,06 (mol) CuSO 4 Sau khi các phản ứng xảy

ra hoàn toàn thu được 4,96g hỗn hợp chất rắn Tính %

m Zn trong X ?

A 65,92% B 34,08% C 39,55% D 60,45%

VD8: Cho 24,36g hỗn hợp X gồm Mg, Zn tác dụng với dung dịch Y chứa 0,3 mol AgNO 3 0,1 mol Fe(NO 3 ) 3 Sau khi các phản ứng hoàn toàn thu được 44,5 hỗn hợp chất rắn Tính % Mg trong X

A 96,06% B 3,94% C 10,67% D 89,33%

VD9: Cho hỗn hợp X gồm 0,3 mol Mg; x mol Zn tác dụng với dung dịch Y gồm 0,2 mol Cu(NO 3 ) 2 ; 0,4 mol AgNO 3 Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất

rắn A gồm 2 kim loại Tính x ?

A 0,1 mol B 0,2 mol C 0,3 mol D 0,4 mol

VD10: Cho m(g) một thanh Mg vào dung dịch X gồm

Fe 2 (SO 4 ) 3 0,04 (mol); Cu(NO 3 ) 2 0,02 mol Sau khi phản ứng hoàn toàn lấy thanh Mg ra sấy khô cân lại thấy

khối lượng tăng so với ban đầu 0,96g Khối lượng Mg phản ứng?

A 1,14g B 1,08g C 2,28g D 2,88g