Hóa Đại cương bài giải chương 16 – Điện hóa học

Đúng ra thế điện cực của cặp Cu2+/Cu+ phải là 0,16V xem ở phần phụ lục thế khử tiêu chuẩn ở cuối sách BTTN HĐC... *Lưu ý: Ở đây là ta tính thế điện cực tiêu chuẩn φ0 chứ ko phải φ... Câu

BÀI GIẢI CHƯƠNG 16 – ĐIỆN HÓA HỌC 16.8:

(1): Pt/2H+(1M)/H2 P1 = 0,1 atm↑ => 2H+ + 2e = H2↑ (+) Qt

Kh φ1 = 0,059 lg[H+]1

e i

(2): Pt/2H+(1M)/H2 P2 = 1 atm ↓ => H2 = 2H+ + 2e (-) Qt

Ox φ2 = 0,059 lg[H+]2

=> E = φ1 – φ2 = 0,059 lg ¿¿ = 0,059 lg P2

P1 = 0,059 lg 0 ,11 = 0,059 V Như vậy bài này chọn câu sai thì đáp án đúng là a) 2,5

16.14:

3Fe3+ + e + 4H2O → Fe3O4 + 8H+ ϕ Fe 3+/ Fe 3 O4

0

=0.353V (1)

Fe3O4 + 2e + 8H+ → 3Fe2+ + 4H2O ϕ Fe0 3 O4/ Fe 2+

=0.980V ×2 = 1.960 V (2)

Fe3+ + e → Fe2+

(3)

(1)+(2)

3 =(3) => ϕ Fe 3+/ Fe 2+

0

= 1.960+0.353

16.15:

Tính thế điện cực tiêu chuẩn của Cu2+/Cu+ khi có mặt ion I- Cho biết ϕ Cu 2+/Cu+

0

= 0,16V, TCuI = 1 ×10-11,96

a) +0,430V

b) -0,865V

c) +0,865V

d) Không tính được vì không biết nồng độ của I-

Giải: Bài này đề cho lộn thế điện cực của cặp Fe3+/Fe2+(trong sách

in sai là 0,77V) Đúng ra thế điện cực của cặp Cu2+/Cu+ phải là 0,16V (xem ở phần phụ lục thế khử tiêu chuẩn ở cuối sách BTTN

HĐC) Và đáp án đúng là c) +0,865V.

φ Cu2+ ¿

Cu+ ¿=φ ' 0+0.0591 .lg¿¿¿¿

¿φ ' 0 − 0.059 lg T CuI

[I −]+0.059 lg¿¿

¿{φ ' 0 − 0.059 lg T CuI }+0.059 lg¿¿

 φ0

¿{φ ' 0 − 0.059 lg T CuI }=0.16 −0.059 lg( 10−11.96)=+0.865V

16.16:

Tính thế điện cực tiêu chuẩn của Fe3+/Fe2+ khi có mặt ion OH- Cho biết thế điện cực tiêu chuẩn của Fe3+/Fe2+ bằng 0,77V, tích số tan của Fe(OH)2 và Fe(OH)3 lần lượt là:1×10-15,0, 1×10-37,5

φ Fe3+ ¿

Fe2+ ¿=φ ' 0+0.059

1 lg¿¿¿¿

¿{φ ' 0

+0.059 lg T Fe (OH )3

T Fe (OH )

2

}−0.059 lg ⁡[OH −

]

φ0={φ ' 0

+0.059.lg T Fe (OH )3

T Fe (OH )

2

}=0.77+0.059.lg10−37.5

10−15 =−0.5575V

16.18 (Giải đáp)

Tính thế điện cực tiêu chuẩn của Fe3+/Fe2+ khi có mặt ion OH- Cho biết thế điện cực tiêu chuẩn của Fe3+/Fe2+ bằng 0,77V, tích số tan của Fe(OH)2 và Fe(OH)3 lần lượt là:1×10-15,0, 1×10-37,5

φ Fe3+ ¿

Fe2+ ¿=φ ' 0+0.059

1 lg¿¿¿¿

¿{φ ' 0 +0.059.lg T Fe (OH )3

T Fe (OH )

2

}−0.059.lg ⁡[OH −]

φ0

={φ ' 0

+0.059 lg T Fe (OH )3

T Fe (OH ) }=0.77+0.059 lg10

−37.5

10−15 =−0.5575V

*Lưu ý: Ở đây là ta tính thế điện cực tiêu chuẩn φ0 chứ ko phải φ

Vì φ còn thay đổi theo nồng độ ion OH- nữa (tính thêm phần:

− 0.059 lg ⁡ [OH −

] )

16.32: Chọn phương án đúng:

Máy đo pH hoạt động dựa vào việc đo hiệu điện thế giữa điện cực calomen bão hoà KCl: Pt, Hg  Hg2Cl2  KCl bão hòa (có thế điện cực ổn định  = + 0,268V) và điện cực hydro: Pt  H2 (1atm)  H+

(dung dịch cần đo pH) Hãy tính pH của dung dịch ở 250C nếu hiệu điện thế của hai điện cực này là 0,564V

Giải:

Thế điện cực của điện cực Hydrô là: φH2 = - 0,059.pH

Hiệu điện thế của 2 điện cực này là: E = φcalomel - φH2= 0.268 - (- 0,059.pH) = 0.564

 pH = 5

Câu 5: Thế điện cực của bạc ở 250C thay đổi như thế nào khi pha

loãng dung dịch muối bạc của điện cực 10 lần

a Giảm

59mV

b Tăng

59mV

c Tăng

29,5mV

d Giảm

29,5mV

Câu 6: Tính φ0

AgCl/Ag ở 25oC, biết ở 25oC φ0

Ag+/Ag =0,7991V và tích

số tan TAgCl=1,6.10-10

Câu 23: cho φo

Cu2+/Cu=0,337V và φo

Zn2+/Zn= -0.763V Tính hằng số cân bằng và xác định chiều của phản ứng: Zn +Cu2+

=Zn2+ +Cu xảy ra ở điều kiện tiêu chuẩn tại nhiệt độ 250C

b K=1037,3, phản ứng diễn ra hoàn toàn theo chiều ngịch.

c K=10-14,1, phản ứng diễn ra hoàn toàn theo chiều thuận

d K=10-14,1, phản ứng diễn ra hoàn toàn theo chiều nghịch

Câu 34: Cho cặp Fe3+/ Fe có thế khử tiêu chuẩn là +0,77V Hỏi

để giảm φ xuống +0,57V ( cùng điều kiện nhiệt độ) thì pH lúc này

là bao nhiêu

a.3 b.7 c.12,5 d khg có đáp án đúng

Câu 35: Cho cặp Cu2+/Cu có thế khử tiêu chuẩn là +0,34V, hỏi nếu pH=12 thì φ là bao nhiêu ( các điều kiện khác không đổi )

a +0,25V b.+0,32V c +0,42V d đáp án khác

Câu 36: Cho cặp Fe3+/ Fe có thế khử tiêu chuẩn là +0,77V, cho them SCN- ( các điều kiện khác không thay đổi) thì thế khử tiêu chuẩn thay đổi ra sao

a Tăng b.Giảm c Không đổi d Không thể dự đoán

Câu 40: Sức điện động tiêu chuẩn của phản ứng sau là +0,63V.

Pb2+(dd) + Zn(r)  Pb(r) + Zn2+ (dd) Tính sức điện động của phản ứng trên ở 250C Cho biết R= 8,31J/molK=1,987cal/molK

F=96500C/mol Thiếu [Pb2+] và [Zn2+] hoặc cho biết K

a 0,52V b.0,85V c.0,41V d.0,74V

Câu 5:

Ta có phương trình Nernst cho điện cực Ag+/Ag:

ϕ =ϕ0 +0.0591 lg [Ag+]

=> Khi pha loãng dd muối Ag+ giảm 10 lần thì

lg[Ag+] giảm -1 nên thế điện cực φ giảm 0.059V = 59mV Đáp án

(a)

Câu 6:

AgCl Ag⇄ + + Cl- (1) TAgCl = 1,6.10-10  E0

1 = -0,5799V

Ag+ + e- → Ag (2) E0

2 = 0,7991V

AgCl + e- → Ag + Cl- (3) E0

3 = x?

Lấy (1) + (2) = (3) => E0

3 = E0

1 + E0

2 = 0,220V Đáp án (a)

**Cách đổi từ tích số tan T sang E 0 :

∆G0 = -RTlnKsp = -RTlnTAgCl = -nFE0

1

 E10=RT

nF lnT=8,314 ×298

n × 96500 ×2,303 lgT=0,059

n lgT=0,059

1 lg(1 ,6.10 −10)=−0,5799V

Câu 23:

Cu2+ + 2e → Cu φ Cu2+ ¿

Cu

0

=+0,337 V¿

Zn2+ + 2e → Zn φ Zn2+ ¿

Zn

0

=−0,763V¿

Phản ứng Ox-Kh xảy ra theo chiều: “Dạng Ox của cặp có thế điện cực lớn hơn sẽ oxi hóa dạng Kh của cặp có thế điện cực nhỏ hơn”

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu => E 0 = 0,337 – (-0,763) = 1,1 V

∆ G0=− RTln K P =−nF E0

 lnK P=nF E0

RT =2× 96500 ×1 ,1

8,314 ×298 =¿K P =1,64.1037

 K P >> 1 nên phản ứng xảy ra gần như hoàn toàn theo

chiều thuận Đáp án (a)

Câu 34:

Thế khử tiêu chuẩn của một cặp Ox/Kh được đo bằng cách ghép đôi điện cực đó với một điện cực làm chuẩn là điện cực Hidro tiêu chuẩn có pH = 0 (ứng với [H+] = 1M) Khi càng pha loãng dd axit của điện cực Hidro thì pH càng tăng, dẫn đến φ của điện cực Hidro càng âm Hiệu thế giữa 2 điện cực càng tăng, tức là thế khử tiêu chuẩn của cặp Ox/Kh muốn đo càng tăng, trái với đề bài cho là giảm

φ 2 H+ ¿

H2 =−0,0592 pH =¿pH càng tăng , φ càng âm= ¿E =φ¿ ¿ ¿

Câu 35:

pH = 12 => φ 2 H+ ¿

H2

=−0,0592 pH =−0,0592×12=−0,7104¿

 E =φ¿¿

Câu 36:

Cặp Fe3+/Fe khi thêm ion SCN- vào sẽ tạo phức [Fe(SCN)]2+ bền làm giảm nồng độ ion Fe3+ nên sẽ giảm thế khử Đáp án (b)

Fe3+(dd) + SCN−(dd) ↔ [Fe(SCN)]2+(dd)(màu đỏ máu)

Câu 40:

Pb2+(dd) + Zn(r) → Pb(r) + Zn2+ (dd) E0 = +0,63V

E =E0

+0,059

2 lg¿¿

Thiếu [Pb2+] và [Zn2+] hoặc cho biết K!!

Câu 16.8:

(1): 2H+/H2 P1 = 0,1 atm => 2H+ + 2e = H2↑ (+) Qt Kh φ1 = 0,059 lg[H+]1

e i

(2): 2H+/H2 P2 = 1 atm => H2 = 2H+ + 2e (-) Qt Ox φ2 = 0,059 lg[H+]2

=> E = φ1 – φ2 = 0,059 lg ¿¿ = 0,059 lg P2

P1 = 0,059 lg 0 ,11 = 0,059 V Như vậy bài này chọn câu sai thì đáp án đúng là a) 2,5

Câu 16.14:

3Fe3+ + e + 4H2O → Fe3O4 + 8H+ ϕ Fe 3+/ Fe 3 O4

0

=0.353V (1)

Fe3O4 + 2e + 8H+ → 3Fe2+ + 4H2O ϕ Fe0 3 O4/ Fe 2+

=0.980V ×2 = 1.960 V (2)

Fe3+ + e → Fe2+

(3)

(1)+(2)

3 =(3) => ϕ

Fe 3+/ Fe 2+

0

= 1.960 +0.353

Câu 16.15:

Tính thế điện cực tiêu chuẩn của Cu2+/Cu+ khi có mặt ion I- Cho biết ϕ Cu 2+/Cu+

0

= 0,16V, TCuI = 1 ×10-11,96

e) +0,430V

f) -0,865V

g) +0,865V

h) Không tính được vì không biết nồng độ của I-

Giải: Bài này đề cho lộn thế điện cực của cặp Fe3+/Fe2+(trong sách

in sai là 0,77V) Đúng ra thế điện cực của cặp Cu2+/Cu+ phải là 0,16V (xem ở phần phụ lục thế khử tiêu chuẩn ở cuối sách BTTN

HĐC) Và đáp án đúng là c) +0,865V.

φ Cu2+ ¿

Cu+ ¿=φ ' 0

+0.0591 .lg¿¿¿¿

¿φ ' 0 − 0.059 lg T CuI

[I −]+0.059 lg¿¿

¿{φ ' 0 − 0.059 lg T CuI }+0.059 lg¿¿

 φ0

¿{φ ' 0 − 0.059 lg T CuI }=0.16 −0.059 lg( 10−11.96)=+0.865V

Câu 16.16:

Tính thế điện cực tiêu chuẩn của Fe3+/Fe2+ khi có mặt ion OH- Cho biết thế điện cực tiêu chuẩn của Fe3+/Fe2+ bằng 0,77V, tích số tan của Fe(OH)2 và Fe(OH)3 lần lượt là:1×10-15,0, 1×10-37,5

φ Fe3+ ¿

Fe2+ ¿=φ ' 0+0.059

1 lg¿¿¿¿

¿{φ ' 0

+0.059 lg T Fe (OH )3

T Fe (OH )

2

}−0.059 lg ⁡[OH −

]

φ0={φ ' 0

+0.059.lg T Fe (OH )3

T Fe (OH )

2

}=0.77+0.059.lg10−37.5

10−15 =−0.5575V

Câu 16.32: Chọn phương án đúng:

Máy đo pH hoạt động dựa vào việc đo hiệu điện thế giữa điện cực calomen bão hoà KCl: Pt, Hg  Hg2Cl2  KCl bão hòa (có thế điện cực ổn định  = + 0,268V) và điện cực hydro: Pt  H2 (1atm)  H+

(dung dịch cần đo pH) Hãy tính pH của dung dịch ở 250C nếu hiệu điện thế của hai điện cực này là 0,564V

Thế điện cực của điện cực Hydrô là: φH2 = - 0,059.pH

Hiệu điện thế của 2 điện cực này là: E = φcalomel - φH2= 0.268 - (- 0,059.pH) = 0.564

 pH = 5

C2) Chọn phương án đúng: Điện cực (1) Ag Ag/Ag+ 0,3M, cần ghép với điện cực nào sau đây để trên điện cực (1) xuất hiện kết tủa Ag

A Ag/Ag+0,1M B Ag/Ag+0,4M C.Ag/Ag+ 0,3M

D.Ag/Ag+0,5M

Câu 2:

Đây là pin nồng độ Nguyên tắc xác định cực (+) và (-) là bên nào

nồng độ lớn hơn thì phải giảm nồng độ, xảy ra quá trình khử, là cực (+) và ngược lại.

Muốn ĐC (1) [Ag/Ag+ 0,3M] xảy ra quá trình kết tủa Ag ( Ag+ + e

= Ag↓ đây là quá trình khử) thì phải đóng vai trò cực (+) nên sẽ phải ghép với ĐC có nồng độ nhỏ hơn.

Chọn A

C8) Thế khử tiêu chuẩn của các cặp Br2/2Br- , Fe3+/Fe2+, Cu2+/Cu , Mn04-/Mn2+, Sn4+/Sn2+ lần lượt bằng 1,07V ; 0,77V ; 0,34V ;

1,52V ; 0,15V Ở điều kiện tiêu chuẩn, Fe3+ có thể oxy hóa được:

A Sn4+ xuống Sn+ và Cu2+ xuống Cu B Sn2+ lên Sn4+

và Cu lên Cu2+

C Br- lên Br2 và Mn2+ lên Mn04- D Br2 xuống Br

-và Mn04- xuống Mn2+

C15) Tính thế khử chuẩn Fe3+/Fe ở 250C trong môi trường axit Cho biết thế khử chuẩn ở 25oC trong môi trường axit của các cặp oxy hóa- khử là: Fe2+/Fe = -0,44V và Fe3+/Fe2+ = 0,77V

Câu 15:

Fe3+ + e = Fe2+ φ Fe3+ ¿

Fe2+ ¿ 0=0.77 V¿¿ (1)

Fe2+ + 2e = Fe φ Fe2+ ¿

Fe

0

=−0.44 V¿ (2)

Fe3+ + 3e = Fe φ Fe3+ ¿

Fe

0

=?¿ (3)

Lấy (1) + (2) = (3) => φ Fe3+ ¿

Fe

0

=0.33V¿ (A)