Bài tập về pin điện hóa có đáp án năm 2024

2022062111131962 b1455f74c26 de-thi-thu-thpt-quoc-gia-2022-mon-hoa-co-dap-an-thpt-chuyen-quang-trung-binh-phuoc-lan-2

• Khử Muối - Khử Muối
• 3. Orthogonal Discrimination among Functional Groups in Ullmann Type C
• 2. Recent Advancement of Ullmann Condensation Coupling Reaction in the Formation of Aryl

Related documents

• 1. Introduction - Tác dụng hiệp đồng của tinh thể nano đồng cho phản ứng Ullmann
• Preparation of a genipin blue from egg protein and genipin
• HÓA HỮU CƠ Natural and Synthetic Rubbers
• Dokumen - No think to say
• De thi thu hoa 2023 thpt chuyen hung vuong
• Chuong 4+5- Hoa A1 hcmute dai hoc spkt

Preview text

16.

Đáp án a

16.

Đáp án c

16.

Đáp án d

16.

Xét phản ứng:

+5 +3 -1 +

KClO 3 (dd) + 2CrCl 3 (dd) + 10KOH → 7KCl(dd) + 2K 2 CrO 4 (dd) + 5H 2 O

Phương trình ion rút gọn:

+5 +3 -1 +

ClO 3 - (dd) + 2Cr3+ (dd) + 10 OH- → Cl- (dd) + 2CrO 4 2- (dd) + 5H 2 O

OXH 1 KH 2 KH 1 OXH 2

a. Ý a sai, vì Cl (+5) là chất oxyhóa hay chất bị khử của phản ứng.

b. Ý b sai, vì chỉ có Cl (+5) trong ion ClO 3 - mới tham gia vào quá trình nhận

electron, còn ion Cl- trong CrCl 3 không tham gia vào quá trình cho- nhận e.

c. Ý c sai, vì KOH làm giảm thế oxyhoá khử của cặp ClO 3 - / Cl-

ClO 3 - (dd) + 6e +3H 2 O → Cl- (dd) + 6OH-

φ (ClO 3 - /Cl-) = φ 0 (ClO 3 - /Cl- ) + (RT/nF).lg([ClO 3 - ]/([Cl-].[OH-] 6 ))

→ [OH-] tăng → φ giảm → tính oxyhóa của ClO 3 - giảm.

d. Ý d đúng, vì Cr(+3) là chất khử hay chất bị oxyhóa của phản ứng.

Đáp án d

16.

Đáp án c

16.

Xét hai điện cực:

Điện cực 1, quá trình khử : OXH 1 + ne ⇄ KH 1 ; G = -nFφ 1

Thế điện cực (thế khử)ở 250 C: φ 1 (OXH 1 /KH 1 ) = φ 10 + (0,059/n).lg([OXH 1 ]/[KH 1 ])

Điện cực 2, quá trình khử : OXH 2 + ne ⇄ KH 2 ; G = -nFφ 2

Thế điện cực (thế khử)ở 250 C: φ 2 (OXH 2 /KH 2 ) = φ 20 + (0,059/n).lg([OXH 2 ]/[KH 2 ]) Nếu φ 1 > φ 2 → mật độ electron trên điện cực 2 sẽ lớn hơn điện cực 1. Cho nên, khi nối dây dẫn giữa 2 điện cực thì electron từ điện cực 2 có mật độ điện tử cao chạy về điện cực 1 có mật độ điện tử thấp. Theo qui ước chiều dòng điện sẽ ngược lại chiều electron nên điện cực 1 là cực dương và điện cực 2 là điện cực âm của pin. NHẬN XÉT : Để tạo 1 pin điện hóa học thì hai điện cực phải có thế điện cực khác nhau, điện cực có thế điện cực lớn hơn sẽ là cực dương và điện cực có thế điện cực nhỏ hơn là cực âm của pin. (-) Điện cực 2 φ 2 < φ 1 Điện cực 1 (+)

ne

Ký hiệu pin: Anod ( - ) KH 2 , OHX 2 ││ OXH 1 , KH 1 ( + ) Catod

Quá trình Oxyhóa : KH 2 – ne ⇄ OXH 2 Quá trình Khử : OXH 1 + ne ⇄ KH 1

a. Ý a đúng.

b. Ý b đúng.

c. Ý c đúng.

d. Ý d sai, vì catod là cực dương của pin. Đáp án d

16 Điện cực hydro, quá trình khử : 2H+(dd) + 2e ⇄ H 2 (k) ;

Phương trình Nernst: φ(H+/H2) = φ 0 +(RT/2F)ln([H+] 2 /PH2);

Vì PH2 =1atm; φ 0 (H+/H2) = 0V → φ(H+/H2) = (RT/F)ln[H+]

Điện cực 1: Pt, H 2 1atm │ HCl 1M → φ 1 = 0V

Điện cực 2: Pt, H 2 1atm │ HCl 0,1M → φ 2 < 0 → φ 2 < φ 1

Ta có: (- ) Điện cực 2 φ 2 < φ 1 Điện cực 1 (+)

e

A NOD (-) Pt, H 2 1atm │ HCl 0,1M ││ HCl 1M │H 2 1atm, Pt (+) C ATOD

Quá trình O xyhoá: H 2 (k) – 2e ⇄ 2H+(dd); Quá trình Khử: 2H+(dd) + 2e ⇄ H 2 (k)

a.Ý a sai , vì khi pha loãng dd ở điện cực 2 thì [H+] → φ 2  →E↑=(φ 1 – φ 2 ).

Điện cực 2: Ag│ AgNO 3 0,1M → thế điện cực φ 2 Vì [Ag+] ở điện cực 2 lớn hơn điện cực 1 nên φ 2 > φ 1

Ta có: (-) Điện cực 1 φ 1 < φ 2 Điện cực 2 (+)

e

A NOD (- ) Ag │ AgNO 3 0,001M ││ AgNO 3 0,1M │Ag (+) C ATOD

Quá trình O xyhoá: Ag (r) – e ⇄ Ag+(dd); Quá trình Khử: Ag+(dd) + e ⇄ Ag(r)

a. Ý a sai, vì quá trình khử xảy ra trên điện cực 2.

b. Ý b sai, vì điện cực 1 là cực âm.

c. Ý c sai, vì điện cực 2 có kết tủa Ag.

d. Ý d đúng.

Ở 250 C ta có: φ(Ag+/Ag) = φ 0 +(RT/F)ln[Ag+] = φ 0 + 0,059lg[Ag+]

E = φ+ - φ_ = φ 2 - φ 1 = 0,059lg([Ag+]đc2/[Ag+]đc1) = 0,059lg(0,1/0,001)

E = 0,118V

Đáp án d

16.

Xét nguyên tố ganvanic ở 250 C: Sn│Sn2+(dd) 1M ││ Pb2+(dd) 0,46M │ Pb

Tại điện cực Sn: Sn2+ +2e ⇄ Sn(r) ; φ = φ 0 + (0,059/2)lg[Sn2+]

→ φ Sn2+/Sn = φ 0 = -0,14V do [Sn2+] =1M

Tại điện cực Pb: Pb2+ +2e ⇄ Pb(r) ; φ = φ 0 + (0,059/2)lg[Pb2+]

→ φ Pb2+/Pb = -0,13 + (0,059/2)lg0,46 = -0,14V

→ E = φ Pb2+/Pb – φ Sn2+/Sn = 0 V → pin không hoạt động.

1. Ý 1 đúng.

2,3,4. Các ý này đều sai. Đáp án c

16.

Xét nguyên tố ganvanic:

A NOD (-) Al│Al(NO 3 ) 3 1M ││ AgNO 3 1M ││ Ag (+) C ATOD

Quá trình O xyhoá: Al (r) – 3 e ⇄ Al3+(dd); Quá trình Khử: Ag+(dd) + e ⇄ Ag(r)

Phản ứng oxyhóa khử : 3Ag+ (dd) + Al(r) → Al3+(dd) + 3Ag(r)

Chất OXH chất khử

a. Ý a sai. Đáp án a

b. Ý b đúng.

c. Ý c đúng.

d. Ý d đúng.

Ở catod (cực dương), do Ag+(dd) trong dung dịch đến điện cực nhận electron

và kết tủa nên nồng độ [NO 3 - ] dư làm dung dịch tích điện âm. Ngược lại tại

anod (cực âm), do Al từ điện cực nhường electron chuyển thành Al3+(dd) nên

dung dịch dư cation Al 3+(dd) làm dd tích điện dương.

• Nếu giữa hai dung dịch muối được phân cách bằng một thành ngăn xốp ( chẳng

hạn bằng sứ không tráng men). Thành xốp này có tác dụng ngăn cản sự khuếch

tán, trộn lẫn hai dung dịch muối với nhau nhưng vẫn cho phép cho phép các ion

chuyển qua dưới tác động của điện trường.

→ Dưới tác động của điện trường thì trong dung dịch , các ion NO 3 - từ ngăn

catod sẽ di chuyển qua thành xốp sang ngăn anod, bảo đảm sự trung hòa điện

tích ion của cả 2 ngăn.

• Nếu giữa hai dung dịch muối được nối nhau bằng cầu muối là ống chữ U úp

ngược chứa dd điện ly mạnh KCl. Trên 2 đầu chữ U có gắn cục sứ có tác dụng

ngăn cản sự khuếch tán, trộn lẫn giữa dd KCl trong cầu muối với các dd muối

tại catod và anod nhưng vẫn cho phép các ion chuyển qua dưới tác động của

điện trường.

→ Dưới tác động của điện trường thì trong dung dịch, các ion Cl- từ cầu muối sẽ

di chuyển về anod (chứa dd muối tích điện dương), các ion K+ từ cầu muối sẽ di

chuyển về catod (chứa dd muối tích điện âm) để trung hòa điện tích ion.

16.

2e

Ta có: φ 0 Ag+/Ag = 0,799 V >> φ 0 Zn2+/Zn = - 0,763V

→ Điện cực Ag là cực dương và điện cực Zn là cực âm.

Phản ứng trong pin: 2Ag+(dd) + Zn(r) → 2 Ag(r) + Zn2+(dd)

E 0 = φ 0 +(Ag+/Ag) – φ 0 _(Zn2+/Zn) = 0,799 – (-0,763) = 1,562[V] E = E 0 – (RT/2F). ln([Zn2+]/[Ag+] 2 ) →Khi tăng nồng độ [Zn2+] và [Ag+] một số lần như nhau thì suất điện động tăng.

Đáp án c.

→ pH = 5 Đáp án a 16. Ta có: Pb2+(dd) + Zn(r) = Pb(r) + Zn2+(dd) (1); G 1 = -n 1 FE 1 Cu2+(dd) + Pb(r) = Cu(r) + Pb2+(dd) (2); G 2 = -n 2 FE 2

Cu2+(dd) + Zn(r) = Cu(r) + Zn2+(dd) (3); G 3 = -n 3 FE 3 Pư (3) = (1) + (2) → G 3 = G 1 + G 2 → E 3 = (n 1 E 1 + n 2 E 2 )/ n 3 = E 1 + E 2 = 1,1 [V] (n 1 =n 2 = n 3 = 2 mol) Đáp án b

• 16 .1 7 Xét các quá trình khử sau:

3 Fe3+(dd) + 1e + 4H 2 O ⇄ FeO 2 O 3 + 8H+(dd) ; G 01 = - 1. F. 0,353 (1)

FeO 2 O 3 +2e + 8H+ (dd) ⇄ 3Fe2+(dd) + 4H 2 O ; G 02 = -2. F. 0,980 (2)

3Fe3+ (dd) +3e ⇄ 3Fe2+(dd) ; G 03 = -3. F.  0 ( Fe3+/Fe 2+) (3)

Do (3) = (2) + (1)

Ta có: 3.  0 ( Fe3+/Fe 2+) = 0,353 + 2,

Suy ra :  0 ( Fe3+/Fe 2+) = 0,771V

Đáp án a 16 .1 9 Đáp án c 16 .2 0 a. Ý a sai, vì thế điện cực được thiết lập theo chiều quá trình khử nên ta có: (φ 0 )điện cực = (φ 0 )khử = 0,34V Quá trình khử: Cu2+(dd) +2e ⇄ Cu(r) ; (G 0 )qt khử = -nF(φ 0 )khử Xét quá trình oxy hóa có thế tương ứng là thế oxy hóa (φ 0 )OXH Quá trình oxyhóa : Cu(r) -2e ⇄ Cu2+(dd) ; (G 0 )qt OXH = -nF(φ 0 )OXH Vì (G 0 )qt OXH = - (G 0 )qt khử → (φ 0 )khử = - (φ 0 )OXH

→ Cu(r) -2e ⇄ Cu2+(dd) ; (φ 0 )OXH = -0,34V b. Ý b đúng. Đáp án b c. Ý c sai, vì Cu chỉ đóng vai trò chất khử. d. Ý d sai, vì tùy thuộc vào thế điện cực của điện cực ghép với điện cực đồng mà đồng có thể là cực dương( φcu > φđc ghép) hay âm (φcu < φđc ghép). 16 .2 1 Xét điện cực: KH/OXH Quá trình khử: aOXH + ne = bKH ; G = -nFφ ; φ - thế điện cực (thế khử) Theo phương trình Nernst, thế điện cực : φ = φ 0 + (RT/nF)ln[OXH]a/[Kh]b a. Ý đúng. b. Ý b sai. c. Ý c sai, vì giá trị của φ tỉ lệ nghịch với nồng độ dạng khử. d. Ý d sai. Đáp án a 16 .2 2 Đáp án a 16 .2 3 Xét điện cực Cu│Cu2+(dd) Quá trình khử : Cu2+(dd) + 2e = Cu(r) Thế điện cực ở 250 C : φ = φ 0 + (0,059/2).lg[Cu2+] Khi pha loãng dd Cu2+ của điện cực 10 lần, thế điện cực : φ = φ 0 + (0,059/2).lg([Cu2+]/10) = φ 0 + (0,059/2).lg[Cu2+] – 0,059/ Thế điện cực giảm : 0,059/2 = 0,0295 V = 29,5mV Đáp án d 16 .2 4 Xét điện cực Cu│Cu2+(dd) Quá trình khử : Cu2+(dd) + 2e = Cu(r) ; Thế điện cực ở 250 C : φ = φ 0 + (0,059/2).lg[Cu2+]

Các trường hợp 1,2,3,4 đều làm giảm [Cu2+] nên φ Đáp án c

φ 0 (OXH/KH)  (càng âm) → G 0 ↑(càng dương)→ Quá trình càng tự phát theo chiều nghịch → dạng KH là chất khử càng mạnh. Bài tập →Các dạng OXH được sắp theo thứ tự tính oxyhóa tăng dần có nghĩa là φ 0 của chúng tăng dần. Đáp án b 16. Chất OXH yếu nhất là chất có φ 0 nhỏ nhất trong các chất trên. Chất KH yếu nhất là chất có φ 0 lớn nhất trong các chất trên→ Đáp án a. 16. Điện cực hydro, quá trình khử : 2H+(dd) +2e ⇄ H 2 (k) ; G = -nFφ φ = φ 0 + (0,059/2).lg([H+] 2 /PH2) ở 250 C a. Ý a sai, vì giảm nồng độ [H+] thì φ giảm nên tính oxyhóa của H+giảm. b. Ý b sai, vì giảm nồng độ [H+] thì φ giảm nên tính oxyhóa của H+giảm. c. Ý c đúng, vì giảm nồng độ [H+] thì φ giảm nên tính khử của H 2 tăng. d. Ý d sai. Đáp án c 16.

1. Phản ứng dị thể xảy ra trên bền mặt tiếp xúc giữa lá Fe và dd H 2 SO 4 loãng:

Fe (rắn) + H 2 SO 4 (dd) = FeSO 4 (dd) + H 2 ↑(khí)

Lúc đầu xuất hiện bọt khí hydro thoát ra từ lá sắt, sắt tan dần. Sau đó, khí hydro thoát ra chậm dần do hydro sinh ra bám trên bề mặt lá sắt ngăn sự tiếp xúc của sắt với dung dịch H 2 SO 4 làm tốc độ phản ứng diễn ra rất chậm.

2. d. Chỉ có trường hợp d làm tốc độ phản ứng tăng lên nhanh.

Thế khử tiêu chuẩn : φ 0 (Ag+/Ag) > φ 0 (Fe2+/Fe)> φ 0 (Al3+/Al)> φ 0 (Mg2+/Mg) 2e Do φ 0 (Ag+/Ag) > φ 0 (Fe2+/Fe) nên ta có phản ứng : 2Ag+(dd) + Fe = 2Ag(r) + Fe2+(dd) Cho nên hệ sẽ hình thành vô số các vi pin có cấu tạo : ANOD (-) Fe│ Fe2+(dd) ││ H+(dd), H 2 (k) │Ag (+) CATOD Fe(r) -2e ⇄ Fe2+(dd) 2H+(dd) +2e ⇄ H 2 (k)

→Tốc độ phản ứng tăng lên. (chú ý: điện cực Ag chỉ đóng vai trò dẫn electron) Đáp án d 16 .3 2

1. Ý đúng, phản ứng xảy ra vì φ 0 (H+/H 2 ) > φ 0 (Zn2+/Zn)
2. Ý 2 sai, phản ứng không xảy ra vì φ 0 (H+/H 2 ) < φ 0 (Cu2+/Cu)
3. Ý 3 đúng, phản ứng xảy ra vì φ 0 (Ag+/Ag) > φ 0 (Zn2+/Zn) Đáp án d 16 .3 3 Vì trong sách thiếu dữ kiện nên bài tập này được sửa lại như sau: Cho hai cặp oxyhóa - khử liên hợp ở 250 C : Cd2+(dd) + 2e ⇄ Cd(r) ; φ 0 = -0,40V Fe2+(dd) + 2e ⇄ Fe(r) ; φ 0 = -0,44V
4. Phản ứng luôn diễn theo chiều: Cd2+(dd) + Fe(r) → Cd(r) + Fe2+(dd) →Ý 1 sai , vì: Phản ứng : Cd2+(dd) + Fe(r) ⇄ Cd(r) + Fe2+(dd) G 0298 = -nFE = -2.[-0,4 –(-0,44)] = -7720[ J] = - 7,72[kJ] > -40kJ → Phản ứng thuận nghịch trong thực tế ở 250 C. (Trong đó: n=2 mol ; F = 96500 C/mol = 96500 J/Vmol) →Hằng số cân bằng ở 250 C ; lgKc = nE 0 /0,059 = 2,04/0,059 = 1, →Kc = [Fe2+]cb/[Cd2+]cb = 22
5. Khi [Fe2+] = 1M; [Cd2+] = 0,1M →Qc = [Fe2+]/[Cd2+] = 10 < Kc = →G = RTln(Qc/Kc) <0 → phản ứng tự phát theo chiều thuận.
6. Khi [Fe2+] = 1M; [Cd2+] = 0,01M →Qc = [Fe2+]/[Cd2+] = 100 > Kc =22 (*) →G = RTln(Qc/Kc) > 0 → phản ứng tự phát theo chiều nghịch.
7. Trong những điều kiện cụ thể, có thể tự xảy ra phản ứng: Cd(r) + Fe2+(dd) → Cd2+(dd) + Fe(r) → Ý 2 đúng. Giải thích: Theo (*) khi [Fe2+] = 1M; [Cd2+] = 0,01M. Phản ứng tự phát theo chiều : Cd(r) + Fe2+(dd) → Cd2+(dd) + Fe(r)
8. Cd2+(dd) luôn là chất oxyhóa mạnh hơn Fe2+(dd) → Ý 3 sai.

16 .3 6

Ở điều kiện tiêu chuẩn, phản ứng : +2e → catod(+) 2Fe2+(dd) + I 2 → 2Fe3+(dd) + 2I-(dd) ; G 0 = -nFE 0 -2e → anod(-) E 0 = φ 0 + - φ 0 - = 0,54 – 0,77 = - 0,23V < 0 → G 0 = -nFE 0 >0 pư không tự phát ở đk tiêu chuẩn. Đáp án d

16 .3 7 -2e → anod (-) Phản ứng : Sn4+(dd) + Cd(r) ⇄ Sn2+(dd) + Cd2+(dd) +2e → catod (+) E 0 = φ 0 + - φ 0 - = 0,15 - (-0,40)= 0,55V > 0 → G 0 = -nFE 0 <0 : pư tự phát theo chiều thuận. 1. Ý 1 sai, vì pư tự phát theo chiều thuận ở điều kiện tiêu chuẩn. 2. Ý 2 sai, vì pin có cấu tạo: (-) Cd │ Cd2+(dd) ││ Sn4+(dd), Sn2+(dd)│Pt (+) 3. Ý 3 sai, vì E 0 = 0,55V 4. Ý 4 đúng. Hằng số cân bằng ở 250 C : lgK = nE 0 /0,059 = 2,55/0,059 → K = 4 18 Đáp án a