Hệ thống câu hỏi và bài tập phần điện hóa học để bồi dưỡng đội tuyển dự thi olympic hóa học...

Page 1

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáoThS. Nguyễn Đức Minh -

N

người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện giúp em trongquá

H

Ơ

trình hoàn thành khóa luận của mình.

Y

N

Bên cạnh đó, cho phép em được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Bộ

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, nên kết quả nghiên

G

cứu có thể còn nhiều điều chưa thực hiện được như mong muốn. Vì vậy, em rất

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên để

Đồng Hới, tháng 5 năm 2018 Sinh viên

Phan Thị Phương Linh

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

Em xin chân thành cảm ơn!

TR ẦN

báo cáo của em được hoàn thiện hơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

em trong thời gian vừa qua.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

sinh viên lớp Đại học Sư phạm Hóa k56 đã tạo điều kiện, động viên khích lệ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

môn Hóa học, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Quảng Bình, các bạn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Hệ thống câu hỏi và bài tập phần

N

điện hóa học để bồi dưỡng đội tuyển dự thi olympic hóa học sinh viên toàn quốc” là kết

Ơ

quả nghiên cứu của riêng em dưới sự hướng dẫn của thầy giáoThS. Nguyễn Đức Minh và

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Phan Thị Phương Linh

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sinh viên

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Y

N

H

chưa được công bố trong bất kì tài liệu nào.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tên đầy đủ

BTHH

Bài tập hóa học

HSGQG

Học sinh giỏi Quốc gia

NĐCB

Nồng độ cân bằng

BĐ

Ban đầu

PƯ

Phản ứng

THPT

Trung học phổ thông

ĐHSP

Đại học sư phạm

Ơ H N https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Bài tập tự ra

Y U .Q

TP

Đ ẠO

G

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

(*)

N

Viết tắt

N

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................

Ơ

N

LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................

N

H

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................................

Y

A. MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ...................................................................... 3

G

1.2.1. Vai trò và ý nghĩa của bài tập Hóa học ...................................................................... 4

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

1.2.2. Hệ thống bài tập điện hóa ........................................................................................... 6 1. 3. Một số khái niệm cơ bản về điện hóa ........................................................................... 6

TR ẦN

1.3.1. Dung dịch điện li ........................................................................................................ 6 1. 3.2. Điện cực -Phân loại điện cực ..................................................................................... 8

10 00

B

1. 3.3. Thế điện cực ............................................................................................................ 11 1.3.4. Hằng số cân bằng...................................................................................................... 12

A

1.3.5. Pin điện hóa .............................................................................................................. 14

-H

Ó

1.3.5.1. Khái niệm về pin điện hoá: .................................................................................... 14 1.3.5.2. Suất điện động chuẩn của pin điện hoá ................................................................. 15

-L

Ý

1.3.5.3. Năng lượng Gibbs và sức điện động chuẩn của pin .............................................. 16

ÁN

1.3.5.4. Mối liên hệ giữa sức điện động của pin và các hàm nhiệt động ........................... 17

TO

1.3.6. Sự điện phân ............................................................................................................. 17 1.3.6.1. Khái niệm .............................................................................................................. 17

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1.2. Bài tập hóa học .............................................................................................................. 4

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu ............................................................................................. 3

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

B. NỘI DUNG ..................................................................................................................... 3

ÀN

1.3.6.2. Định luật Faraday .................................................................................................. 18

D

IỄ N

Đ

1.3.6.3. Sự phân cực điện cực. Quá thế .............................................................................. 19

CHƯƠNG II. HỆ THỐNG BÀI TẬP ............................................................................. 21 2.1. Bài tập về thế điện cực và pin điện.............................................................................. 21 2.1.1. Tính thế điện cực chuẩn............................................................................................ 21 2.1.2. Thiết lập sơ đồ pin và viết các phản ứng xảy ra ở điện cực ..................................... 29

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.1.3. Các bài tập tổng hợp về pin điện có liên quan đến pH, cân bằng tạo hợp chất ít tan và cân bằng tạo phức .......................................................................................................... 33 2.2. Bài tập phản ứng oxi hóa-khử ..................................................................................... 43

Ơ

N

2.2.1. Chiều của phản ứng oxi hóa-khử, xác định suất điện động của pin ......................... 43

N

H

2.2.2. Tính các hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa-khử............................................. 46

Y

2.3. Bài tập điện phân ......................................................................................................... 48

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2.3.2. Hiện tượng cực dương tan, mạ điện ......................................................................... 50

G

II. Điện phân và quá thế ..................................................................................................... 58

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 66 1. Kết luận........................................................................................................................... 64

TR ẦN

2. Kiến nghị ........................................................................................................................ 65 3. Hướng phát triển của đề tài ............................................................................................ 65

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 66

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

I. Pin điện và dung dịch ...................................................................................................... 54

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

CHƯƠNG III. ĐỀ XUẤT CÁC BÀI TẬP ..................................................................... 53

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

2.3.1. Thứ tự điện phân, tách các ion trong dung dịch bằng phương pháp điện phân. ...... 48

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

A. MỞ ĐẦU “Nâng cao dân trí - Đào tạo nhân lực – Bồi dưỡng nhân tài” luôn là nhiệm vụ trung

N

tâm của giáo dục - đào tạo cũng như của toàn xã hội để mỗi quốc gia có thể theo kịp với

H

Ơ

sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ trong xu thế toàn cầu hóa như hiện nay.

N

Trong đó việc phát hiện và bồi dưỡng những sinh viên có năng khiếu về các môn học là

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

các lĩnh vực của khoa học và đời sống. Vì vậy, công tác bồi dưỡng đội tuyển dự thi

TP

Olympic sinh viên là một công tác mũi nhọn trong việc bồidưỡng nhân tài cho nhà trường

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

gỡ, giao lưu và học hỏi của các sinh viên đam mê Hóa học, là dịp để cán bộ, giảng viên

H Ư

các trường Đại học trao đổi chuyên môn và chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy, nghiên cứu

TR ẦN

khoa học, xây dựng các cơ hội hợp tác học thuật cũng như các hướng nghiên cứu hiện đại. Mục đích của cuộc thi là động viên phong trào học tập và nghiên cứu sáng tạo của sinh

B

viên trong lĩnh vực hóa học, góp phần phát hiện và khuyến khích, bồi dưỡng các tài năng

10 00

hóa học trẻ phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đạihóa đất nước.

A

Đại hội XI của Đảng xác định "Phát triển giáo dục là quốc sách hàng đầu. Đổi mới

Ó

căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hoá, hiện đại hoá, xã hội

-H

hoá, dân chủ hoá và hội nhập quốc tế, trong đó đổi mới cơ chế quản lý giáo dục, phát triển

-L

Ý

đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý là khâu then chốt. Tập trung nâng cao chất lượng giáo

ÁN

dục, đào tạo, coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành,

TO

khả năng lập nghiệp. Đổi mới cơ chế tài chính giáo dục. Thực hiện kiểm định chất lượng giáo dục, đào tạo ở tất cả các bậc học. Xây dựng môi trường giáo dục lành mạnh, kết hợp

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Olympic Hóa học Sinh viên Toàn quốc được tổ chức hai năm một lần. Đây là cơ hội gặp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

nói riêng, cho xã hội nói chung đang được nhà nước ta đầu tư, hướng đến. Hội thi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

bước khởi đầu quan trọng để góp phần đào tạo các em thành những người đi đầu trong

D

IỄ N

Đ

ÀN

chặt chẽ giữa nhà trường với gia đình và xã hội. Kết quả bước đầu đó được khẳng định bởi số lượng sinh viên đạt giải quốc gia và

quốc tế ngày càng tăng nhanh. Đặc biệt kết quả tham dự các kỳ thi Olympic quốc tế hóa học của đội tuyển học sinh giỏi nước ta trong ba năm đầu tiên đã ghi nhận nhiều thành tích đáng tự hào và khích lệ (Olympiad 28th - 1996 tại Nga, Olympiad 29th - 1997 tại Canada đạt huy chương bạc và đồng, Olympiad 30th - 1998 tại Australia đạt huy chương 1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

bạc và đồng). Trong những năm gần đây Olympic Hóa học trong nước và quốc tế được tổ chức thường xuyên, thu hút sự tham gia của sinh viên các trường đại học và thành tích đạt

N

được ngày một tăng khẳng định được vị trí của Việt Nam trên đấu trường quốc tế.

Ơ

Thực tế trong những năm qua, việc dạy và học ở các đội tuyển dự thi Olympic Hóa

N

H

học sinh viên ở các trường đại học gặp những khó khăn và thuận lợi nhất định. Bên cạnh

U

Y

những thuận lợi như cơ sở vật chất được tăng cường, quy mô giáo dục được mở rộng,

TP

dưỡng Olympic hóa học còn hạn chế, chưa có một hệ thống bài tập chuyên sâu, nội dung

N

G

trường Đại học cấp thành phố, quốc gia được tốt thì nhu cầu thiết yếu là phải có một hệ

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

thống tài liệu cho tất cả các chuyên đề như: cấu tạo chất, nhiệt hóa học, điện hóa học, hóa

TR ẦN

hữu cơ... Trong đó bài tập phần điện hóa học thường được ra trong các kì thi Olympic Hóa học quốc gia bởi những ứng dụng quan trọng của điện hóa học. Mặt khác, tài liệu bồi dưỡng đội tuyển Olympic Hóa học sinh viên còn thiếu, chưa được đề cập nhiều, nội dung

10 00

B

kiến thức lý thuyết về điện hóa còn sơ sài, bài tập còn rất hạn chế chưa mở rộng nâng cao. Xuất phát từ thực tế đó, em quyết định lựa chọn đề tài “ Hệ thống câu hỏi và bài

Ó

A

tập phần điện hóa học để bồi dưỡng đội tuyển dự thi olympic hóa học sinh viên toàn

-H

quốc” với mong muốn góp phần nâng cao hiệu quả quá trình bồi dưỡng đội tuyển dự thi

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

không sát. Vì vậy, để bồi dưỡng được đội tuyển dự thi Olympic Hóa học sinh viên ở các

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

giảng dạy so với nội dung của đề thi Olympic Hóa học sinh viên còn có khoảng cách xa,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

ngân sách đầu tư cho giáo dục nhiều hơn thì còn một số khó khăn như: tài liệu dùng bồi

2 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

B. NỘI DUNG CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

Ơ

N

1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu [1], [4]

H

Ðiện hóa học là một phần của bộ môn Hóa lý, có nhiệm vụ nghiên cứu những

Y

N

thuộc tính Hóa lý của dung dịch chất điện phân (hệ ion cân bằng) sự chuyển động của các

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

những hiện tượng và quá trình (cân bằng hoặc không cân bằng) xảy ra ở ranh giới pha

G

của dung dịch lẫn hệ điện hóa dị thể.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Bài tập phần Điện hóa đóng vai trò quan trọng trong việc dạy và học phần Điện hóa nói riêng và phản ứng oxi hóa khử nói chung. Muốn hiểu được cơ sở lý thuyết hóa

TR ẦN

học không thể không tinh thông việc giải các bài tập điện hóa, đặc biệt là trong dạy học sinh, sinh viên năng khiếu cho môn Hóa học. Kiến thức giữa các phần, các chương của

10 00

B

Hóa học cũng có mối liên hệ mật thiết với nhau. Chính vì vậy mà số lượng bài tập về phần điện hóa rất đa dạng và phong phú. Sinh viên có thể sử dụng một số tài liệu Điện

A

hóa sau để phục vụ quá trình học tập, nghiên cứu: PGS. TS Lê Mậu Quyền, Cơ sở lí

-H

Ó

thuyết hóa học – Phần bài tập, NXB Khoa học kỹ thuật; Vũ Đăng Độ (chủ biên), Bài tập cơ sở lí thuyết các quá trình hóa học, NXB giáo dục Việt Nam; Lâm Ngọc Thiềm, Trần

-L

Ý

Hiệp Hải, Nguyễn Thị Thu, Bài tập hóa lý cơ sở, NXB Khoa học kỹ thuật.... Bên cạnh đó,

ÁN

các bài tập này còn nằm ở nhiều tài liệu, ở nhiều dạng khác nhau, chưa được phân loại rõ

TO

ràng. Mặt khác, nội dung kiến thức hóa học trong các kì thi học sinh giỏi, phần kiến thức

ÀN

về điện hóa là một trong những nội dung thường đề cập tới, với mức độ từ dễ tới khó.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Như vậy, lĩnh vực khảo sát của Ðiện hóa học rất rộng bao gồm cả hệ điện hóa đồng thể

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

điện cực và dung dịch điện phân với sự tham gia của các hạt tích điện (ion hoặc điện tử).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

ion trong dung dịch dưới tác dụng của điện trường (hệ ion không cân bằng) cũng như

Đ

Phần kiến thức điện hóa mang tính trừu tượng cao, đòi hỏi nhiều kỹ năng tính toán, trong

D

IỄ N

khi nội dung chương trình của tài liệu giáo trình đề cập đến hệ thống bài tập vận dụng chưa nhiều nên sinh viên khó khăn trong việc tìm tòi hoặc làm các bài tập nâng cao. Điện hóa học là lĩnh vực được nhiều nhà khoa học cũng như sinh viên chọn làm

đối tượng nghiên cứu. Một số đề tài nghiên cứu về lĩnh vực điện hóa như: Lê Thị Mỹ Trang_luận văn thạc sĩ, Xây dựng hệ thống lý thuyết, bài tập phần Hóa lý dùng trong bồi 3 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dưỡng học sinh giỏi và chuyên hóa THPT, Trường ĐHSP thành phố Hồ Chí Minh; Cao Cự Giác – luận văn thạc sĩ, Hệ thống lý thuyết – Bài tập dung dịch chất điện li dùng bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên ngành hóa, Đại học sư phạm Hà Nội...Tuy nhiên,

Ơ

N

trong thực tế giảng dạy ở các trường phổ thông, các trường chuyên nói chung cũng như

N

H

đại học chuyên ngành nói riêng việc dạy và học phần kiến thức về điện hoá gặp một số

U

Y

khó khăn:

TP

ngành hóa học nhưng nội dung kiến thức lí thuyết về điện hoá còn sơ sài, một số kiến

N

liệu này cho sinh viên gặp rất nhiều khó khăn.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

thuật, nhiều tài có nội dung chưa phù hợp để sinh viên tham khảo. Khi áp dụng những tài

TR ẦN

- Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, bài tập cơ bản nếu chỉ làm các bài trong đó thì sinh viên không đủ “lực” để thi HSGQG, Quốc Tế vì nội

10 00

B

dung các đề thi hằng năm thường rộng và sâu hơn nhiều. - Tài liệu phần bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết về điện hoá cũng rất ít,

A

chưa có chuyên đề tổng hợp các đề thi điện hóa học qua các kì thi HSGQG, Quốc tế để

-H

Ó

sinh viên tham khảo, rèn luyện kĩ năng, tư duy giải toán logic.

Ý

1.2. Bài tập hóa học [8]

ÁN

-L

1.2.1. Vai trò và ý nghĩa của bài tập Hóa học

TO

Trong thực tiễn dạy học, bài tập hóa học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo. BTHH vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Tài liệu tham khảo về mặt lí thuyết thường là những tài liệu thuộc các ngành kỹ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

thức còn trừu tượng khiến sinh viên gặp khó khăn trong việc nghiên cứu.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

- Đã có tài liệu giáo trình dành riêng cho học sinh chuyên hóa, học sinh chuyên

ÀN

hiệu quả, nó không chỉ cung cấp cho sinh viên kiến thức, con đường giành lấy kiến thức

D

IỄ N

Đ

mà còn mang lại niềm vui của quá trình khám phá, tìm tòi, phát hiện của việc tìm ra đáp số. Đặc biệt BTHH còn mang lại cho người học một trạng thái hưng phấn, hứng thú nhận thức. Đây là một yếu tố tâm lý quan trọng của quá trình nhận thức đang được chúng ta quan tâm.

4 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bên cạnh vai trò quan trọng như trên, BTHH còn mang ý nghĩa to lớn đối với học sinh, sinh viên về các mặt trí dục, đức dục, giáo dục kỹ thuật tổng hợp, giáo dục kỹ thuật hướng

N

nghiệp... cụ thể như sau:

H

Ơ

a) Ý nghĩa trí dục

N

Làm chính xác hóa các khái niệm hóa học. Củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

giải bài tập, sinh viên mới nắm được các kiến thức một cách sâu sắc.

G

hóa học như cân bằng phương trình phản ứng, tính toán theo công thức hóa học và

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

phương trình hóa học.

Nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn các kỹ năng thực hành, góp phần vào việc giáo

TR ẦN

dục kỹ thuật tổng hợp cho sinh viên. Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sản xuất và bảo vệ môi trường. Rèn luyện kỹ năng sử dụng ngôn

10 00

B

ngữ hóa học và các thao tác tư duy. BTHH còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của sinh viên một cách chính xác.

Ó

A

b) Ý nghĩa phát triển

-H

Phát triển ở sinh viên những năng lực tư duy logic biện chứng, khái quát độc lập,

-L

Ý

thông minh và sáng tạo; phát huy một cách tích cực trí lực và hình thành phương pháp

ÁN

học tập hợp lý cho sinh viên.

TO

c) Ý nghĩa giáo dục

ÀN

BTHH giúp rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

từng chương, từng phần hoặc nhiều chương liên quan với nhau. Rèn luyện các kỹ năng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất, hệ thống hóa cụ thể bài tập

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Chỉ khi vận dụng được các kiến thức vào việc

Đ

khoa học Hóa học. Bài tập thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động (lao

D

IỄ N

động có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc...). Ngoài ra, BTHH còn có tác dụng góp phần giáo dục cho sinh viên về những đổi thay của đất nước, về nguồn tài nguyên vô giá của đất nước. Những tác dụng của BTHH là to lớn, nếu thầy cô giáo biết khai thác nó, sử dụng theo đúng mục đích của chương trình học, phù hợp với

5 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

tính khoa học của bộ môn và kết hợp chặt chẽ với thực tiễn giảng dạy sẽ đạt được hiệu quả cao nhất.

N

1.2.2. Hệ thống bài tập điện hóa

H

Ơ

Hóa lý là bộ môn quan trọng đảm nhiệm giảng dạy các học phần thuộc khối kiến

N

thức cơ sở ngành và một số chuyên đề thuộc khối kiến thức nhóm chuyên ngành trong

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

và tiên tiến ngành hóa học của khoa Hóa học, Hóa Dược, Sư phạm Hóa học, Công nghệ

TP

kỹ thuật hóa học. Các kiến thức Hóa lý thường được sử dụng vào các đề thi chọn HSG,

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

hóa học sinh viên. Điện hóa là một lĩnh vực rộng bao hàm nhiều dạng bài tập khác nhau

TR ẦN

chuẩn, quan hệ giữaG với suất điện động...

H Ư

như các bài tập liên quan tới sức điện động, các loại điện cực loại 1, thế điện cực tiêu

Khi phân tích nội dung các đề thi olympic sinh viên, ta thấy phần bài tập điện hóa

B

được sử dụng đa dạng với mức độ bài tập từ dễ đến khó kích thích tư duy của sinh viên.

10 00

Các nội dung chủ yếu của điện hóa thường được đề cập tới đó là: Tính thế điện cực dựa

A

vào phương trình Nernst (không dùng hoạt độ), hệ thức Luther; Tính sức điện động

Ó

nguyên tố Galvani (không dùng hoạt độ); ứng dụng tính pH, tích số hòa tan; Xác định

-H

chiều và tính hằng số cân bằng của phản ứng oxy hóa khử... Đây là những bài tập căn bản

-L

Ý

của điện hóa trong thường có mặt trong các đề thi HSG cũng như Olympic hóa học sinh

ÁN

viên. Mỗi năm sẽ có những nội dung thi khác nhau, cách ôn tập khác nhau nhưng nếu ta

TO

xây dựng được một tài liệu hệ thống hóa kiến thức lý thuyết cũng như bài tập thì sẽ đem

ÀN

lại hiệu quả cao.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

kèm với hệ thống kiến thức lý thuyết đa dạng nên thường có mặt trong các kỳ thi Olympic

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

thi Olympic hóa học sinh viêntrong đó các phần ứng dụng của điện hóa rất rộng rãi đi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

chương trình đào tạo cử nhân Hóa học bao gồm cả chương trình đào tạo cử nhân tài năng

D

IỄ N

Đ

1.3. Một số khái niệm cơ bảnvề điện hóa [5], [9], [10]

1.3.1. Dung dịch điện li * Khái niệm chất điện li: là những hợp chất hóa học có khả năng phân li (hoàn toàn hay một phần) trong dung dịch thành những hạt mang điện trái dấu nhau được gọi là các ion (cation và anion). 6

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nguyên nhân cơ bản của sự phân ly phân tử thành ion là do tương tác giữa chất điện ly và các phân tử dung môi để tạo thành các ion bị hiđrat hóa.

N

Ví dụ: NaCl +mH2O  Na+.nH2O + Cl-(m-n)H2O

H

Ơ

Các giá trị m, n thường không xác định được và phụ thuộc vào nồng độ, nhiệt độ

Y

N

nên thường được viết:

G

- Các luận điểm :

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

+ Các phân tử axit, bazơ, muối hòa tan thì bị phân ly thành các phần tử mang điện

TR ẦN

(ion).

+ Trong dung dịch, sự phân li các phân tử thành các ion là không hoàn toàn, tức là không phải tất cả các phân tử chất điện li, mà chỉ một phần nào đó của chúng, gọi là độ

10 00

B

điện li, phân li thành các ion; phần các phân tử còn lại không phân ly. + Sự phân li được coi như một phản ứng hóa học và tuân theo định luật tác dụng

Ó

A

khối lượng.

-H

- Một số hạn chế của thuyết điện ly Arrhenius:

-L

Ý

+ Thuyết này không tính đến tương tác các ion với lưỡng cực (dipol) nước hoặc

ÁN

của các dung môi khác tức là tương tác ion-dipol.

TO

+ Thuyết Arrhenius xem ion như những phần tử độc lập, không tính đến tương tác

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

* Thuyết điện ly Arrhenius

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

aq-lượng nước không xác định.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

NaCl + aq Na+.aq + Cl-.aq

D

IỄ N

Đ

ÀN

ion-ion do cực Coulomb gây ra. + Theo thuyết Arrhenius thì α là đại lượng đặc trưng, có giá trị không đổi dù cho

bằng phương pháp nào và α < 1 * Độ dẫn điện của dung dịch chất điện li - Độ dẫn điện riêng: là độ dẫn điện của một khối dung địch có chiều dài l = 1cm và tiết diện S = 1cm2. 7

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Độ dẫn điện đương lượng là độ dẫn điện của một khối dung dịch chứa đúng một đương lượng gam chất tan, đặt giữa hai điện cực cách nhau 1cm.

N

- Phương pháp đo độ dẫn điện và ứng dụng trong chuẩn độ điện dẫn

H

Ơ

+ Phương pháp đo: đo bằng cầu dòng xoay chiều nhằm mục đích không làm xuất

Y

N

hiện gradien thế hóa học khi các ion chuyển động.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

dịch chất điện phân. Chẳng hạn, điện cực Cu,CuSO4 là tấm kim loại đồng nhúng trong

H Ư

dung dịch CuSO4, trên bề mặt của nó xảy ra quá trình khử ion Cu2+ hoặc oxi hoá đồng

TR ẦN

kim loại. b) Phân loại điện cực

B

Điện cực loại 1: Đó là một hệ gồm kim loại hoặc á kim đóng vai trò chất khử được

10 00

nhúng vào dung dịch chứa ion của kim loại hoặc á kim đó.

Ó

A

Ký hiệu: Mn+/M hoặc Men-/Me

-H

Phản ứng điện cực: Mn+ + ne  M

-L

Ý

hoặc: Me + ne  Men-

ÁN

Phương trình Nernst đối với điện cực kim loại:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

φMn+/M = φ0 Mn+/M +

RT nF

ln

aMn+ aM

(1)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

a) Khái niệm về điện cực: là kim loại hay vật dẫn loại 1 nằm tiếp xúc với dung

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ ẠO

1. 3.2. Điện cực -Phân loại điện cực

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Xác định thành phần của phức chất; Chuẩn độ dẫn điện kế.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

+ Ứng dụng: Xác định độ điện ly α của chất điện li yếu; Tính độ tan của chất ít tan;

Phương trình Nernst đối với điện cực á kim: φMe/Men− = φ0 Me/Men− +

RT nF

ln

aMe aMen−

(2)

Người ta xem hoạt độ ở nhiệt độ đã cho của các chất rắn nguyên chất là không đổi và đưa vào thế tiêu chuẩn. Do đó, phương trình điện cực (1), (2) được viết lại: 0 EMn+⁄M = EM n+ ⁄M +

0,0592 n

ln[Mn+ ] (3) 8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

0 EMe⠄Men− = EMe ⠄Men− −

0,0592 ln[Men− ] n

Ä?iᝇn cáťąc loấi 2 : Kim loấi phᝧ máť™t hᝣp chẼt Ă­t tan MA nhĂşng trong dd chᝊa anion

H

Ć

N

cᝧa hᝣp chẼt Ă­t tan An-. SĆĄ Ä‘áť“: An- | MA,M

Y

N

M + An

Phản ᝊng Ä‘iᝇn cáťąc: MA + ne

U = E0MA\M +

0,052 n

. lg

1 [A−n ]

= E0MA\M -

0,052 n

. lg[A−n ]

Ä? áş O

G

cáťąc Ä‘ưᝣc dĂšng lĂ m Ä‘iᝇn cáťąc so sĂĄnh.

N

VĂ­ d᝼: Ä?iᝇn cáťąc calomen KCl (bĂŁo hòa) | Hg2Cl2, Hg

H ĆŻ

TR ẌN

Phản ᝊng Ä‘iᝇn cáťąc: Hg2Cl2 +2e = 2Hg + 2ClPhĆ°ĆĄng trĂŹnh tháşż Ä‘iᝇn cáťąc: đ?‘›đ??š

. ln

1 [đ??śđ?‘™ − ]2

= E0cal – 0,0592.lg[đ??śđ?‘™ − ]

B

��

10 00

E0cal = E0cal +

Khi KCl bĂŁo hoĂ cĂł Ecal = 0,244(V).

Ă“

A

Ä?iᝇn cáťąc loấi 3: LĂ máť™t hᝇ Ä‘iᝇn hĂła gáť“m kim loấi tiáşżp xĂşc váť›i hai muáť‘i khĂł tan cĂł

-H

chung anion, Ä‘ưᝣc nhĂşng vĂ o dung dáť‹ch chᝊa cation cᝧa muáť‘i khĂł tan thᝊ hai.

-L

Ă?

Ä?iᝇn cáťąc khĂ­: : LĂ Ä‘iᝇn cáťąc cẼu tấo báť&#x;i kim loấi trĆĄ (Pt) tiáşżp xĂşc Ä‘áť“ng tháť?i váť›i khĂ­

Ă N

vĂ dung dáť‹ch chᝊa ion cᝧa khĂ­ nĂ y.

Iáť„ N

Ä?

Ă€N

TO

VĂ­ d᝼: Ä‘iᝇn cáťąc hiÄ‘ro: H+/H2, Pt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1 [A−n ]

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

. ln

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

nF

EMA\M ph᝼ thuáť™c [An-] nĂŞn khi [An-] khĂ´ng Ä‘áť•i thĂŹ EMA\M cĹŠng khĂ´ng Ä‘áť•i nĂŞn Ä‘iᝇn

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

RT

.Q

EMA\M =E0MA\M +

TP

NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła Quy NhĆĄn 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

Phưƥng trÏnh thế điᝇn c᝹c:

1

Phản ᝊng Ä‘iᝇn cáťąc : H+ + e ď „ H2 2

áťž 250C, đ?œ‘H+/H2 = đ?œ‘0 + 0,059lg

đ?‘Žđ??ť+ đ?‘ƒ1â „2

đ??ť2

Theo quy Ć°áť›c đ?œ‘H+/H2 = 0, nĂŞn: đ?œ‘H+/H2 = -0,059pH – 0,059/2 lgPH2

9 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ä?iᝇn cáťąc oxi hoĂĄ-kháť­: dấng oxi hĂła vĂ kháť­ cĂšng táť“n tấi trong dung dáť‹ch. Kim loấi trĆĄ Pt nhĂşng vĂ o dung dáť‹ch chᝉ Ä‘Ăłng vai trò chẼt dẍn electron do phản ᝊng trong dung

N

dáť‹ch gây ra.

ln

akh

U

Y

nF

aoxh

N

RT

Phưƥng trÏnh Nernst: φoxh/kh = φ0 +

H

Ć

Phản ᝊng Ä‘iᝇn cáťąc: oxh + ne ď „ kh

aHQ

+

2,303 F

G RT lg aH+

vĂŹ aQ = aHQ, nĂŞn: đ?œ‘đ?‘„,đ??ťđ?‘„ = đ?œ‘0Q, HQ +

2,303 đ??š

RT lg đ?‘Žđ??ť+

10 00

CH2Q nĂŞn lĂ m viᝇc áť&#x; pH <8

B

Ä?iᝇn cáťąc QuinhiÄ‘ron dĂšng Ä‘áťƒ xĂĄc Ä‘áť‹nh pH, lĂ m viᝇc thuáş­n ngháť‹ch váť›i H+.Ä?áťƒ CQ=

A

- Ä?iᝇn cáťąc mĂ ng cháť?n láť?c: Ä‘ưᝣc tấo ra tᝍ cĂĄc mĂ ng Ä‘ạc biᝇt, tháşż cᝧa Ä‘iᝇn cáťąc ph᝼

-H

Ă“

thuáť™c máť™t cĂĄch cháť?n láť?c vĂ o hoất Ä‘áť™ cᝧa 1 ion nhẼt Ä‘áť‹nh vĂ Ä‘iᝇn cáťąc lĂ m viᝇc theo cĆĄ cháşż

Ă?

trao Ä‘áť•i ion, khĂ´ng cĂł sáťą trao Ä‘áť•i e áť&#x; phản ᝊng Ä‘iᝇn cáťąc. SĆĄ Ä‘áť“ Ä‘iᝇn hoĂĄ khi Ä‘o tháşż cᝧa

-L

điᝇn c᝹c mà ng ch�n l�c: điᝇn c᝹c so sånh 1 | dd (1) | Mà ng || dd (2) | điᝇn c᝹c so sånh (2).

Ă N

Hay sáť­ d᝼ng nhẼt lĂ Ä‘iᝇn cáťąc mĂ ng thuᝡ tinh lĂ m viᝇc thuáş­n ngháť‹ch váť›i ion H+ :

Ă€N

TO

H+ddď „ H+tt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

aQ

aHQ

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

2F

RT lg

aQ .a2 H+

N

2,302

2F

ln

TR ẌN

hay: φQ,HQ = φ0 +

RT

H ĆŻ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Thế điᝇn c᝹c: φQ,HQ = φ0 +

Ä? áş O

Phản ᝊng Ä‘iᝇn cáťąc; C6H4O2 + 2e + H+ď „C6H4(OH)2

TP

C6H4(OH)2.

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

.Q

NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła Quy NhĆĄn 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

VĂ­ d᝼: Ä?iᝇn cáťąc QuinhyÄ‘ron (lĂ háť—n hᝣp Ä‘áť“ng phân táť­ cᝧa quinon C 6H4O2 vĂ

Sáťą chuyáťƒn ion H+ tᝍ pha nĂ y sang pha khĂĄc tĆ°ĆĄng Ä‘Ć°ĆĄng váť›i sáťą chuyáťƒn máť™t Ä‘ĆĄn váť‹

᝞ 250C, thế điᝇn c᝹c: φtt = φ0 tt + 0,0592 lg

aH+dd aH+tt

D

Iáť„ N

Ä?

điᝇn tích, nghĊa là giå trᝋ trong phưƥng trÏnh Nernst bẹng 1.

10 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1. 3.3. Tháşż Ä‘iᝇn cáťąc Tháşż Ä‘iᝇn cáťąc lĂ suẼt Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng cᝧa pin gáť“m Ä‘iᝇn cáťąc hiÄ‘ro tiĂŞu chuẊn ghi áť&#x; bĂŞn trĂĄi

N

vĂ Ä‘iᝇn cáťąc khảo sĂĄt ghi áť&#x; bĂŞn phải.

H

Ć

E = đ?œ€đ?‘?â„Žảđ?‘– − đ?œ€đ??ť +â „đ??ťđ?‘Ąđ?‘&#x;ĂĄđ?‘– = đ?œ€đ??ť

Y

N

V᝛i ξH là thế điᝇn c᝹c so v᝛i hiđro.

ne

=

ChẼt kh᝭

Eoxh/kháť­

H ĆŻ

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

- Ä?áťƒ xĂĄc Ä‘áť‹nh giĂĄ tráť‹ tháşż tĆ°ĆĄng Ä‘áť‘i cᝧa máť™t Ä‘iᝇn cáťąc nĂ o Ä‘Ăł áť&#x; Ä‘iáť u kiᝇn chuẊn,

TR ẌN

ngĆ°áť?i ta ghĂŠp Ä‘iᝇn cáťąc Ä‘Ăł váť›i Ä‘iᝇn cáťąc hidro chuẊn tấo thĂ nh máť™t pin Ä‘iᝇn theo sĆĄ Ä‘áť“: (Pt)H2 ,pH2 = 1atm H+(H+) = 1 Oxh,kh

B

Trong Ä‘Ăł: Ä‘iᝇn cáťąc bĂŞn trĂĄi lĂ Ä‘iᝇn cáťąc hidro tiĂŞu chuẊn, xảy ra quĂĄ trĂŹnh oxi hĂła;

10 00

Ä‘iᝇn cáťąc bĂŞn phải lĂ Ä‘iᝇn cáťąc nghiĂŞn cᝊu, xảy ra quĂĄ trĂŹnh kháť­. DẼu cᝧa tháşż Ä‘iᝇn cáťąc lĂ

A

dẼu cᝧa máť™t pin Ä‘iᝇn tấo thĂ nh theo qui tắc trĂŞn.

-H

Ă“

Theo quy Ć°áť›c, suẼt Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng cᝧa pin Ä‘ưᝣc tĂ­nh theo biáťƒu thᝊc:

Ă?

Epin = Ep - Et = E0oxh/kh - E02H+/H2 2

Ă N

-L

áťž Ä‘ây, E o2 H+ /H lĂ tháşż Ä‘iᝇn cáťąc hidro tiĂŞu chuẊn; E0oxh/kh lĂ tháşż cᝧa Ä‘iᝇn cáťąc oxi hĂła

Ă€N

TO

– kháť­ nghiĂŞn cᝊu tiĂŞu chuẊn Báşąng tháťąc nghiᝇm, ta chᝉ cĂł tháťƒ xĂĄc Ä‘áť‹nh Ä‘ưᝣc Epin còn Ä‘ấi lưᝣng E o2 H+ /H khĂ´ng 2

0

Iáť„ N

Ä?

xĂĄc Ä‘áť‹nh Ä‘ưᝣc. Do Ä‘Ăł, ta khĂ´ng tháťƒ Ä‘ĂĄnh giĂĄ Ä‘ưᝣc E

D

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

+

G

ChẼt oxi hóa

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

cho quĂĄ trĂŹnh kháť­:

Ä? áş O

TP

- Quy Ć°áť›c váť dẼu cᝧa tháşż Ä‘iᝇn cáťąc tiĂŞu chuẊn: Tháşż Ä‘iᝇn cáťąc tiĂŞu chuẊn Ä‘ạc trĆ°ng

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

U .Q

NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła Quy NhĆĄn 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

Cåch xåc đᝋnh thế điᝇn c᝹c

oxh/kh

VĂŹ váş­y, ngĆ°áť?i ta quy Ć°áť›c: E o2 H+ /H = 0. Tᝍ Ä‘Ăł, E0oxh/kh = Epin 2

Váş­y tháşż Ä‘iᝇn cáťąc chuẊn cᝧa máť™t cạp oxh – kháť­ (tháşż kháť­ chuẊn) chĂ­nh lĂ sᝊc Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng cᝧa máť™t pin Ä‘iᝇn khi mắc máť™t Ä‘iᝇn cáťąc nghiĂŞn cᝊu (cĂł hoất Ä‘áť™ cᝧa cĂĄc chẼt trong

11 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dung dịch đều bằng 1 và chất khí có áp suất bằng 1 atm) với một điện cực hiđro tiêu chuẩn.

N

* Nếu hoạt độ của dạng oxi hóa và dạng khử khác 1 thì: Eoxh/kh ≠ E0oxh/kh và khi đó

H

Ơ

giá trị Eoxh/kh sẽ được xác định theo phương trình Nernst:

0,0592 n

lg

fkh

[oxh]

RT nF

ln

[kh]

n

lg

foxh

n

lg

[oxh] [kh]

N

[oxh] [kh]

H Ư

0,0592

n

lg

0,0592

TR ẦN

Với E0'ox/kh = E0 oxh⁄kh +

0,0592

[kh]

G

- Nếu foxh = fkh = 1(dung dịch rất loãng) thì E = E0 oxh⁄kh + - Nếu fox , fkh ≠ 1 thì: E = E0′ oxh⁄kh +

[oxh]

Y

+

fkh

B

Khi đó, E0'oxh/kh được gọi là thế tiêu chuẩn thực (hay thế tiêu chuẩn điều kiện)

10 00

Như vậy, dựa vào phương trình Nernst ta có thể xác định được các giá trị E, E0' của bất kì cặp oxh – khử nào trong những điều kiện cụ thể, từ đó cho phép ta có thể đánh giá

Ó

A

định lượng khả năng oxh – khử của một chất trong điều kiện chuẩn cũng như trong điều

-H

kiện cụ thể có sự ảnh hưởng của lực ion và các quá trình phụ khác.

-L

Ý

1.3.4. Hằng số cân bằng

ÁN

- Hằng số cân bằng K là đại lượng cho biết chiều cũng như mức độ xảy ra phản

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ứng đối với hệ cân bằng oxi hóa – khử thuận nghịch.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

+

fkh

foxh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

foxh

nF

ln

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

lg

RT

U

[kh]

0,0592 n

= E0 oxh⁄kh +

Đ ẠO

Ở 250C: E = E0 oxh⁄kh +

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

nF

[oxh]

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ln

TP

RT

Ta có: E = E0 oxh⁄kh +

N

Đối với nửa phản ứng : Ox + ne  Kh

- Để xác định hằng số cân bằng K ta dựa vào hai cách: + Cách 1: Dựa vào sự biến thiên năng lượng tự do tiêu chuẩn ∆G0.

Ta có ∆G0 = - nF∆E0 = - RTlnK ⇒ lnK = 2,303lgK =

RT nF

∆E0 ⇒lg K =

nF 2,303RT

. ∆E0

Ở 250C (298K) thì: 12 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

n.ď „ E o n ď „ E/0,0592 hay K  10 váť›i ď „ Eo  E1o - Eo2 lg K  0,0592

0 â „0,0592 1

H

Theo lĂ˝ thuyáşżt váť nhiᝇt Ä‘áť™ng háť?c, Ä‘áťƒ phản ᝊng xảy ra theo chiáť u thuáş­n cĂ ng mấnh

G

giĂĄ tráť‹ ΔG0 phải cĂ ng âm, nghÄŠa là ΔE0 phải cĂ ng láť›n. Do váş­y, Ä‘áťƒ phản ᝊng oxi hĂła – kháť­

H ĆŻ

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

xảy ra cĂ ng mấnh thĂŹ hiᝇu tháşż Ä‘iᝇn cáťąc tiĂŞu chuẊn cᝧa hai cạp oxi hĂła – kháť­ phải cĂ ng láť›n. Tháşż nhĆ°ng Ä‘áťƒ Ä‘ĂĄnh giĂĄ Ä‘áť‹nh lưᝣng hĆĄn ta cần dáťąa vĂ o háşąng sáť‘ cân báşąng K. GiĂĄ tráť‹ K

TR ẌN

cĂ ng láť›n thĂŹ phản ᝊng xảy ra theo chiáť u thuáş­n cĂ ng mấnh, náşżu K cĂ ng nháť? thĂŹ mᝊc Ä‘áť™ thuáş­n ngháť‹ch cᝧa phản ᝊng cĂ ng tăng vĂ khả năng phản ᝊng xảy ra theo chiáť u ngháť‹ch sáş˝

10 00

B

cà ng l᝛n.

Trong trĆ°áť?ng hᝣp muáť‘n Ä‘ĂĄnh giĂĄ Ä‘áť‹nh lưᝣng máť™t cĂĄch chạt cháş˝ hĆĄn, ta cần tĂ­nh

Ă“

A

thĂ nh phần cᝧa hᝇ phản ᝊng sau khi Ä‘ất táť›i cân báşąng. Tuy nhiĂŞn, viᝇc tĂ­nh toĂĄn cân báşąng

-H

trong cĂĄc hᝇ oxh - kháť­ khĂĄ phᝊc tấp vĂŹ luĂ´n cĂł cĂĄc quĂĄ trĂŹnh ph᝼ xảy ra kèm theo. Do Ä‘Ăł,

Ă?

trong trĆ°áť?ng hᝣp Ä‘ĆĄn giản, khi cân báşąng oxh – kháť­ Ä‘ưᝣc tháťąc hiᝇn áť&#x; nhᝯng Ä‘iáť u kiᝇn xĂĄc

-L

Ä‘áť‹nh (pH, chẼt tấo phᝊc ph᝼, tấo hᝣp chẼt Ă­t tan‌) thĂŹ ta cĂł tháťƒ Ä‘ĂĄnh giĂĄ cân báşąng dáťąa vĂ o

Ă N

háşąng sáť‘ cân báşąng Ä‘iáť u kiᝇn K' theo cĂĄc bĆ°áť›c sau:

Ă€N

TO

- BĆ°áť›c 1: TĂ­nh tháşż oxi hĂła – kháť­ Ä‘iáť u kiᝇn (E') cᝧa cĂĄc cạp oxi hĂła- kháť­

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0 â „0,0592

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

= 10đ?‘›âˆ†đ??¸

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

0 −đ??¸ 0 )â „0,0592 1 2

N Y

K

Ä? áş O

Ta cĂł: K = K1.K2-1 = 10đ?‘›(đ??¸

0 â „0,0592 2

U

Oxh1 + Kh2ď „ Kh1 + Oxh2 NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła Quy NhĆĄn 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

K2 = 10−đ?‘›đ??¸

ď „ Oxh2 + ne

Kh2

Ć

K1= 10nE

ne ď „ Kh1

.Q

+

TP

Oxh1

N

+ CĂĄch 2: Dáťąa vĂ o sáťą táť• hᝣp cĂĄc náť­a phản ᝊng

- BĆ°áť›c 2: TĂ­nh háşąng sáť‘ cân báşąng Ä‘iáť u kiᝇn (K') báşąng cĂĄch táť• hᝣp cân báşąng oxi hĂła

- BĆ°áť›c 3: TĂ­nh cân báşąng theo Ä‘áť‹nh luáş­t tĂĄc d᝼ng kháť‘i lưᝣng.

D

Iáť„ N

Ä?

- kháť­ theo cĂĄch thĂ´ng thĆ°áť?ng.

13 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.3.5. Pin điện hóa 1.3.5.1. Khái niệm về pin điện hoá

N

- Hai cốc thuỷ tinh, một cốc chứa 50ml dung dịch CuSO4 1M, cốc kia chứa 50ml

H

Ơ

dung dịch ZnSO4 1M. Nhúng lá Cu vào dung dịch CuSO4, lá Zn vào dung dịch ZnSO4.

N

Nối hai dung dịch bằng một ống hình chữ U đựng dung dịch bão hòa NH4NO3 (hoặc

.Q

- Sự xuất hiện dòng điện đi từ cực đồng sang cực kẽm chứng tỏ rằng có sự chênh

G

lệch điện thế giữa hai điện cực nói trên, tức là trên mỗi điện cực đã xuất hiện một thế điện

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

cực nhất định.

- Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực (Epin), tức là hiệu của thế điện cực

TR ẦN

dương (E(+)) với thế điện cực âm (E(-)) được gọi là suất điện động của pin điện hoá [Epin = E(+) - E(-)].

10 00

B

Suất điện động của pin điện hoá luôn là số dương và phụ thuộc vào nhiệt độ. Suất điện động có thể đo được bằng một vôn kế có điện trở lớn. Vôn kế cho biết

Ó

A

suất điện động của pin điện hoá nói trên: (Epin) = 1,10 V

Ý

-H

* Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa

-L

Trên điện cực Zn, các nguyên tử kẽm để lại electron trên bề mặt điện cực và tan

ÁN

vào dung dịchdưới dạng ion Zn2+. Ở đây xảy ra sự oxi hóa các nguyên tử Zn thành Zn2+:

ÀN

TO

Zn → Zn2+ + 2e

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

TP

(cực −).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

nối hai lá kim loại bằng một dây dẫn sẽ đo được một dòng điện đi từ Cu (cực +) đến lá Zn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

KNO3), ống này được gọi là cầu muối. Thiết bị nói trên được gọi là pin điện hoá, vì khi

- Lá kẽm trở thành nguồn electron nên đóng vai trò cực âm. Các electron theo dây

D

IỄ N

Đ

dẫn đến cựcCu. Ở đây, xảy ra sự khử các ion Cu2+ trong dung dịch thành Cu bám trên bề mặt lá Cu: Cu2+ +2e → Cu - Trong cầu muối, các cation NH4+ (hoặc K+) di chuyển sang cốc đựng dung dịch CuSO4, cácanion di chuyển sang cốc đựng dung dịch ZnSO4 làm cân bằng điện tích, nên các dung dịch luôntrung hoà điện. 14

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Ở mạch ngoài (dây dẫn), dòng electron đi từ cực kẽm sang cực đồng, nghĩa là, theo quy ước củađiện học, dòng điện đi từ cực đồng sang cực kẽm. Vì thế, điện cực kẽm được gọi là anot. Tên gọinày bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp (anosdos) có nghĩa là nơi dòng

Ơ

N

điện đi vào. Còn theo cơ chế trên,anot là nơi xảy ra sự oxi hoá. Điện cực đồng gọi là

N

H

catot. Về bản chất điện hoá học thì catot là nơixảy ra sự khử ion Cu2+.

.Q

H Ư

- Viết điện cực âm bên trái, điện cực dương bên phải.

TR ẦN

- Vạch thẳng đứng : chỉ ranh giới giữa pha rắn kim loại và pha lỏng dung dịch. - Hai vạch thẳng đứng: chỉ ranh giới giữa hai pha lỏng liên hệ với nhau bằng một

10 00

B

cầu muối.

- Dấu phẩy: chỉ ranh giới giữa pha rắn kim loại và hợp chất khó tan.

Ó

A

1.3.5.2. Suất điện động chuẩn của pin điện hoá

-H

a. Khái niệm: Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực (Epin), tức là hiệu của thế

-L

Ý

điện cực dương (E(+)) với thế điện cực âm (E(-)) được gọi là suất điện động của pin điện

ÁN

hoá (Epin = E(+) - E(-)).

TO

b. Đặc điểm của suất điện động của pin điện hoá

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Luôn là số dương và phụ thuộc vào nhiệt độ.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

* Quy ước về cách viết sơ đồ pin

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+

Đ ẠO

trên có thểđược viết tổng hợp lại bằng phương trình ion rút gọn :

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

- Các phản ứng oxi hoá và khử xảy ra trên bề mặt các điện cực của pin điện hoá nói

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Trong pin điện hoá, anot là cực âm, còn catot là cực dương.

- Được quyết định bởi bản chất của cặp oxi hoá- khử tham gia vào phản ứng trên

bề mặt điện cực. - Phụ thuộc vào nồng độ ion kim loại trong dung dịch. * Khi nồng độ các ion kim loại bằng 1M và nhiệt độ là 250C thì thế điện cực của điện cực chuẩn được kí hiệu là E0. Vậy suất điện động chuẩn (E0pin ) bằng hiệu giữa thế 15

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

điện cực của điện cực chuẩn dương (E0catot) với thế điện cực của điện cực chuẩn âm (E0anot):

N

E0pin = E0catot – E0anot

H

Ơ

Theo quy ước: trong sơ đồ pin, catot được đặt bên phải, anot được đặt bên trái nên:

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

c. Ý nghĩa của Eopin

- Xác định công do pin thực hiện khi nó làm việc trong điều kiện chuẩn, khi dòng

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

phản ứng chứ không phụ thuộc vào nồng độ).

- Làm thước đo khuynh hướng của các chất phản ứng tác dụng với nhau để tạo

TR ẦN

thành sản phẩm phản ứng.

1.3.5.3. Năng lượng Gibbs và sức điện động chuẩn của pin

10 00

B

Theo nhiệt động học, khi phản ứng tự diễn biến thì G  0  giữa năng lượng tự do Gibbs và sức điện động của pin có mối quan hệ G tỉ lệ với (-Epin).

Ó

A

Sức điện động của pin (tính ra vôn) chính là công (kí hiệu A, tính ra Jun) sản ra bởi

-H

hệ trên một đơn vị điện lượng (tính ra culong) chạy trong mạch. Khi không bị biến đổi

-L

Ý

thành nhiệt thì sức điện động của pin chính là công cực đại, công được sản ra bởi hệ mang

ÁN

dấu âm: Amax = -q.E pin .

TO

Điện lượng chạy trong pin bằng số mol electron trao đổi trong phản ứng oxi hóa

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

(Eo.I.t) hay (Eo.q) (q: điện lượng curapin cung cấp, phụ thuộc vào lượng các chất tham gia

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

điện có cường độ I qua 1 hiệu điện thế Eo trong thời gian t, nó sẽ thực hiện một công điện:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

Eopin = Eophai - Eotrai hoặc Eopin = Eo oxh - Eokh

D

IỄ N

Đ

ÀN

khử nhân với điện lượng sinh ra khi 1 mol electron chạy qua mạch: q = nF

 Amax = -nF.E pin Ở nhiệt độ và áp suất không đổi, biến thiên năng lượng Gibbs chính là công cực

đại có thể nhận được từ một quá trình tự diễn biến  G  Amax

  G  -nF.E pin ; Điều kiện chuẩn   G o  -nF.Eopin 16 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Vậy Eo càng dương thì  G càng âm nghĩa là phản ứng càng dễ xảy ra theo chiều o

từ trái sang phải.

N Y U .Q 

 dE      dT p 

TR ẦN

Mặt khác:  G =  H T  S   H   G T  S   H  -nF  E- T 



10 00

B

 d 2E   dH   Cp    lấy đạo hàm theo T ta tính được  Cp  nFT  2   dT p  dT p

Ó -H

1.3.6.1. Khái niệm

A

1.3.6. Sự điện phân

-L

Ý

Sự oxi hóa và sự khử xảy ra trên bề mặt điện cực khi cho dòng điện một chiều đi

ÁN

qua dung dịch của chất điện ly hoặc qua chất điện ly nóng chảy có kèm theo sự biến đổi

TO

điện năng thành hóa năng được gọi là sự điện phân.

ÀN

Như vậy, sự điện phân là quá trình sử dụng điện năng để tạo ra sự biến đổi hoá

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

N

G

phản ứng điện hóa thực hiện trong pin.

http://daykemquynhon.ucoz.com

TP

dE của pin  xác định được  S của dT

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Vậy, biết hệ số nhiệt độ của sức điện động

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

 dG   dE   dE     -nF     S hay  S  nF    dT p  dT p  dT p

H

 dG      S với  G = -nFE dT  p

Ta có: 

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

 dG   = -S hay dT  

Ơ

N

1.3.5.4. Mối liên hệ giữa sức điện động của pin và các hàm nhiệt động

D

IỄ N

Đ

học.

Ví dụ: Khi cho dòng điện một chiều đi qua muối NaCl nóng chảy, ở điện cực

dương (nối với cực dươngcủa nguồn điện) có khí clo thoát ra, còn ở cực âm (nối với cực âm của nguồn) người ta thu đượckim loại natri. Quá trình này được gọi là sự điện phân muối NaCl nóng chảy, trong đó đã xảy ra cácphản ứng điện hoá học sau đây: - NaCl nóng chảy phân li thành ion : NaCl → Na+ + Cl−. 17

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DĆ°áť›i tĂĄc d᝼ng cᝧa Ä‘iᝇn trĆ°áť?ng, ion âm chuyáťƒn váť Ä‘iᝇn cáťąc dĆ°ĆĄng, ion dĆ°ĆĄng chuyáťƒn váť cáťąc âm.

N

- áťž cáťąc dĆ°ĆĄng (anot) xảy ra sáťą oxi hoĂĄ ion Cl−: 2Cl− (l) → Cl2 (k) + 2e. Khi nghiĂŞn

Ć

cᝊu pin Ä‘iᝇn hoĂĄ, chĂşng ta Ä‘ĂŁ biáşżt ráşąng trĂŞn anot xảy ra sáťą oxi hoĂĄ. VĂŹ tháşż mĂ cáťąc dĆ°ĆĄng

N

H

cᝧa thiáşżt báť‹ Ä‘iᝇn phân Ä‘ưᝣc gáť?i lĂ anot.

TP

NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła Quy NhĆĄn 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

2Na+ (l) + 2e → 2Na(l)

TR ẌN

2Na + Cl2

1.3.6.2. Ä?áť‹nh luáş­t Faraday

B

- Ä?áť‹nh luáş­t Faraday thᝊ nhẼt: Khi cho dòng Ä‘iᝇn máť™t chiáť u Ä‘i qua dung dáť‹ch

10 00

chẼt Ä‘iᝇn li (hay chẼt Ä‘iᝇn li nĂłng chảy) thĂŹ kháť‘i lưᝣng cĂĄc chẼt thoĂĄt ra áť&#x; anot hay catot

Ă“

-H

Ä‘áť™ dòng I vĂ tháť?i gian t.

A

tᝡ lᝇ váť›i Ä‘iᝇn lưᝣng Q Ä‘i qua dung dich (hay chẼt Ä‘iᝇn li nĂłng chảy), tᝊc lĂ tᝉ lᝇ váť›i cĆ°áť?ng

Ă?

m = K.Q = K.I.t

-L

Trong Ä‘Ăł: m lĂ kháť‘i lưᝣng chẼt thoĂĄt ra trĂŞn máť™t Ä‘iᝇn cáťąc, tĂ­nh theo gam

TO

Ă N

I: cĆ°áť?ng Ä‘áť™ dòng tĂ­nh theo ampe (A)

K: Ä‘Ć°ĆĄng lưᝣng Ä‘iᝇn hĂła (g/A.h) - Ä?áť‹nh luáş­t Faraday thᝊ hai: Nhᝯng lưᝣng Ä‘iᝇn nhĆ° nhau khi Ä‘iᝇn phân sáş˝ lĂ m

thoĂĄt ra nhᝯng lưᝣng tĆ°ĆĄng Ä‘Ć°ĆĄng cĂĄc chẼt khĂĄc nhau.

D

Iáť„ N

Ä?

Ă€N

t: tháť?i gian Ä‘iᝇn phân (h)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H ĆŻ

Ä‘đ?‘?đ?‘›đ?‘?

PhĆ°ĆĄng trĂŹnh cᝧa sáťą Ä‘iᝇn phân lĂ : 2NaCl →

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

2Cl– → Cl2 + 2e

2Na+ +2e → 2Na

http://daykemquynhon.ucoz.com

Anot (+)

G

NaCl

N

Catot (−)

Ä? áş O

Sáťą Ä‘iᝇn phân NaCl nĂłng chảy cĂł tháťƒ biáťƒu diáť…n ngắn gáť?n báşąng sĆĄ Ä‘áť“ :

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

.Q

U

Y

- áťž cáťąc âm (catot) xảy ra sáťą kháť­ ion Na+ :

Lưᝣng chẼt Ä‘ưᝣc hĂŹnh thĂ nh áť&#x; anot hoạc catot tᝉ lᝇ váť›i Ä‘iᝇn lưᝣng dĂšng Ä‘áťƒ Ä‘iᝇn phân.

18 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Gọi:

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

m(gam): lượng chất được hình thành

t(s): thời gian điện phân

Ơ

N

q = I.t (C): điện lượng chuyển qua trong thời gian t

N

H

I (A): Cường độ dòng điện

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

i (A/cm2): mật độ dòng điện

G

F = 96500C: điện tích của một electron

m=

N H Ư

I M.I.t i.S.t.M  hay m = (với  i =  ) 96500.n n.F  S

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

M: khối lượng phân tử của chất

10 00

B

Biểu thức chung cho định luật Faraday: A I.t n.F

A

m=

-H

Ó

Nếu t tính bằng giờ (h) thì F=26,8 và t tính bằng giây (s) thì F = 96500

-L

Ý

1.3.6.3. Sự phân cực điện cực. Quá thế Khi dòng điện đi qua ranh giới phân chia điện cực – dung dịch thì trạng thái điện

ÁN

của điện cực (thế của nó, mật độ của lớp điện tích kép) sẽ thay đổi. Hiện tượng đó gọi là

ÀN

TO

sự phân cực điện cực.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

cực.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

n: hệ số tỷ lượng trao đổi của electron trrong phương trình oxi hóa hoặc khử ở điện

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

S (m2): bề mặt điện cực

Nếu bản chất của giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng được biết thì khi đó

D

IỄ N

Đ

khái niệm sự phân cực điện cực được thay bằng khái niệm quá thế Quá thế là sự phân cực điện cực được gây nên bởi giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng điện cực. - Sự phân cực nồng độ: Phân cực nồng độ sinh ra do sự biến đổi nồng độ của ion ở lớp gần bề mặt điện cực. 19

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Sự phân cực hóa học: Khi dòng điện đi qua ranh giới phân chia điện cực -dung dịch có thể xảy ra phản ứng giữa môi trường hoặc chất điện li với vật liệu làm điện cực. Sản phẩm sinh ra làm biến đổi tính chất bề mặt của điện cực do đó làm thay đổi thế của

Ơ

N

điện cực. Hiện tượng đó gọi là sự phân cực hóa học.

N

H

- Sự phân cực điện hóa: là sự lệch giá trị điện cực khỏi giá trị cân bằng do các phản

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

+ Sự phân cực anôt đặc trưng cho khả năng bất thuận nghịch của quá trình anôt.

G

người ta có thể giải phóng kim loại từ dung dịch. Những quá thế lớn của hiđro và oxi còn

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

là cơ sở của nhiều phản ứng hóa học hoặc oxi hóa bằng con đường điện hóa.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Quá thế có ý nghĩa lớn trong điện hóa ứng dụng; do có quá thế cao của hiđro mà

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

+ Sự phân cực catôt đặc trưng cho khả năng bất thuận nghịch của quá trình catôt.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

ứng điện hóa ở điện cực gây nên.

20 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG II. HỆ THỐNG BÀI TẬP 2.1. Bài tập về thế điện cực và pin điện [2], [4]

Ơ

N

2.1.1. Tính thế điện cực chuẩn

N

H

2.1.1.1. Thế điện cực chuẩn chỉ liên quan tới phản ứng oxi hóa-khử

Y

Bài 1. Cho giản đồ các quá trình khử - thế khử: quá trình khử diễn ra theo chiều mũi tên,

N H Ư TR ẦN

1. Tính Ex0 và Ey0

-0,744

2. Dựa vào tính toán, cho biết Cr(IV) có thể dị phân thành Cr3+ và Cr(VI) được không?

10 00

B

3. Viết quá trình xảy ra với hệ oxi hóa - khử Cr2O72-/Cr3+ và tính độ biến thiên của hệ ở nhiệt độ 298K, khi pH tăng 1 đơn vị pH.

Ó

A

-1 0 Cho: ECr 3+ = 1,33V; Hằng số khí R = 8,345.J.K .mol; 2 O7 2−⁄Cr

(Đề thi chọn đội tuyển Olympic Quốc tế năm 2010)

ÁN

Phân tích:

-L

Ý

-H

Hằng số Farađay F = 96485C.mol

TO

1. Từ giản đồ, ta có: n3 . E3 = n1 E1 + n2 E2 <=> 3.(-0,744) = -0,408 + 2.Ey0 =>Ey0 = -0,912 (V)

ÀN Đ IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Cr(V)

E0 y

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U -0,408

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

E0 x Cr(IV) Cr Cr2+Cr 3+

G

(Cr2O7 )

+1,34

Đ ẠO

+0,55 2-

TP

+0,293

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

thế khử chuẩn được ghi trên các mũi tên và đo ở pH=0.

0,55 + 1,34 + Ex0 - 3.0,744 = 6.0,293 =>Ex0 = 2,1 (V)

2. Theo nhiệt động học Cr(IV) có thể dị phân thành Cr3+ và Cr(IV) khi ΔG0 của phương trình <0.

21 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

E10 = Ex0 = 2,1(V)

2Cr(IV) + 2e2Cr3+ (1) =>∆G10 = −n. E10 F = -2.2,1F

H Y

N

=>∆G20 = −n. E20 F = -2.0,945F

TR ẦN

Cr2O72- + 14H+ +6e  2Cr3+ + 7H2O

H Ư

N

3. Bán phản ứng của cặp Cr2O72-/Cr3+:

- Sự biến đổi thế đối với mỗi bước chuyển pH:

7

B

A

E=E

o Cr2O7 2- /Cr 3+

RT [Cr2O7 2- ] RT + .ln  .( log[H + ]14 ) 3+ 2 6F [Cr ] 6F

-H

E=E

o Cr2O7 2- /Cr 3+

Ó

2

RT [Cr2O7 2- ].[H + ]14 .ln 6F [Cr 3+ ]2

10 00

E = E oCr O 2- /Cr3+ +

ÁN

-L

Ý

RT [Cr2O7 2- ] RT.2,303.14 + .ln  .( log[H + ]) (*) 3+ 2 6F [Cr ] 6F

TO

Với pH=0 thì [H+] = 1, thay vào biểu thức (*) ta được E0 = 1,330V

IỄ N

Đ

ÀN

Với pH = 1 thì [H+] = 10-1, thay vào biểu thức (*) ta được E1 = 1,192V

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

thành Cr3+ và Cr(IV).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

∆G30 = ∆G10 − ∆G20 = −2. (2,1 − 0,945). F< 0, vậy Cr(IV) có thể tự phân hủy tạo

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q TP

∆G30

3Cr(IV)  2Cr3+ + Cr(IV)

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

U

Từ (1) và (2) ta có quá trình tự phân hủy của Cr(IV): Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

0,55  1,34  0,945 2

Eo2 

(2)

Ơ

Cr(VI) + 2e Cr(IV)

 E = E0  E1 = 1,330 – 1,192 = 0,138V

Bài 2. Cho giản đồ Latimer (O2) trong môi trường axit 0,695V 1,763V O2   H 2O2   H 2O

22 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Trong đó O2, H2O2 và H2O là các dạng oxi hoá - khử chứa oxi ở mức oxi hoá giảm dần. Các số 0,695V và 1,763V chỉ thế khử của các cặp oxh - khử tạo thành bởi các dạng tương

N

ứng: O2/H2O2; H2O2/H2O.

H

Ơ

a. Viết các nửa phản ứng của các cặp trên.

Y

N

b. Tính thế khử của cặp O2/H2O.

N

(1) E10 = 0, 695V

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

a. Đối với cặp O2/H2O2: O2 + 2H+ + 2e  H2O2

b. Nửa phản ứng của cặp O2/H2O:

TR ẦN

Đối với cặp H2O2/H2O: H2O2 + 2H+ +2e 2H2O (2) E20= 1,763V

E 30

10 00

B

O2 + 4H+ + 4e  2H2O (3)

Cộng phản ứng (1) với (2) ta thu được (3). Do đó:

 E30 

2(E10  E20 ) 2.(0, 695  1, 763)   1, 23 V 4 4

-L

Ý

-H

Ó

A

 G30   G10   G02 <=> 4FE30  2FE01  (2FE02 )

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Để có phản ứng dị li của H2O2, lấy (2) - (1) ta được: 2H2O2 O2 + 2H2O hay H2O2 1 O2 + 2H2O (4) 2

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Phân tích:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

(Đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2008)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

hơn và thấp hơn theo phản ứng: 2 H2O2 → O2 + 2 H2O

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

c. Chứng minh rằng H2O2 có thể phân huỷ thành các chất chứa oxi ở mức oxi hoá cao

1 G40  G20  G10  .  2 FE20  2 FE10  2

= F.(E10 - E02 ) = F.(0,695 -1,763) = -1,068F < 0 G40  0 , sự phân hủy của H2O2 là tự diễn biến về phương diện nhiệt động học.

23 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.1.1.2. Tính thế điện cực chuẩn liên quan tới các phản ứng khác Bài 1. Phản ứng giữa AgNO3 với KCl trong dung dịch tạo thành kết tủa AgCl và giải

N

phóng năng lượng. Ta có thể tạo ra một tế bào điện hoá (pin) sinh công điện nhờ phản

H

Ơ

ứng đó.

N

a) Viết công thức của tế bào điện hoá theo quy tắc IUPAC và các nửa phản ứng điện

a. Nửa phản ứng oxi hóa ở catot: Ag + Cl-AgCl + e

TR ẦN

Nửa phản ứng khử ở anot: Ag+ + e Ag

B

Ag+ + Cl- AgCl

10 00

Cấu tạo pin điện hóa theo quy tắc IUPAC là: dd AgNO3 Ag (Catot)

A

(Anot) Ag dd KCl

-H

Ó

b. Xét phản ứng

1

TAgCl

1  6, 25.109 10 1, 6.10

TO

ÁN

Kc 

-L

Ý

Ag+ + Cl- AgCl

IỄ N

Đ

ÀN

0 G298   RT ln Kc  8,314.298.6, 25.109  55884 J / mol  55,884KJ / mol

E0298 

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

N

Phân tích:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

G

(Đề thi học sinh giỏi quốc gia Việt Nam năm 2003_Bảng A)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Cho: TAgCl ở 25OC bằng 1,6. 10−10 .

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

b) Tính ΔG0298của phản ứng kết tủa AgCl và E0298 của tế bào điện hoá.

.Q

U

Y

cực tại anot và catot.

 G 55884   0,5792 V = +0,58V nF 96487

Bài 2. Kỹ thuật điện hóa học thường được dùng để xác định tính tan của các muối khó tan. Do sức điện động là hàm bậc nhất theo logarit của nồng độ cho nên có thể xác định được các nồng độ dù rất nhỏ.

24 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bài tập này sử dụng một pin điện hóa gồm hai phần, được nối bằng cầu muối. Phần bên trái của sơ đồ pin là một thanh Zn(r) nhúng trong dung dịch Zn(NO3)2(aq) 0,200M; còn phần bên phải là một thanh Ag(r) nhúng trong dung dịch AgNO3(aq) 0,100M. Mỗi

Ơ

N

dung dịch có thể tích 1,00L tại 25oC.

N

H

a) Vẽ giản đồ pin và viết phương trình phản ứng tương ứng của pin.

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

điện. Giả sử pin phóng điện hoàn toàn và lượng Zn có dư

TR ẦN

d)Hãy tính [Ag+] tại thời điểm cân bằng.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

thêm xong, sức điện động bằng 1,04V và [K+] = 0,300M.

G

phải của pin ban đầu. Xảy ra sự kết tủa AgCl(r) và làm thay đổi sức điện động. Sau khi

e) Hãy tính [Cl-] tại thời điểm cân bằng và tích số tan của AgCl. Thế điện cực Zn2+(aq) + 2e → Zn(r)

B

chuẩn tại 25oC như sau:

Eo = +0,80V

10 00

Ag+(aq) + e → Ag(r)

Eo = -0,76V

Ó

A

(Đề thi Olympic Hóa học Quốc tế lần thứ 32)

-H

Phân tích:

-L

Ý

a. Giản đồ pin theo quy ước IUPAC: Zn(r) Zn2+(aq) Ag+ (aq) Ag(r)

ÁN

Tại anot, quá trình oxi hóa: Zn  Zn2+(aq) +2e

TO

Tại catot, quá trình khử: 2x Ag+(aq) +e  Ag

ÀN

Phản ứng của pin:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Trong một thí nghiệm khác, KCl(r) được thêm vào dung dịch AgNO3 ở phía bên

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

c) Hãy tính điện lượng phóng thích trong quá trình phóng điện.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

b) Hãy tính sức điện động của pin và viết phương trình phản ứng khi pin phóng

Zn(r) + 2Ag+(aq) Zn2+(aq)+ 2Ag(r)

Phương trình Nernst tương ứng với pin nêu trên:

D

IỄ N

Đ

0 0 0  EAg  EZn  0,8  (0,76)  1,56V b. E0(pin) = E0(phải)-E0(trái)= E pin  2 /Ag / Zn

Hoạt độ a của một chất tan tính gần đúng từ nồng độ của chất ấy (dung dịch loãng thì hoạt độ xem như bằng nồng độ) và hoạt độ của một chất rắn bằng 1. 25 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

E pin

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2 0, 0592 0, 200 0, 0592 a Zn 2+ .(a Ag )  1,56  .lg  1,52V =E .lg 2 2 2 0,100 n a . a 0 pin

Zn

  Ag +

N

Trị số dương của Epin cho thấy rằng phản ứng pin viết như trên là phản ứng có thể

H

Ơ

tự xảy ra trong qúa trình phóng điện.

TP

<=>0 = 1,56 – 0,05916/2.lgK  K = 5,5.1052; nghĩa là cân bằng của phản ứng pin

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

n(Ag+) = [Ag+].V = 0,100mol và n(e-) = n(Ag+) = 0,100mol

TR ẦN

Hằng số Faraday F là số điện lượng ứng với 1 mol electron:Q = n(e-).F = 9648,5C d) Gọi x là nồng độ Ag+tại thời điểm cân bằng ([Ag+])

10 00

B

Điện cực bên trái không đổi, nghĩa là nồng độ [Zn2+] duy trì tại 0,200M.

Ó

A

0, 0592 [Zn 2+ ] 0, 0592 0, 2 1, 04  1,56  .lg  1, 04  1,56  .lg 2 + 2 2 [Ag ] 2 x

-H

 x = [Ag + ]  7,3.1010 M

-L

Ý

e) [Cl-] = nồng độ thêm - nồng độ giảm

ÁN

Do [AgCl] kết tủa = 0,300 – (0,100 - 7,3.10-10)= 0,200M

TO

Ks(AgCl) = 7,3.10-10.0,200 = 1,5.10-10M2.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Lượng Ag+ và electron đã vận chuyển:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

dịch chuyển hẳn về bên phải, nên thực tế không còn ion Ag+ trong dung dịch

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

c. Khi phóng điện hoàn toàn, Epin = 0 và phản ứng trong pin đạt cân bằng

U

Y

N

Phản ứng có thể tự xảy ra: Zn(r) + Ag+ Zn2+(aq) + 2Ag(r).

ÀN

2.1.1. 3. Tính thế điện cực chuẩn ở điều kiện bất kỳ

D

IỄ N

Đ

Bài 1. 1) Trộn hai thể tích bằng nhau của hai dung dịch SnCl2 0,100M và FeCl3 0,100M.

Xác định nồng độ các ion thiếc và sắt khi cân bằng ở 25oC. Tính thế của các cặp oxy hóa khử khi cân bằng.

26 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2) Nhúng một sợi Ag vào dung dịch Fe2(SO4)3 2,5.10-2M. Xác định nồng độ của Fe3+; Fe2+ và Ag+ khi cân bằng ở 25oC. Tính thế của các cặp oxy hóa - khử khi cân bằng.

N

Cho biết Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15V; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V; Eo(Ag+/Ag) = 0,80V.

H

Ơ

(Đề thi Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2005-bảng B)

Y

N

Phân tích:

n.E o n.(E10  E20 ) 2.(0, 77  0,15)    21  K  1021 0, 059 0, 059 0, 059

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

lgK 

K rất lớn và nồng độ Fe3+ cho phản ứng nhỏ hơn nhiều so với Sn2+ phản ứng gần như

TR ẦN

hoàn toàn: 2x  0,05

B

[Fe2+] = 0,05M; [Sn4+] = 0,025M; [Sn2+] = 0,025M; [Fe3+] = M 2

A

10 00

 Sn 4  .  Fe2  0, 0025 0, 025.(0, 05) 2 2   2,5.1024     Fe3   1,58.1012 M K  21 2 2 3 2 10 0, 025.  Sn  .  Fe 

Ó

4  Fe3  0, 059  Sn  o  0, 059.lg  ESn4 / Sn2  .lg 2  Fe2   Sn 2 

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Khi cân bằng Ecb  E

o Fe3 / Fe2

ÀN

2. Ag +

Ag+

0,05-x x

+

1,58.1012 0, 0592 0, 025  0,15  .lg  0,15M 0, 05 2 0, 025

Fe2+

x

n.E o n.(E10  E20 ) (0, 77  0,80) lgK     0,51  K  0,31 0, 059 0, 059 0, 059

D

IỄ N

Đ

Nđcb:

Fe3+

 0, 77  0, 0592.lg

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2x

2Fe2+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

x

.Q

+

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

0,05-2x

Sn4+

TP

Nđcb: 0,05-x

2Fe3+

+

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sn2+

U

1) Phương trình phản ứng

Ta có:

x2  0,31  x   Ag     Fe2   4,38.102 M   Fe3   6.103 M 0, 05  x

27 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Khi cân bằng Ecb  0, 77  0, 0592.lg

6.103  0,80  0, 0592.lg(4,38.102 )  0, 72V 4,38.102

N

Bài 2.Suất điện động của

H

Ơ

Pt | H2 (k) (p =1.0 bar) | HBr (aq) (1.010−4 M) | CuBr | Cu

Y

N

là 0,559V ở 298K. (Cho rằng các chất trong pin đều xử sự lý tưởng).

TP

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

c)Tính nồng độ ion Cu+(aq) của pin này.

H Ư

d) Nếu tăng áp suất khí hydro lên gấp đôi thì suất điện động của pin sẽ thay đổi như thế

TR ẦN

nào?

(Đề thi Olympic hóa học Quốc tế lần thứ 41 năm 2009)

10 00

B

Phân tích:

a) Nửa phải pin: CuBr (r) + e  Cu (r) + Br – (aq)

Ó

A

Nửa trái pin: H+ (aq) + e  ½ H2 (k)

-H

Phương trình Nernst cho pin và thế khử chuẩn của điện cực CuBr là:

-L

Ý

  RT   H  .  Br     0, 086V EE  ln   F  PH1/22  

ÁN

o

IỄ N

Đ

ÀN

TO

b) Sử dụng biểu thức:  Go = - nFE0 CuBr (r) + e  Cu (r) + Br – (aq)

o G1o  nFECuBr  8,3kJ / mol

Cu+(aq) + e  Cu (r)

o G2o  nFECu  50, 4kJ / mol / Cu 

CuBr (r) + e  Cu+(aq) + Br – (aq)

Go3  G1o  G2o  42,1kJ / mol

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

và suy ra tích số tan của CuBr.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

b) Thế khử chuẩn của cặp Cu/Cu+ (aq) là 0,522V. Tính G° của sự phân ly CuBr ở 298K

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

thế khử chuẩn của điện cực CuBr

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

a) Viết các bán phản ứng ở nửa pin bên phải và bên trái, phương trình Nernst cho pin và

Tích số tan của CuBr là:

28 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Go   RT ln K s  K s  4, 2.108

c) Từ phương trình phân ly của CuBr

Ơ

N

CuBr (r) + e  Cu+(aq) + Br – (aq)

TR ẦN

2.1.2. 1.Thiết lập sơ đồ pin dựa vào các cặp thế điện cực

Bài 1. Tính Eopin ; thiết lập sơ đồ pin và viết phương trình phản ứng xảy ra trong pin

10 00

B

được ghép bởi cặp CrO42-/CrO2¯ và NO3-/NO ở điều kiện tiêu chuẩn.

H+ + OH-

K=10-14 Kw=10-14

-H

Ó

H2 O

A

Cho: Cr(OH)3 H+ + CrO2- + H2O

o EoNO - ,H+ / NO = 0,96 V;ECrO 2,Cr(OH) 4

3 ¯/ OH

-

= -0,13V ; ở 25oC có 2,303

RT  0, 0592 F

(Đề thi chọn Đội tuyển Olympic Quốc tế năm 2008)

ÁN

-L

Ý

3

TO

Phân tích:

ÀN

Bài tập này bao gồm 2 phần nhỏ: trước hết ta phải tính được giá trị thế điện cực

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

2.1.2. Thiết lập sơ đồ pin và viết các phản ứng xảy ra ở điện cực

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

N

G

RT  P21/2  RT ln  ln 2  0, 089 V  F  P11/2  2 F

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Đ ẠO

d) Phương trình Nernst viết cho pin: E1  E2 

Y

Ks 4,2.10-8 = = 4,2.10-4 M -4 [Br ] 1,0.10

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

K s = [Cu + ].[Br - ]  [Cu + ] =

N

H

Ta có: [Br –]=1,0.10-4M

D

IỄ N

Đ

chuẩn của cặp CrO42-/CrO2¯ bằng cách tổ hợp các cân bằng thích hợp. Sau đó so sánh các giá trị thế điện cực chuẩn và thiết lập sơ đồ pin. o

- Tính ECrO42 / CrO2 3.Eo

CrO24 /Cr(OH)3 ,OH

CrO + 4 H2O+ 3e  Cr(OH)3  +5OH 24

-

K1 = 10

0,0592

29 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Cr(OH)3  H  CrO2  H2O

H2 O

K2 = 10-14

H+ + OH-

Kw=10-14 3. E o

CrO42 /CrO2

N

K3  10

-

0,0592

N

H

2

Ơ

CrO + 2 H2O+ 3e  CrO + 4OH 24

 EoCrO2- /CrO- = -0,13V 2

3

H Ư

N

G

Phản ứng xảy ra trong pin:

NO3- + 4H+ + 3eNO + 2H2O

Tại anot:

CrO2- + 4H- CrO42- + 2H2O + 3e H2 O

H+ + OH-

B

4x

TR ẦN

Tại catot:

10 00

NO3- + CrO2- CrO42- + NO

A

Bài 2.Ngày 1 tháng 7 năm 2000, đường hầm và cầu nối giữa Đan Mạch và Thụy Điển đã

Ó

chính thức được mở ra. Nó bao gồm một đường hầm từ Copenhaghen tới một hòn đảo

-H

nhân tạo, và một cầu nối từ đảo Malmo ở Thụy Điển. Vật liệu xây dựng chủ yếu sử dụng

-L

Ý

là bê tông và thép.

ÁN

Sự ăn mòn kim loại có liên quan đến các phản ứng điện hóa. Điều này cũng đúng cho sự

IỄ N

Đ

ÀN

TO

hình thành gỉ trên bề mặt sắt, nơi mà các phản ứng điện hóa ban đầu thường là:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(-)Pt CrO42-1M, CrO2-1M, OH-1M NO3-1M, H+1M (Pt)NO, pNO=1atm(+)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

anot, còn điện cực NO3-/NO đóng vai trò là catot. Ta có sơ đồ pin:

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

2

.Q

4

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

EoCrO2- /CrO- = -0,13V < EoNO - ,H+ / NO = 0,96 V nên điện cực CrO42-/CrO2- đóng vai trò là

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

4

Y

Ta có K3 = K1.K2.Kw-1

(1) Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e (2) O2 (g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH- (aq)

Một tế bào điện hóa được hình thành từ các phản ứng trên ở 250C. Sơ đồ pin điện được mô tả như sau: Fe (s)│Fe2+ (aq)║OH- (aq), O2 (g)│Pt (s). Cho giá trị thế điện cực chuẩn ở 250C: EoFe2 / Fe = -0, 44V ; EOo 2 , H2O /OH  = -0, 40 V ; RTln10/F = 0,0592 a.Tính sức điện động chuẩn của pin điện hóa ở 250C. 30

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

` b.Viết các bán phương trình xảy ra ở mỗi điện cực và phản ứng tổng quát xảy ra khi pin hoạt động.

N

c.Tính hằng số cân bằng của phản ứng điện hóa.

H

Ơ

d.Tính sức điện động của pin ở 250C khi [Fe2+]=0,015M; pH= 9; p(O2) = 0,7atm .

Y

N

(Đề thi Olympic Quốc tế lần thứ 32)

TP

Về mặt hóa học, bài toán này rất đơn giản. Học sinh chỉ cần vận dụng những kiến

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

a. Eopin = Eo(+)– Eo(-) = 0,4-0,44 = 0,84V

TR ẦN

b. - Tại anot: 2Fe → 2Fe2+ + 4e

- Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 2Fe2+ + 4OH-

4.0,84

10 00

c. K  10

nE o 0,0592

B

Phản ứng tổng quát: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OH 10 0,0592  6, 2.1056

-H

Ó

A

d. Ta có: pH = 9 ⇒ [H+] = 10-9M ⇒ [OH-] = 10-5M 2

4

2+ 0, 0592 0, 0152.(10-5 ) 4 0, 0592  Fe  . OH  o = 0,84 .lg = 1,19 V = E pin lg 4 0, 7 4 p(O2 )

-L

Ý

E pin

ÁN

2.1.2. 2. Thiết lập sơ đồ pin dựa trên các phản ứng tổng quát

TO

Bài 1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

cho học sinh những kiến thức thực tế tạo cho học sinh có sự hứng thú khi học hóa.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

thức rất cơ bản về pin điện hóa là làm được. Điều thú vị trong bài toán này là đã cung cấp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Phân tích:

Zn + NO3- + H+ Zn2+ + NH4+ + H2O (1).

Hãy viết phương trình các nửa phản ứng xảy ra trên các điện cực.

D

IỄ N

Đ

ÀN

1. Hãy thiết lập sơ đồ pin để khi pin này hoạt động có phản ứng:

2. Cho: EoNO- / NH ,OH- = -0,12V;EoZn2+ /Zn = -0,763V ; pKa(NH+4 ) = 9, 24;Kw = 10-14 ;(RT/ F) ln = 0,0592lg 3

3

31 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

o o , E pin Hãy tính ENO và hằng số cân bằng của phản ứng (1).  / NH ,OH  3

3

(Đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia năm 2006-Bảng B)

Ơ

N

Phân tích:

H N

Zn Zn2+ +2e

Ở catot:

NO3- + 10H+ + 8e  NH4+ + 3H2O

NH3 + H+

NH4+

K w1  1014 Ka1  109,24 8.Eo

+ NO3- ,H + /NH 4

10 00

-

+

+

NO3 + 10H + 8e

A

NH4 + 3H2O K 2 = 10

-H

Ó

K2 = K1. Kw-9.Ka-1  EoNO3- ,H+ / NH+4 = -0,12 +

0,0592

0,0592 .(14.9 + 9, 24) = 0,881V 2

Ý

o o o E pin  Ecatot  Eanot  0,881  0, 763  1, 644 V

-L

n.E o 0,0592

 10222,2

ÁN

K  10

TO

Bài 2. Tính Eo . Thiết lập sơ đồ pin và viết phương trình phản ứng xảy ra trong pin được

D

IỄ N

Đ

ÀN

ghép bởi cặp CrO42-/CrO2¯ và NO3-/NO ở điều kiện tiêu chuẩn. 1  103,8

Cho: Cr3+

+

H2 O

CrOH2+

+

H+

*

Fe2+

+

H2 O

FeOH+

+

H+

*

Cr(OH)3 Cr(OH)3

Cr3+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H2 O

G

H+ + OH-

N

9x

K1  10

NH3 + 9OH-

8 E10 0,0592

H Ư

NO3- + 6H2O + 8e

TR ẦN

2.

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

Sơ đồ pin: Zn Zn2+ NO3-, NH4+, H+ Pt (+)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

NO3- + 4Zn + 10H+NH4+ + 4 Zn2++ 3H2O

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Y

Ở anot:

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1. Các cặp oxi hoá – khử: NO3/NH4+ ; Zn2+/Zn

2  105,92

3OH- K s  1029,8

+ H+

+

CrO2- + H2O K  1014

32 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

H+

H2 O

EoCrO2- /Cr(OH) ,OH- = -0,13V ;EoNO- ,H+ / NO = 0,96 V ; 2,303 3

3

RT = 0,0592 ở 25oC. F

N

4

K w  1014

OH-

+

H

Ơ

(Kỳ thi lập đội tuyển Quốc tế năm 2008)

Y

N

Phân tích:

K1 = 10

Cr(OH)3

H+ + CrO2- + H2O

K2 = 10-14

N

K w1  1014

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

H+ + OH¯⇌H2O

TR ẦN

K3 = K1. K2. Kw-1  EoCrO2-4 /CrO2 = -0,13V  EoNO3- / NO = 0,96V

Vậy cặp CrO42-/CrO2¯ là anot, NO3-/NO là catot. Sơ đồ pin:

10 00

B

(-) (Pt) CrO42- 1M; CrO2- 1M; OH-1M NO3- 1M; H+ 1M (Pt)NO,pNO=1atm (+) Phản ứng xảy ra trong pin:

NO3- + 4 H+ + 3 e ⇌ NO↑ + 2 H2O

Tại anot:

CrO2- + 4 OH-⇌ CrO42- + 2 H2O + 3e

Ý

-H

Ó

A

Tại catot:

⇌ H+ + OH¯

NO3- + CrO2- CrO42- + NO↑

TO

ÁN

-L

4 H2 O

2.1.3. Các bài tập tổng hợp về pin điện có liên quan đến pH, cân bằng tạo hợp chất ít

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

K3 =10

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

CrO42- + 2 H2O + 3e⇌CrO2- + 4 OH-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Cr(OH)3 + 5OH-

TP

CrO42- + 4 H2O + 3e

.Q

3

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

4

U

Tính EoCrO2- /Cr(OH) ,OH- (Eox)

ÀN

tan và cân bằng tạo phức

D

IỄ N

Đ

2.1.3.1. Pin điện hóa liên quan đến phản ứng tạo hợp chất ít tan

Bài 1.Điện cực loại II được cấu tạo từ kim loại được bao phủ bởi hợp chất khó tan (thường là muối ít tan) của kim loại đó và được nhúng vào dung dịch chứa anion của hợp chất khó tan này. Điện cực Ag, AgCl/Cl- và điện cực calomen Hg, Hg2Cl2/ Cl- là những ví

33 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dụ điển hình của điện cực loại này. Giá trị thế tiêu chuẩn của pin điện hóa (-)Ag, AgCl ClHg2Cl2 / Hg(+) là Eo = 0,0455V ở T = 298K.

N

1. Viết các nửa phương trình xảy ra ở mỗi điện cực và phương trình tổng quát khi

H

Ơ

pin hoạt động.

N

2. Tính biến thiên năng lượng tự do chuẩn ΔG0của phản ứng xảy ra trong pin ở

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

3. Cho EoAg+ /Ag = 0,799 V và tích số tan của AgCl là Ks = 1,73.10-10. Tính giá trị thế

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

4. Xác định tích số tan của Hg2Cl2 biết rằng EoHg2 /Hg  0,798V .

TR ẦN

(Đề thi Olympic Hóa học Quốc tế lần thứ 32)

Phân tích:

10 00

B

1. Các nửa phản ứng xảy ra ở các điện cực:

Ó

A

Tại catot (xảy ra quá trình khử): 1⁄2Hg2Cl2 + e Hg + Cl-

-H

Tại anot (xảy ra quá trình oxi hóa): Ag + Cl- AgCl + e

ÁN

-L

Ý

Phản ứng tổng quát: Ag + 1⁄2Hg2Cl2 AgCl + Hg

TO

2. Biến thiên năng lượng tự do Gibbs của phảng ứng ở 298K là:

D

IỄ N

Đ

ÀN

G0  nFE 0  1.96497.0,0455  4,93kJ .mol 1 < 0

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

và EoAg,AgCl/Cl- .

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

khử chuẩn của cặp Ag, AgCl/Cl-. Viết phương trình biểu diễn sự phụ thuộc giữa E oAg+ /Ag

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Y

298K. Từ đó nhận xét chiều tự diễn biến của phản ứng.

G 0 < 0 nên quá trình xảy ra trong pin là tự diễn biến.

3. Ta có: EoAg,AgCl/Cl- = EoAg+ /Ag + 0,0592lg[Ag+ ] = E oAg

+

+ 0, 0592lg /Ag

K sAgCl [Cl- ]

= E0Ag+ /Ag + 0,0592lgKsAgCl (Vì [Cl-] = 1M)

34 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

 0,799  0,0592lg(1,73.10 10 )  0, 222V

4. Ta có: 2 /Cl

-

- EoAg,AgCl/Cl- ; EoHg,Hg Cl 2

2 /Cl

= Eopin + EoAg,AgCl/Cl- = 0,0455 + 0, 222 = 0, 2675V

H

Ơ

2

N

Eopin = EoHg,Hg Cl

Y

0,0592 2.(0, 2675  0, 798) lgK s (Hg 2Cl2 )  lgK s (Hg 2Cl2 )  2 0, 0592

Bài 2.Cho:

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

E0Ag+ /Ag = 0,80V;E0AgI/Ag,I - 0,15V;E0Au3+ ,Ag = 1, 26V;E0Fe3+ /Fe = -0,037 V;E0Fe2+ /Fe = -0, 440V . Hãy:

H Ư

1. a. Thiết lập một sơ đồ pin để xấc định tích số tan của AgI. Viết các phưng trình phản

TR ẦN

ứng xảy ra trong mỗi điện cực và trong pin. b. Tính độ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước.

B

2. a. Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử

10 00

thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin.

A

b. Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong

-H

Ó

pin này.

-L

Ý

(Đề thi chọn đội tuyển quốc tế-năm 2009)

ÁN

Phân tích:

TO

1. a. Để xác định tích số tan KS của AgI, cần thiết lập sơ đồ pin có các điện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+. Điện cực Ag nhúng trong dung dịch nào có [Ag+] lớn hơn sẽ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

TP

 Ks(Hg2Cl2 )  1,03.1018

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

= EoHg2+ /Hg +

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2

2 /Cl

.Q

EoHg,Hg Cl

N

Mặt khác ta lại có:

ÀN

đóng vai trò catot. Rõ ràng dung dịch không có AgI kết tủa sẽ có [Ag+] lớn hơn. Sơ đồ pin

D

IỄ N

Đ

như sau: (-) Ag I- (aq), AgI (r) Ag+ (aq) Ag (r) (+) Hoặc (-) Ag, AgI(r) I- (aq) Ag+ (aq) Ag (r) (+) Phản ứng ở cực âm: Ag (r) + I- (aq)

AgI + e 35

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phản ứng ở cực dương: Ag+ (aq) + e

Ag (r)

Phản ứng trong pin: Ag (aq) + I- (aq)

Ơ

N

1 K

H

TAgI = a Ag+ (aq) .a I- (aq) =

AgI(r) (1)

.Q

S

Ks = 10-16

10 00

Vì quá trình tạo phức hidroxo của Ag+ không đáng kể, I- là anion của axit mạnh HI, nên

A

S = Ks = 1,0.10-8 mol/ l

-H

Ó

2. Tính thế khử chuẩn của cặp Fe3+/ Fe2+: E10 = -0, 037 V   G10 = -3n.F.E10 (1)

-L

Ý

Fe3+ + 3e  Fe

ÁN

Fe2+ + 2e  Fe

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Fe3+ + e  Fe2+

E02 = -0, 440 V   G02 = -2 n.F.E02 (2) E30 =

- G 30  G10 -  G 02 == 3E10 - 2 E 02  0, 77 V F F

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

S

I-

+

TR ẦN

Ag+

B

AgI 

H Ư

b. Gọi S là độ tan của AgI trong nước nguyên chất, ta có:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

-0,95F 0,95.96500   16  K = 1016 -RT.2,303 8,314.298.2,303

G

 lg K =

Đ ẠO

 Go = -nF.Eopin = -0,95F = -RTlnK

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

o o Eopin = E(+) - E(-) = 0,8 - (-0,15) = 0,95V

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

Trong đó T là tích số tan, a là hoạt độ, K là hằng số cân băng của phản ứng (1)

E0Au3+ /Au > E0Fe3+ /Fe2+ nên pin điện có sơ đồ: (-) Pt Fe3+(aq) 1M, Fe2+(aq) 1M Au3+(aq) 1M, Au+(aq) 1M Pt(+)

Phản ứng ở cực âm: Fe2+(aq)  Fe3+(aq) + e Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e  Au+(aq) Phản ứng trong pin: Au3+(aq) + 2Fe2+(aq) 2Fe3+(aq) + Au+(aq) 36

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

E0pin = E0Au3+ /Au - E0Fe3+ /Fe2+  0,49V 2.Eopin /0,0592

= 3,98.1016

N

 G 0pu = -RTlnK = -2F.E0pin  K = 10

H

Ơ

2.1.3.2. Pin điện hóa liên quan đến pH

Y

N

Bài 1. Dung dịch A gồm AgNO3 0,050M và Pb(NO3)2 0,10M.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2. Thêm 10,00ml KI 0,250M và HNO3 0200M vào 10,00ml dng dịch A. Sau phản ứng

G

0,010M và KSCN 0,040M.

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

a) Viết sơ đồ pin b) Tính sức điện động Epin ở 250C d) Tính hằng số cân bằng của phản ứng

AgOH + H+ (1)

Pb2+ + H2O

PbOH+ + H+ (2)

10 00

B

Ag+ +H2O

K1=10-11,70 K2=10-7,80

A

Cho biết:

TR ẦN

c) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động

-H

Ó

Chỉ số tích tan pKs: AgI là 16,0, PbI2 là 7,86, AgSCN là 12,0. RT ln = 0,0592lg F

-L

Ý

E0Ag+ /Ag = 0,789 V;

ÁN

3. Epin sẽ thay đỏi ra sao nếu:

TO

a) Thêm một lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B ;

ÀN

b) Thêm một lượng nhỏ Fe(NO3)3 vào dung dịch X?

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

muối tiếp xúc 2 dung địch) với một điện cực có Ag nhúng vào dung dịch X gồm AgNO3

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

người ta nhúng một điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu được và ghép thành pin (có cầu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

1. Tính pH của dung dịch A.

Đ

(Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia Việt Nam năm 2003)

D

IỄ N

Phân tích: 1. Ag+ +H2O

Pb2+ + H2O

AgOH + H+ PbOH+ + H+

K1=10-11,70 (1) K2=10-7,80 (2)

Do K2>> K1 nên cân bằng (2) quyết định pH của dung dịch 37 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

C

0,10

[]

0,10-x

PbOH+ + H+

x

K2=10-7,80 (2)

x

N

Pb2+ + H2O

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

N

H

Ơ

x2 = 10-7,8  x = 10-4,4 = [H+ ]  p H = 4, 4 0,1- x

2I-

Bđ

0,05

0,1

[]

-

-

PbI2

Trong dung dịch có đồng thời 2 kết tủa AgI và PbI2:

-H

Ó

Ag+

+

Pb2+ +

I-

Ks1 = 1, 0.10-16 (3)

2I-

Ks 2 = 1,0.10-7,86 (4)

Ý

PbI2

A

AgI

-L

Ks1<<Ks2 nên trong dung dịch cân bằng (4) là chủ yếu. Sự tạo phức hidroxo của

Pb2+

+

H2 O

PbOH+

+

H+

K2 = 10-7,8

 PbOH +  10-7,8 = -1 = 10-6,8 PbOH+  << [Pb2+ ] 2+ [ Pb ] 10

Trong dung dịch:

PbI2

Pb2+ +

2I-

x

2x

Ks 2 = 1,0.10-7,86

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Pb2+ là không đáng kể vì có H+ dư:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Pb2+ +

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

0,125

Đ ẠO

-

G

[]

N

0,125

H Ư

0,025

AgI

B

Bđ

TR ẦN

I-

+

10 00

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ag+

TP

CI- = 0,125M;CH+ = 0,10 M

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

2

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Y

2. a) Dung dịch B: Thêm KI C Ag  0,025M ; CPb  0,05M

x.(2x)2 = 10-7,86x = 1,51.10-3M 2x = [I-] = 3,02.10-3M 38 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

K s1 1.1016  = 3,31.10-14M [I  ] 3, 02.103

Ag

N

E của cực Ag trong dung dịch A là: Ag + + e

x

(0,030+x)

1012 [Ag+] = x = = 3,33.10-11M 2 3.10

TR ẦN

x.(0,030+x) = 10

H Ư

N

G

0,030

-12

10 00

B

E2 = 0,799 + 0,0592lg[Ag + ] = 0,799 + 0,0592lg 3,33.10-11  E2 = 0,179V

AgSCN Ag (+)

-H

Ó

(-)Ag AgI

A

Vì E2> E1, ta có pin gồm Ag trong X là cực (+), cực Ag trong B là cực âm (-) Sơ đồ pin:

SCN-

Ý

PbI2

-L

b. Epin = E(+) – E(-)= 0,179 - 0,001 = 0,178V

TO

ÁN

c. Phương trình phản ứng:

IỄ N

Đ

ÀN

Ag

+

AgSCN + AgSCN + I -

H N

SCN-

I-

AgI

e

Ag + SCN-

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ag+ +

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

0,010

U

0,030

.Q

0,040

TP

0,010

Y

AgSCN

AgSCN

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

SCN-

+

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Dung dịch X: Ag+

Ơ

E1 = E0Ag+ /Ag + 0,0592lg[Ag + ] = 0,799 + 0,0592lg3,31.10-14  E1 = 0,0001V

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

[Ag  ]=

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ag + SCN-

d. Hằng số cân bằng của phản ứng: K =

K sAgSCN K sAgI

=

10-12 10-16

3. a) Khi thêm lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B, có thể xảy ra 3 trường hợp: 39 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Lượng NaOH quá ít không đủ để trung hòa HNO3: Sự tạo phức hidroxo của Pb2+ vẫn không đáng kể, do đó Epin không thay đổi.

Ơ

giảm, nồng độ I - sẽ tăng lên, do đó nồng độ Ag+ giảm xuống, E1 giảm ; vậy Epin tăng.

N

- Lượng NaOH đủ để trung hoà HNO3: Có sự tạo phức hidroxo của Pb2+ do đó [Pb2+]

N

H

- LượngNaOH đủ dư để trung hoà hết HNO3 và hoà tan PbI2 tạo thành PbO2–, do đó

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

PbI2 + 4 OH– PbO2– + 2 H2O + 2 I–

G

Bài 2. Để loại trừ các ion NO3- trong nước (các ion NO3- có mặt trong nước xuất phát từ

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

phân bón) có thể khử nó thành NO2- bằng cách cho đi qua lưới có chứa bột Cd.

TR ẦN

1) Viết nửa phản ứng của hai cặp NO3-/HNO2 và HNO2/NO trong môi trường axit. Chứng minh rằng HNO2 bị phân hủy trong môi trường pH = 0 đến 6.

B

2) Ở pH = 7, nồng độ NO3- là 10-2M. Viết phản ứng giữa Cd và NO3-. Hỏi NO3- có bị khử

10 00

hoàn toàn ở 25oC trong điều kiện này không? Tính nồng độ NO3- còn lại trong nước khi cân bằng.

Ó

A

3) Tính thế khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn của cặp NO3-/NO2- ở pH = 14 và 25oC

-H

Cho biết các số liệu sau ở 25oC: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94V; Eo(HNO2/NO) = 0,98V;

ÁN

-L

Ý

Eo(Cd2+/Cd) = -0,40V; Ka(HNO2) = 5.10-4; Ks(Cd(OH)2) = 1,2.10-14. (Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2005-Bảng A)

TO

Phân tích

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

đó nồng độ ion Ag+ tăng, E2 tăng  Epin tăng.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

b) Thêm ít Fe3+ vào dung dịch X: Fe3+ + SCN– FeSCN2+ Nồng độ ion SCN– giảm, do

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Pb2+ giảm và Epin tăng.

D

IỄ N

Đ

ÀN

1. Nửa phản ứng của hai cặp NO3-/HNO2 và HNO2/NO trong môi trường axit: NO3- + 3H+ + 2e  HNO2 + H2O

Eo = 0,94V

HNO2 + H+ + e  NO + H2O

Eo = 0,98V

Ở pH = 0 thì EoHNO2 / NO > EoNO3- /HNO2 nên HNO2 bị phân hủy theo phản ứng: 3HNO2NO3- + 2NO + H+ + H2O 40 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ở pH = 6 thì:

3

2

0, 0592 .lg(10-6 ) = 0, 76 V 2

N

EoNO - /HNO = 0,94 +

H

Ơ

EoHNO2 / NO = 0,98 + 0,0592.lg(10-6 ) = 0,62 V

2

Y

3

N

EoHNO2 / NO > EoNO - /HNO nên HNO2 vẫn không bền hay nó bị phân hủy trong môi trường pH từ

TR ẦN

Hằng số cân bằng K:

2+ + K Cd + NO3- + H2O + 3H+   Cd + NO2 + 2OH + 3H

K1

10 00

B

K1

2+ + K Cd2+ + HNO2 + 2H2O   Cd + H + NO2 + 2H2O

A

2

-H

Ó

K = K1. K2.K3

Ý

3

2

0, 059

=

2.(0,94 + 0, 40) = 45, 42  K1  2, 65.1045 0, 059

ÁN

-L

lgK1 =

o n.(EoNO - /HNO - E Cd ) 2+ /Cd

TO

 K = 2,65.1045.5.10-4.(10-14 )2  1,325.1014

ÀN

K rất lớn nên phản ứng gần như hoàn toàn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Cd(OH)2.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Ks = 1,2M. [Cd2+] sau phản ứng << 1,2M nên không có kết tủa  2 [OH ]

N

Ở pH = 7 thì [Cd2+] =

Đ ẠO

Giả thiết phản ứng là hoàn toàn thì [Cd2+] = [NO3-]bđ = 10-2M

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Cd2++ NO2- + 2OH-

2. Cd + NO3- + H2O

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

0 đến 6.

D

IỄ N

Đ

Ở pH = 7, ta có: Cd

+

NO3- +

Cd2+

H2 O

10-2-x = 

Nđcb K=

x .x .x 2

 1,35.1014 =

+

NO2-

+

2OH-

x=10-2 x=10-2 x=10-2 10-2.10-2.(10-2 )2

   [NO3- ] = 7,55.10-33 M

41 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3. lgK1 =

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.(E 0NO - / NO - + 0, 40) 3

2

0, 0592

 E 0NO - / NO - = 0, 017 V 3

2

N

Dạng 3. Pin điện hóa liên quan đến phản ứng tạo phức

H

Ơ

Bài 1. Vàng kim loại thường được tìm thấy trong các quặng đá aluminosilicat và thường

N

phân tán trong một số các loại đá khác. Nó có thể được phân tách ra bằng cách xử lý đá

G

[Zn(CN)4]2- (phản ứng 2).

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

a. Viết các phản ứng 1,2.

TR ẦN

b. Vàng trong tự nhiên thường có lẫn bạc, và bạc cũng bị oxh bởi dung dịch NaCN. Có 500l dung dịch hỗn hợp [Au(CN)2]- 0,010M và [Ag(CN)2]- 0,003M được cho bay hơi đến 1/3 thể tích ban đầu, và được xử lý bằng 40g Zn. Hãy tính nồng độ [Au(CN)2]- và so với khi tính toán ở đktc.

10 00

B

[Ag(CN)2]- sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Coi như không có sự sai khác nào đáng kể

Eo = -1,26V

[Au(CN)2]- +e  Au + 2CN-

Eo = -0,60V

Ý

-H

Ó

A

Cho: [Zn(CN)4]2- + 2e Zn + 4CN-

[Ag(CN)2]- + e  Ag + 2CN-

-L

Eo = -0,31V

ÁN

c. [Au(CN)2]- là một phức bền. Tính nồng độ dung dịch NaCN cần thiết để 99%

TO

lượng vàng nằm dưới dạng phức trong dung dịch. Cho Kb = 4.1028. (Đề thi Olympic Quốc tế lần thứ 30)

ÀN Đ IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

loại được thu hồi bằng cách cho phức vàng phản ứng với Zn, để chuyển thành phức

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Khi đạt tới trạng thái cân bằng, dung dịch phức được bơm ra ngoài và vàng kim

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

.Q

phức [Au(CN)2]- tan được trong nước (phản ứng 1).

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

Y

nghiền với dung dịch NaCN. Trong quá trình này, vàng kim loại dần chuyển sang dạng

Phân tích

a. Phương trình phản ứng 1, 2 - Phản ứng 1: 4Au + 8CN- + O2 + 2H2O 4[Au(CN)2]- Phản ứng 2: Zn + 2[Au(CN)2]- [Zn(CN)4]2- + 2Au 42

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

b. Ta có: E oAg/ Zn = -0,31- (-1, 26) = 0,95 V

N Y

dư = 1,5-1,22 = 0,28V

[Ag(CN)2]- chưa bị khử. Vậy sau phản ứng:

c. Xét cân bằng: +

2CN- 

G

[Au(CN)2]-

Kb = 4.1028

B

Au+

TR ẦN

H Ư

[Ag(CN)2]- = 0,28.(3/500) = 0,00168M

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

[Au(CN)2]- = 0,01.3 = 0,03M

10 00

Để 99% lượng vàng còn lại trong dung dịch phức tức là:

[Au (CN )2 ] 99 99  có Kb   [(CN )2 ]  5.104 M   [Au ].[(CN )2 ] 100 [(CN )2 ]

-L

Ý

Khi đó: Kb 

-H

Ó

A

[Au (CN )2 ] [Au (CN ) 2 ] 99    [Au ]  [Au  ]  [Au (CN ) 2 ] 100 99

ÁN

2.2. Bài tập phản ứng oxi hóa-khử [2], [4]

TO

2.2.1. Chiều của phản ứng oxi hóa-khử, xác định suất điện động của pin

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2]

= 2.0,61 = 1,22mol

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

n[Ag(CN)

Zn

U

40 = 0, 61mol n 65,38 ; mà [Ag(CN)2 ] = 2.n

H

= 500.0,010 = 5,0 mol

.Q

2]

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

nên

= 500.0,003 = 1,3mol; n[Au(CN)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

n Zn =

2]

Đ ẠO

n[Ag(CN)

Ơ

N

o o E oAu/ Zn = -0, 60 - (-1, 26) = 0, 664 V  E Au/Zn  E Ag/Zn nên phức bạc bị khử trước

ÀN

Bài 1.Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4.

D

IỄ N

Đ

a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 11,78 ml K2Cr2O7 0,0180 M. Hãy viết phương trình ion của

phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b. Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này cópH = 1,07.

43 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

c. Ghép cực Pt nhúng trong dung dịch A (qua cầu muối) với cực Ag nhúng trong dung dịch AgNO3 0,0190 M có thêm K2CrO4 cho đến nồng độ 0,0100 M (coi thể tích được giữ nguyên). Hãy cho biết anot, catot và viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.

Cho pKa: HSO4- = 1,99; Fe3+ (Fe3+ + H2O

N H Ư

Phân tích

TR ẦN

a. Phản ứng chuẩn độ:

B

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

10 00

CFe2+ = CFeSO4 + 2.CFe2 (SO4 )3 = 0,02 + 2.C1

Ta có: CFe .25,00 = 6.CCr O .VCr O  25,00.(0,02  2C1 )  6.(0,0180.11,78) 2+

2-

7

2-

2

7

Ó

A

2

-H

 C1 = 0, 01544 M hay CFe2 (SO4 )3 = 0, 01544 M

-L

Ý

b. Trong dung dịch A có: [Fe2+] = 0,020M; [Fe3+] = 2.C1M

ÁN

[H+] = C (M); [HSO4-] = C (M)

2H2O

H3O+ + OH-

Kw = 10-14 (1)

Fe2+ + 2H2O

FeOH+ + H3O+

Fe3+ + 2H2O

FeOH2+ + H3O+ Ka 2 = 102,17 (3)

Ka1 = 10-5,96 (2)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Có các cân bằng sau:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

(Đề thi chọn đội tuyển quốc gia năm 2007)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

RT ) ln = 0,0592lg F

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Chỉ số tích số tan pKs của Ag2CrO4 là 11,89.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

FeOH+ + H+) = 5,69

EoFe3+ /Fe2+ = 0,771V;E oAg+ /Ag = 0,799 V;(

H

FeOH2+ + H+) = 2,17

.Q

Fe2+ (Fe2+ + H2O

Ơ

N

Tính sức điện động của pin.

HSO4- + H2O

SO42- + H3O+

Ka = 101,99 (4)

Ta thấy Ka  Ka 2 . Áp dụng định luật bảo toàn proton ta có: 44 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

[H3O+] = CH + [FeOH2+] + [SO42-] +

Ka 2 [FeOH 2+ ] 102,17  [FeOH2+ ]  0,073.CFe3+   CFe3+ Ka 2  [H3O+ ] 102,17  101,07

H

[SO4 2- ] 101,99 [SO4 2- ] Ka   [SO42-] = 0,107C, thay vào (a), =  1,99 1,07 + CHSO - 10  10 [HSO4 ] [H3O ]

N

Từ (4) ta có:

Ơ

N

Từ (3) ta có: 

Y

4

[]

0,03089-x

Đ ẠO

TR ẦN

0,03089

G

FeOH2+ + H3O+ Ka = 102,17

Fe3++ 2H2O C

N

=E

Fe2+

[Fe3+ ] + 0, 0592.lg [Fe 2+ ]

H Ư

3+

o Fe3+ Fe2+

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

c. E Pt = E Fe

(10 -1, 07 - 0, 0736.0, 03089) = 0, 07483M 1,107

10-1,07

x

10 00

 CH 2SO4 = C =

-H

Ó

A

[FeOH 2+ ].[H3O+ ] x.10-1,07  = 10-2,17  x = [FeOH 2+ ] = 0,002273 M Ta có: Ka = 3+ [Fe ] 0,03089 - x

Ý

=> [Fe3+] = 0,03809 – 0,002273 = 0,028617M

-L

=> [Fe2+] = CFe = 0,020M vì Ka1 rất bé

ÁN

2+

0, 02862 = 0, 78V 0, 020

2Ag+ +

CrO42- 

0,019

0,010

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Vậy E Pt = 0, 771+ 0, 0592lg

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

3+

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

[H3O+] = C + 0,0736. CFe + 0,107C

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ta được:

Ag2CrO4

D

5.10-4 Ag2CrO4

 2Ag+

CrO42- Ks = 10-11,89

+

C 45 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

[]

5.10-4 + x

2x

Ta có: Ks = [Ag+]2.[ CrO42-] <=>(2x)2.(5.10-4+x) = 10-11,89

Ơ

N

=> x=2,08.10-5 => [Ag+] = 2x = 4,96.10-5

N

H

EAg+ /Ag = EoAg+ /Ag + 0,0592lg[Ag + ] = 0,799 + 0,0592.lg 4,96.10-5  0,544V

+

e

Y

G TR ẦN

Epin = EPt – EAg = 0,780 – 0,0544 = 0,236V

H Ư

N

Vậy suất điện động của pin là:

2.2.2. Tính các hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa-khử

B

Bài 1.Trong không khí dung dịch natri sunfua bị oxy hóa một phần để giải phóng ra lưu

10 00

huỳnh. Viết phương trình phản ứng và tính hằng số cân bằng.

A

Cho Eo(O2/H2O) = 1,23V; Eo(S/S2-) = -0,48V; 2,303RT/F ln = 0,0592lg

-H

Ó

(Đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2008)

Ý

Phân tích

ÁN

-L

Phản ứng oxi hóa S2- bởi không khí: -2.E

K1-1 = 10

S + 2e

TO

2xS2-

O2 + 4H+ + 4e

ÀN Đ IỄ N D

Fe2+

Ag2CrO4 + 2Fe2+

2Ag + CrO42- + 2Fe3+

http://daykemquynhon.ucoz.com

2e

4x

H2 O

/0,0592

K 2 = 10

2H2O

H+ + OH-

2S2- + O2 + 2H2O

S/S2-

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Fe3+

+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

catot: 2x

Ag2CrO4

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

CrO42-

U

+

.Q

2Ag

TP

anot:

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Vì EAg< EPt nên cực Ag là anot; cực Pt là catot. Phản ứng trong pin:

4.EoO2 / H2O /0,0592

Kw =10-14 2S + 4OH-

Ta có: K  K12 .K 2 .K w4 =1059,54

46 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bài 2.Cho: E0Ag+ /Ag = 0,80V;E0AgI/Ag,I - 0,15V;E0Au3+ ,Ag = 1, 26V;E0Fe3+ /Fe = -0,037 V;E0Fe2+ /Fe = -0, 440V . Hãy:

N

1. a. Thiết lập một sơ đồ pin để xấc định tích số tan của AgI. Viết các phưng trình phản

H

Ơ

ứng xảy ra trong mỗi điện cực và trong pin.

Y

N

b. Tính độ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước.

TP

thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

(Đề thi chọn đội tuyển quốc tế-năm 2009)

TR ẦN

Phân tích:

1. a. Để xác định tích số tan KS của AgI, cần thiết lập sơ đồ pin có các điện cực Ag làm việc thuận nghịch với Ag+. Điện cực Ag nhúng trong dung dịch nào có [Ag+] lớn hơn sẽ

10 00

B

đóng vai trò catot. Rõ ràng dung dịch không có AgI kết tủa sẽ có [Ag+] lớn hơn. Sơ đồ pin như sau:

Ó

A

(-) Ag I- (aq), AgI (r) Ag+ (aq) Ag (r) (+)

-H

Hoặc (-) Ag, AgI(r) I- (aq) Ag+ (aq) Ag (r) (+) Ag (r) + I- (aq) AgI + e

K1-1

Phản ứng ở cực dương:

Ag+ (aq) + e  Ag (r)

K2

Phản ứng trong pin:

Ag (r) + I- (aq) AgI

Ks-1 (1)

TO

ÁN

-L

Ý

Phản ứng ở cực âm:

ÀN

(E0

Ag+ /Ag

-E0

AgI/Ag,I-

)/0,0592

 1,0.1016  Ks  1,0.1016

D

IỄ N

Đ

Trong đó: Ks-1 = K1-1. K2 = 10

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

này.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

b. Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

2.a. Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử

b. Gọi S là độ tan của AgI trong nước nguyên chất, ta có: AgI 

Ag+ S

+

I-

Ks = 10-16

S

47 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Vì quá trình tạo phức hidroxo của Ag+ không đáng kể, I- là anion của axit mạnh HI, nên S = Ks = 1, 0.10-8

N

2. Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên

H

Ơ

catot, do đó điện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, điện cực Pt nhúng trong

Y

N

dung dịch Au3+, Au+ là catot:

Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e  Au+(aq)

-E0

Fe3+ /Fe2+

)/0,0592

Tính thế khử chuẩn của cặp Fe3+/ Fe2+:

E10 = -0, 037 V   G10 = -3n.F.E10 (1)

Fe2+ + 2e  Fe

E02 = -0, 440 V   G02 = -3n.F.E02 (2)

10 00

B

Fe3+ + 3e  Fe

E30 =

 G10 -  G10 - G 0 == 3E10 - 2 E 02 F F

-H

Ó

A

Fe3+ + e  Fe2+

Ý

 K = (K1-1 )2 .K 2 = 102.(1,26-0,77)/0,0592 = 1016,61

ÁN

-L

Ở điều kiện tiêu chuẩn, sức điện động của pin trên là:

TO

E0pin = E0Au3+ /Au - E0Fe3+ /Fe2+ = 0,49V

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Au3+ /Au

N

2.(E0

H Ư

K = (K1-1 )2 .K 2 = 10

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

Phản ứng trong pin: Au3+(aq) + Fe2+(aq)  Fe3+(aq) + Au+(aq) K (2)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

K2

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

K1-1

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Phản ứng ở cực âm: 2x Fe2+(aq)  Fe3+(aq) + e

.Q

U

(-) Pt Fe3+(aq), Fe2+(aq) Au3+(aq), Au+(aq) Pt(+)

ÀN

2.3. Bài tập điện phân [2], [4]

D

IỄ N

Đ

2.3.1. Thứ tự điện phân, tách các ion trong dung dịch bằng phương pháp điện phân.

Bài 1.Cho dòng điện 0,5A đi qua dung dịch muối của một axit hữu cơ trng 2 giờ. Kết quả sau quá trình điện phân trên catot tạo ra 3,865 gam một kim loại và trên anot có khí etan và khí cacbonic thoát ra.

48 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1. Cho biết muối của kim loại nào bị điện phân? Biết rằng 5,18 gam của kim loại đó đẩy được 1,59 gam Cu từ dung dịch đồng sunfat.

N

2. Cho biết muối của axit hữu cơ nào bị điện phân.

H

Ơ

3. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên các điện cực.

Y

N

(Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia Việt Nam năm 2002 – Bảng A)

Khối lượng mol của kim loại: A= .n. Vì kim loại này đẩy đồng ra khỏi dung dịch nên

TR ẦN

đương lượng của Cu:

B

Cu = A/2 = 63,6/2=31,8 và từ phản ứng: Cu + 2M+

10 00

2 M+ Cu2+

A

ta có:M : 31,8 = 5,18 : 1,59, suy ra M = 103,6

-H

Ó

Trong phản ứng đẩy Cu, kim loại chỉ có thể có mức oxi hoá từ 1 đến 3, do đó sẽ chọn

Ý

khối lượng mol nguyên tử từ 3 khả năng sau:

ÁN

-L

A1 = 103,6 x 1 = 103,6

TO

A2 = 103,6 x 2 = 207,2

ÀN

A3 = 103,6 x 3 = 310,8

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

A m.F 3,865.96500 ==   103,6 n I.t 3600

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Từ định luật Faraday, đương lượng

Đ ẠO

TP

1. Điện lượng Q = It = 0,5 x 2 x 3600 = 3600 coulomb dùng để tạo ra 3,865 g kim loại.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Phân tích

D

IỄ N

Đ

Vì không có nguyên tử với A > 240 và bằng 104 có tính kim loại và có mức oxi hoá là +1. Do đó kim loại phải tìm chỉ có thể là Pb (A = 207,6). 2. Tại anot khi điện phân có C2H6 và CO2 thoát ra là sản phẩm của sự oxi hoá anion hữu cơ, muối này có công thức Pb(RCOO)2. Sự tạo ra etan.

49 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

(CH3 - CH3) và CO2 từ nhóm COO-chứng tỏ muối điện phânlà Pb(CH3COO)2 . R

R

CH3COO- - e

H N Y U .Q TP

2 CH3

CH3 + CO2

Tổng quát: 2 CH3COO-  2e

Đ ẠO

C2H6 C2H6 + CO2

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

CH3COO

CH3COO

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

2.3.2. Hiện tượng cực dương tan, mạ điện

Bài 1.Người ta mạ niken lên mẫu vật kim loại bằng phương pháp mạ điện trong bể mạ

TR ẦN

chứa dung dịch niken sunfat. Điện áp được đặt lên các điện cực của bể mạ là 2,5 V. Cần mạ 10 mẫu vật kim loại hình trụ; mỗi mẫu có bán kính 2,5cm, cao 20 cm. Người ta phủ

10 00

B

lên mỗi mẫu một lớp niken dày0,4 mm. Hãy:

a. Viết phương trình các phản ứng xảy ra trên các điện cực của bể mạ điện.

Ó

A

b. Tính điện năng (theo kWh) phải tiêu thụ.

-H

Cho biết: Niken có khối lượng riêng D = 8,9 g/cm3; khối lượng mol nguyên tử là

(Đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2006, bảng A)

ÁN

-L

Ý

58,7(g/mol); hiệu suất dòng bằng 90% ; 1 kWh = 3,6.106J.

TO

Phân tích

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Tại anot:

Pb

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Pb2+ + 2e

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Tại catot:

Ơ

N

3. Các phản ứng xảy ra trên các điện cực:

D

IỄ N

Đ

ÀN

a. Phương trình các phản ứng xảy ra trên bề mặt các điện cực của bể mạ: Anot: Ni Ni2+ + 2e Catot: Ni2+ + 2e  Ni b. Thể tích của 1 mẫu vật kim loại hình trụ là:

V   .r 2 .h = 3,14.(2,5)2.20 = 392,5(cm3) 50 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Lớp phủ Niken ở mỗi mẫu vật có bề dày là 0,4mm nên ở mỗi mẫu vật này bán kính tăng tới r = 2,5 + 0,04 = 2,54cm; chiều cao tăng h = 20+0,04.2 = 20,08cm.

N

Vậy thể tích của mỗi mẫu vật này tăng thêm một lượng là:

N

H

Ơ

 V = V' - V  (3,14.2,54.20,08)  392,5  14,281cm3

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

TR ẦN

AIt 96500.n.m  It = 96500.n A

m .96500.n.U (1) A

B

m=

H Ư

Áp dụng biểu thức định luật Faraday, ta có:

10 00

Số điện năng tương ứng là: w = ItU =

Ó

-H

biểu thức (1), ta được:

A

Với Ni ta có n = 2; theo trên đã có (m/A) = 21,6526 (mol); theo đề bài U = 2,5 V thay vào

-L

Ý

w = 21,6526.96500.2.2,5 = 10447379,5J

w 1 .100. = 3,2245kWh 90 3,6.106

ÀN

TO

W=

ÁN

Vì hiệu suất dòng điện là 90% và 1kWh = 3,6.106J nên số điện năng thực tế cần dùng là:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1271,01 = 21,6526mol 58,7

G

m = V.D = 142,81.8,9 = 1271,01(g) hay n =

Đ ẠO

Khối lượng tương ứng là:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

V  10. V  10.14,281  142,81cm3 =VNi (phủ lên 10 mẫu vật cần mạ)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Tổng số thể tích tăng thêm của 10 mẫu vật là:

D

IỄ N

Đ

Bài 2. Muối KClO4 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KClO3. Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO4 còn đồng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu. Ở điện cực thứ hai chỉ xẩy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất. Hiệu suất tạo thành sản phẩm chính chỉ đạt 60%. 1. Viết ký hiệu của tế bào điện phân và các nửa phản ứng ở anot và catot.

51 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2. Tính điện lượng tiêu thụ và thể tích khí thoát ra ở điện cực (đo ở 250C và 1atm) khi điều chế được 332,52g KClO4.

N

(Đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2007)

H

Ơ

Phân tích

Y

N

1. Kí hiệu của tế bào điện: Pt KClO3(dd) Pt

G

Phản ứng phụ: anot: H2O - 2e  2H+ + 1/2O2

N

B

332,52  2,4mol 138,5

10 00

n KClO4 

H Ư

2. MKClO4  39  35,5  64  138,5

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

catot: 2H2O + 2e H2 + OH-

100 = 8F = 8.96485 = 771880C 60

Ó

A

Điện lượng tiêu thụ: q = n KClO4 .2F.

-H

3. Khí ở catot là khí hidro

Ý

8F nRT 4.0,08205.298 = 4mol;VH2 = = = 97,80(lit) 2F/ mol p 1

ÁN

-L

n H2 =

TO

Khí ở anot là oxi:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

ClO3- + H2O ClO4- + H2

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

catot: 2H2O + 2e H2 + OH-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Phản ứng chính: anot: ClO3- -2e + H2O ClO4- + 2H+

n O2 =

3,2F nRT 0,8.0,08205.298 = 0,8mol;VO2 = = = 19,56(lit) 4F/ mol p 1

D

IỄ N

Đ

ÀN

nF tạo ra O2 = 8.0,4 = 3,2F

52 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

CHƯƠNG III. ĐỀ XUẤT CÁC BÀI TẬP

Ơ

N

I. Pin điện và dung dịch

N

H

Bài 1 (*).Tính thế của các cặp oxh – khử chưa biết sau: Zn(NH3 )42+

/ Zn

K1 = 102.(-0,76) 0,0592

Zn(NH3 )42+ /Zn

H Ư

2+

3 4

= E Zn2 /Zn 

K = 102E 0,0592

B

Zn + 4NH3

TR ẦN

Zn(NH3)42+ + 2e Hoặc: Eo

[Zn(NH ) ] = 10-8,89

Zn2+ + 4NH3

0,0592 0,0592 108,89 lg  [Zn(NH3 )4 ]2  0,76  lg  -1,023V 2 2

10 00

Zn(NH3)42+

N

Zn

K1  102.0,34/0,0592

Ý

-H

Cu2+ + 2e

Ó

A

b) Tổ hợp cân bằng oxi hoá-khử và cân bằng tạo hợp chất ít tan:

ÁN

-L

CuS

Cu2+ + S2-

K s  1035,2

K =102E/0,0592

Cu + S2

+ 2e

ÀN

TO

CuS

Cu

Hoặc:  ECuS/Cu = E Cu 2+ /Cu 

Đ IỄ N

 K = K1 .Ks  EoCuS/Cu = -0,70192V o

o

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Zn2+ + 2e

G

a) Tổ hợp cân bằng oxi hoá-khử và cân bằng tạo phức:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP Đ ẠO

Phân tích:

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

= 0,34(V); KsCuS = 1035,2 . Tính E oCuS/Cu

Cu 2+ /Cu

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

b) Cho Eo

.Q

U

3 4

Y

a) Cho EoZn2+ /Zn = -0,76(V); [Zn(NH ) ]2+ = 108,89 . Tính Eo

0,0592 0,0592 .lgK s  0,34  .lg1035,2  -0,70192V 2 2

Bài 2 [6]. Tính suất điện động E của pin được viết như sau ở 25oC: Sn Sn2+ (a = 0,35)

Pb2+ (a = 0,001) Pb

53 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Xác định dấu của các điện cực và viết phản ứng tự diễn biến trong pin. Cho EoZn2+ /Zn = -0,14V;EoPb2+ /Pb = -0,1265V

Ơ

N

Phân tích

N TP TR ẦN

E<0, vậy phản ứng trong pin đã viết ở trên không tự diễn biến. Để phản ứng tự diễn biến, tức là Pb2+ + Sn

Pb + Sn2+ thì anot (cực âm) phải là điện

10 00

B

cực chì, còn catot (cực dương) phải là điện cực thiếc. Pin có sơ đồ đúng như sau: (-) Pb Pb2+(0,001) Sn2+(0,35) Sn (+)

Ó

A

Bài 3 [11]. Ở 298oC, sức điện động của pin: Zn ZnCl2(0,05M) AgCl, Ag bằng 1,015V.

-H

Hệ số nhiệt độ của sức điện động bằng -0,000492V.K-1.

-L

Ý

a) Viết các phản ứng điện hóa xảy ra trong pin

ÁN

b) Tính các đại lượng G, H và S của phản ứng xảy ra trong pin ở 298K.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Phân tích:

Phản ứng anot: Zn + 2e Phản ứng catot: 2AgCl + 2e Tổng quát:

Zn + 2AgCl

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

G

0, 0592 a Sn 2+ 0, 0592 0,35 = -0,0615V .lg  (0,1265  0,14)  .lg 2 a Pb2+ 2 0, 001

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

E = Eo -

Sn2+ + Pb

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Phản ứng trong pin: Sn + Pb2+

a)

D

Pb

Đ ẠO

Pb2+ + 2e

.Q

Điện cực phải (catot) có phản ứng khử Pb2+:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Sn2+ + 2e

Sn Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H

Theo sơ đồ pin đã cho, điện cực trái (anot) có phản ứng oxi hóa thiếc:

Zn2+ 2Ag + 2Cl2Ag + Zn2+ + 2Cl-

b) G = -nFE = -2.96500.1,015 = -196kJ/mol

54 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

 E   H   nFE  nFT     T p

N

 196  2.96500.298.0,000492.103  224kJ / mol

Y

N

H

Ơ

 E  1 1  S  nF    2.96500.298.0,000492  95 J .K .mol   T p

2) Xét một pin có ký hiệu như sau:

N

G

Cu2+(1M) Cu(r)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Zn(r) Zn2+(1M)

a) Xác định sức điện động của pin.

TR ẦN

b) Nếu thêm Na2S vào dung dịch Cu2+ cho đến khi nồng độ S2- cân bằng là 0,1M thì sức điện động của hệ pin sẽ có giá trị bằng bao nhiêu?

10 00

B

Cho biết: tích số tan của CuS là 8.10-37

-H

Phân tích:

Ó

A

Thế khử chuẩn: EoCu 2+ /Cu = 0,34V;EoZn 2+ /Zn = -0,76V

-L

Ý

1. Tại điện cực âm (anot):

ÁN

Pb(r) + HSO4-(dd)PbSO4(r) + H+(dd) + e

ÀN

TO

Tại điện cực dương (catot):

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

Pb(r) PbSO4(r) H2SO4(dd) PbO2(r) Pb(r)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

phóng điện của acquy chì:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Bài 4 (*). 1) Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra tại các điện cực của quá trình

PbO2(r) + 3H+(dd) + HSO4-(dd) + 2e- PbSO4 + 2H2O

D

IỄ N

Đ

2. a) Sức điện động của pin là: Eopin  EoCu2+ /Cu  EoZn 2+ /Zn = 0,34  (-0,76)  1,10V b) Khi thêm Na2S vào xảy ra phản ứng: Cu2+ + S2-

 CuS

55 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

N Ơ

 E Cu 2+ /Cu

0,0592 8.1037  0,34  .log  0,695V 2 0,1

H Y

N

Sức điện động của pin lúc đó là:

Bài 1[11]. Cho pin điện có sơ đồ:

G N

2 ,Hg

 0,2681V . Hãy tính sức điện động E.

Đáp án: E = EoCl- /Hg Cl 2

H Ư

2

2 ,Hg

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

(Pt) H2(p=1) HCl (a  =0,15) Hg2Cl2, Hg

- 0,0592.lga 2±(HCl)  0,3653V

10 00

B

Bài 2[6].Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Zn + 2AgCl ZnCl2 + 2Ag

Ó

A

biết rằng suất điện động ở 0oC đối với pin đó bằng 1,015V, hệ số nhiệt độ của suất điện

-H

động bằng -4,02.10-4 V.K-1.

-L

Ý

Đáp án:Qtn = -21181J

ÁN

Bài 3[6].Xác định hằng số cân bằng của phản ứng:

TO

KMnO4 + 5FeCl2 + 8HCl

MnCl2 + KCl+ 5FeCl3 + 4H2O

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

* Bài tập tự giải

ở 25oC, EoCl- /Hg Cl

.Q

/Cu

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Cu

U

Eopin  Eo ' 2+  EoZn2+ /Zn  0,695  (0,76)  0,065V

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

E

o pin

0,0592 0,0592 T .log[Cu 2 ]= E oCu 2+ /Cu  .log CuS 2 2 [S2- ]

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

o  Lúc này E Cu 2+ /Cu  E Cu 2+ /Cu

4

D

IỄ N

Đ

ÀN

biết thế chuẩn của: E0Fe2+ /Fe3+ = 0,77V;E0MnO - /Mn 2+  1,52V

Đáp án: K=1063,34 Bài 4[11]. Sức điện động của mạch gồm điện cực calomen bão hòa và điện cực hiđro nhúng vào dung dịch nghiên cứu ở 25oC có giá trị bằng 0,562V. Biết thế của điện cực calomen bão hòa ở nhiệt độ trên bằng 0,242V, xác định pH của dung dịch nghiên cứu. 56

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Đáp án: pH = 5,42 Bài 5[11]. Ở 25oC thế chuẩn của điện cực Ag là 0,799V; của điện cực bạc - clorua bạc

N

bằng 0,2224V. Xác định tích số tan của AgCl và độ tan của nó trong nước nguyên chất.

H

Ơ

Đáp án: TAgCl = 1,79.10-10; a =1,34.10-5M

Y

N

Bài 6[4]. Brom lỏng tác dụng được với H3PO3 theo phản ứng:

TP

a) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 298K.

H Ư

H3PO4(dd)

Br-(dd)

H3PO3(dd)

Br2(l)

H2O(l)

 Hott (kJ/ mol)

0

-1308

-141

-965

0

-286

 So (J/ mol.K)

0

-108

83

167

152

70

B

TR ẦN

H+(dd)

10 00

http://daykemquynhon.ucoz.com

Cho biết các số liệu sau ở 298K:

-H

Ó

a)K = 1,33.1042

A

Đáp án:

-L

Ý

b) Eo(H3PO4/H3PO3) = -0,158V

ÁN

c) Eo(H3PO3/H3PO2) = -0,62V

TO

Bài 7[*]. Cho một pin (tế bào galvani) có kí hiệu như sau: Pt (+)

ÀN

(-) Zn Zn2+ (0,01M) Fe3+0,1M, Fe2+(0,01M)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

G

c) Tính thế điện cực chuẩn Eo(H3PO3/H3PO2) nếu biết Eo(H3PO4/H3PO2) = 1,087V.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

b) Tính thế điện cực chuẩn Eo(H3PO4/H3PO3) nếu biết Eo(Br2/2Br-) = 1,087V.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H3PO3 + Br2 + H2O  H3PO4 + 2H+ + 2Br-

D

IỄ N

Đ

Thế oxi – khử tiêu chuẩn của các cặp: E0Zn 2+ /Zn = -0,76V;E0Fe3+ /Fe2+ = 0,77V a) Viết các phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực và phản ứng xảy ra trong pin. b) Tính suất điện động của pin. c) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 25oC. 57

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Đáp án:b) Epin=1,648V c) K=1051,69

-0,11

0,003

U .Q

0,0035

N

G

a) Tính hằng số cân bằng K đối với phản ứng: Cu  Cu 2+

2Cu + và nồng độ lúc cân

TR ẦN

b) Tính  G 0 ,  H0 và  S0 đối với phản ứng:

H Ư

bằng của Cu+ khi cho dư Cu vào dung dịch Cu2+0,01M.

Cu(NH3 ) +2 ở 25oC

B

2 NH3 + Cu +

10 00

Đáp án:a) K = 6,57.10-7;[Cu+]=8,07.10-5M

Ó

A

b)  G0  60795J,  H0  89552J,  S0  96,5J/ K

-H

Bài 9 (*).a. Cho hằng số cân bằng K, hãy đánh giá sự hòa tan của Zn trong dung dịch

-L

Ý

AgNO3. Cho biết Eo(Zn2+/Zn) = -0,76V và Eo(Ag+/Ag) = 0,799V. Giả thiết rằng quá trình

ÁN

diễn ra ở điều kiện tiêu chuẩn và không xét các quá trình phụ.

TO

b. Cho biết Eo(Cr3+/Cr2+) = -0,41V; Eo( Cr2O72 / 2Cr 3 ) = 1,33V; Eo(H2O2/H2O) =

ÀN

1,78V. Hãy đánh giá khả năng oxi hóa Cr2+ bằng H2O2

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,337

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Cu

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Cu 2+ + 2e

2 NH3 + Cu

TP

Cu

Cu(NH3 )2+ + e

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ơ

0,002

H

0,52

N

E (V / K ) T

Đ ẠO

Cu + + e Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

E0298 (V)

Y

Nửa pin

N

Bài 8 [6]. Cho các dữ kiện:

D

IỄ N

Đ

Đáp số: a) K1=1,02.1053, rất lớn nên phản ứng xảy ra dễ dàng b) K=10122 rất lớn nên phản ứng oxi hóa Cr2+ bằng H2O2 xảy ra rất mạnh. II. Điện phân và quá thế Bài 1[6]. a) Người ta điện phân một dung dịch CuCl2 trong 6 giờ với cường độ 3A. Xác định lượng các chất thoát ra trên các điện cực. 58

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

b) Tính thời gian cần thiết để thu được lớp mạ Niken có độ dày 12µm, nếu mật độ dòng catot I= 1,5A/dm2; hiệu suất dòng 94%; khối lượng riêng Niken là 8,8g/cm3.

N

Phân tích:

-H

Ó

I = 1,5A/dm2 = 0,015A/m2

-L

Ý

Thay vào biểu thức trên ta được t 

0,01056  0,648h 1,095.0,015.0,94

ÁN

Bài 2 [11]. Trong quá trình tích điện acquy chì có một dòng điện điện cường độ 10A đi

TO

qua acquy trong thời gian 1,5 giờ. Hỏi có nhiêu PbSO4 bị phân giải?

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

A

Ta có: m = V.d = 0,0012.8,8 = 0,01056 (gam)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

m K.I.H

10 00

b) Áp dụng định luật Faraday: t =

H Ư

35,5.3.6  23,84g 26,8.1

TR ẦN

mCl2 =

1/2Cl2

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

Lượng Clo thoát ra trên anot theo phản ứng Cl- +e

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

64.3.6  21,493g 26,8.2

G

mCu =

Cu là:

N

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Lượng Cu thoát ra trên catot theo phản ứng Cu2+ + 2e

.Q

U

Y

M.I.t 26,8.n

TP

m=

N

H

Ơ

a) Lượng chất thoát ra trên điện cực được tính theo công thức :

ÀN

Phân tích

D

IỄ N

Đ

Điện lượng đi qua acquy chì: Q = I.t = 10.1,5.3600 = 5,4.104C Số mol electron ứng với 5,4.104C:

5,4.104  0,56 mol 96500

Trong quá trình tích điện có một mol PbSO4 bị phân giải theo phản ứng:

59 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

PbSO4 + H+

Pb + HSO4- -2e

do đó có 0,56.303,25 = 170g PbSO4 bị khử và bị oxi hóa theo phản ứng:

Ơ

N

PbO2 + HSO4- + 3 H+ + 2e

PbSO4 + 2H2O

H

Bài 3 [11]. Xác định suât điện động phân cực Epin khi điện phân dung dịch CuSO4 1M ở

Y

N

25oC với 2 điện cực Pt. Tính quá thế oxi trên điện cực Pt biết thế phân hủy CuSO4 bằng

TP

Phân tích

TR ẦN

Do sự phân cực xuất hiện pin điện ngược chiều có sơ đồ: (-)Pt, Cu Cu2+, H+ O2, Pt (+)

B

o Ta có: E pin = EoH+ /O - ECu = 1,23-0,337 = 0,893V 2+ /Cu

10 00

2

A

Quá thế trrong điện phân bằng tổng quá thế anot và quá thế catot:

-H

Ó

  a  c  Vp.h - Ep = 1,35 – 0,893 = 0,457V

Ý

Chấp nhận quá thế trong sự thoát kim loại là nhỏ và có thể bỏ quá, nên giá trị 0,475V

ÁN

-L

chính là quá thế oxi trên điện cực Pt. Bài 4 [13]. Ở 250C, cho dòng điện một chiều có cường độ 0,5A đi qua bình điện phân

TO

chứa 2 điện cực platin nhúng trong 200 mL dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,020 M, Co(NO3)2

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(tại anot bình điện phân)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

1/2O2 + 2H+ + 2e

G

(tại catot bình điện phân)

N

H2 O

http://daykemquynhon.ucoz.com

Cu

+ 2e

H Ư

Cu2+

Đ ẠO

Khi điện phân dung dịch CuSO4 1M trên các điện cực có các phản ứng:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U

1,35V, thế chuẩn của điện cực oxi bằng 1,23V, thế chuẩn của điện cực đồng bằng 0,337V.

D

IỄ N

Đ

ÀN

1,0 M, HNO30,010 M. a. Viết phương trình các nửa phản ứng có thể xảy ra trên catot và anot trong quá

trình điện phân. b. Khi 10% lượng ion kim loại đầu tiên bị điện phân, người ta ngắt mạch điện và nối đoản mạch hai cực của bình điện phân. Hãy cho biết hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa. 60

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

c. Xác định khoảng thế của nguồn điện ngoài đặt vào catot để có thể điện phân hoàn toàn ion thứ nhất trên catot (coi quá trình điện phân là hoàn toàn khi nồng độ của ion

N

bị điện phân còn lại trong dung dịch là 0,005% so với nồng độ ban đầu).

Ơ

d. Tính thể tích khí thoát ra (đktc) trên anot sau khi điện phân được 25 phút. Khi

N

H

đó, giá trị thế catot là bao nhiêu?

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phân tích

TR ẦN

a. Phương trình các nửa phản ứng xảy ra trên catot và anot: Các quá trình có thể xảy ra trên catot:

10 00

2H+ + 2e → H2

B

Cu2+ + 2e → Cu↓ (1)

A

Co2+ + 2e → Co↓

-H

Ó

Quá trình xảy ra trên anot: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e (2)

-L

Ý

b. Tính thế của các cặp oxi hóa – khử trên catot:

o ECo2+ /Co = ECo + 2+ /Co

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

o ECu2+ /Cu = ECu + 2+ /Cu

E 2 H+ /H = Eo 2

2 H+ / H

+ 2

0,0592 0,0592 .lg[Cu 2+ ] = 0,337 + .lg0,02 = 0,287V 2 2 0,0592 0,0592 .lg[Co 2+ ] = 0,277 + .lg1 = 0,277V 2 2

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Hằng số Faraday: F = 96500C.mol-1 ; ở 250C giá trị 2,303RT/F = 0,0592

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ ẠO

o Cho: EoCu2+ /Cu = 0,337V;ECo = -0,277V 2+ /Co

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

.Q

nhiệt độ dung dịch không thay đổi trong suốt quá trình điện phân.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

Y

Chấp nhận: áp suất riêng phần của khí H2 =1atm; khi tính toán không kể đến quá thế;

0,0592 0,0592 .lg[H + ]2 = 0,277 + .lg(0,01) 2 = 0,118V 2 2

Vì ECu2+ /Cu > E 2 H+ /H > ECo2+ /Co nên thứ tự điện phân trên catot là: Cu2+, H+, Co2+ 2

Khi 10% Cu2+ bị điện phân thì [Cu2+] = 0,018M 61 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Khi đó ECu 2+ /Cu  0,285V > E 2 H+ /H , tức là H2 chưa thoát ra. Nếu ngắt mạch điện và nối 2

đoản mạch 2 cực, bình điện phân sẽ trở thành pin điện có cực dương (catot) là cặp

N

O2/H2O, còn cực âm (anot) là cặp Cu2+/Cu. Phản ứng xảy ra là:

H

Ơ

-Trên catot: O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (2)

Y

N

-Trên anot: Cu → Cu2+ + 2e

TR ẦN

0,0592 0,0592 .lg[Cu 2+ ] = 0,377 + .lg(1.106 )  0,159V 2 2

Đồng thời bên anot tạo ra H+, do vậy nồng độ H+ lúc này là:

10 00

B

0,01 + 2(0,02 -10-6) = 0,05M

E 2 H+ /H  0,0592.lg[H ]  0,077V  ECu 2+ /Cu

A

2

-H

Ó

Như vậy, khi không tính đến quá thế của H2 trên điện cực Pt thì thế catot cần

Ý

khống chế trong khoảng – 0,077 < Ec< 0,159 V để Cu2+ bị điện phân hoàn toàn.

-L

d. Từ (2) ta có số mol của oxi giải phóng ra:

TO

ÁN

n= It/n.F= 0,5.25.60/(4.96500)= 1,943.10-3 (mol)

ÀN

Thể tích khí oxi thoát ra trên anot (đktc) là: V = 1,943.10-3. 22,4 = 0,0435(l)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

o

Lúc đó: ECu 2+ /Cu = E Cu 2+ /Cu +

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Khi Cu2+ bị điện phân hoàn toàn thì coi như [Cu2+] = 0,02.0,005% = 1. 10-6M.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

2

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Đ ẠO

ECu2+ /Cu  Ec > E 2 H+ /H

TP

c. Để tách hoàn toàn Cu2+, thế catot cần đặt vào sao cho:

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Phản ứng tổng quát: 2Cu + O2 + 4H+ → 2Cu2+ + 2H2O

D

IỄ N

Đ

Theo (1), số mol đồng bị điện phân sau 25 phút là: n = It/nF = 0,5.25.60/(2.96500) = 3,886.10-3 (mol) < 4.10-3mol

Như vậy Cu2+ chưa bị điện phân hết. Nồng độ Cu2+ còn lại là: [Cu2+ ] = (4.10-3 – 3,886.10-3)/0,2 = 5,7.10-4 (M) Khi đó thế catot: 62

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

o Ec  ECu 2+ /Cu = ECu + 2+ /Cu

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

0,0592 0,0592 .lg[Cu 2+ ] = 0,377 + .lg(5,7.104 )  0,24V 2 2

N

* Bài tập tự giải

H

Ơ

Bài 1[4]. Hòa tan 7, 82(g) XNO3 vào nước thu được dung dịch A. Điện phân dung dịch A

Y

N

với điện cực trơ.

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

(đktc) tại anot.

Bài 2[6].Hãy tính điện thế âm bé nhất cần đặt vào điện cực Hg (catot) để khí hiđro có thể

TR ẦN

thoát ra ở 25oC dưới áp suất 1atm, biết rằng dung dịch điện phân là HCl 0,1M (   =0,796), i = 10-2A/cm2, , quá thế hiđro tuân theo phương trình Tafen ở dạng:

10 00

B

 = 1,410 + 0,116.lgi.

A

Đáp án: E = -1,243V

Ó

Bài 3[4].Tiến hành mạ huân chương đồng có tiết diện S (cm2) với dung dịch điện phân là

-H

Cu(NO3)2, anot làm bằng Cu, trong thời gian là t giây, hiệu suất điện phân là h% thu được

-L

Ý

một lớp mạ có bề dày là β ( micromet- µ ). Biết khối lượng riêng của Cu là 8,92 g/ cm3.

ÁN

Thiết lập công thức tổng quát tính mật độ dòng của quá trình điện phân theo S, t và β .

TO

Áp dụng khi: t= 2phút 30 giây, h= 80%, β = 8,5µ .

ÀN

I n.F. .d 2 ampe = .10 ( ) S A.t.h cm 2

Đ IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đáp án: X là Ag; t=1600s

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Xác định X và tính thời gian t biết I = 1,93A

Đáp án: - i 

D

Đ ẠO

- Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được 0,56 lít khí (đktc).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

- Nếu thời gian điện phân là t giây thì thu được kim loại tại catot và 0,1792 lít khí

- Áp dụng: i 

2.96500.8,5.8,92 2 .10  0,19 ampe 2 cm 64.150.80

Bài 4[4].Điện phân dung dịch NiSO4 0,10M có pH = 2,00 dùng điện cực Pt. a) Tính thế catot cần thiết để có kết tủa Ni ở catot. 63 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

b) Tính điện áp cần tác dụng để có quá trình điện phân đầu tiên. c) Tính điện áp phải tác dụng để [Ni2+] còn lại bằng 1,0.10-4M

Ơ

N

Điện trở của bình điện phân R=3,15  , I = 1,10A

N

H

Đáp án: a) E Ni2+ /Ni = -0,2596V

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Bài 5[11].Điện phân dung dịch chứa 14,055g AgNO3 trong 1000g nước bằng các điện cực bạc. Trong điện phân có 0,1020g Ag thoát ra trên catot. Sự phân tích khu anot cho

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý -L ÁN TO ÀN

C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Đ IỄ N

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

N

G

Đáp án: t Ag   0,4725; t NO3  0,5275

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

thấy có 0,4109g Ag trong 40g nước. Xác định số tải của ion bạc và ion bạc nitrat.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

b) V=5,850V; c)V=6,0798V

1. Kết luận Trên đây là hệ thống và đề xuất bài tập điện hóa học dùng bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc. Từ những mục đích và nhiệm vụ ban đầu đặt ra, đề tài đã hoàn thành được: 64

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Đã hệ thống được phần kiến thức lý thuyết cơ sở điện hóa học làm tài liệu bổ ích cho việc bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic hóa học sinh viên toàn quốc.

N

- Biên soạn được hệ thống câu hỏi gắn sát với nội dung lý thuyết, hệ thống bài tập

Ơ

phong phú, đa dạng và thường gặp trong các kỳ thi. Mỗi dạng đều có đề xuất bài tập mẫu

N

H

và bài tập tự giải giúp sinh viên luyện tập.

.Q

Qua quá trình nghiên cứu đề tài, em có một số kiến nghị sau:

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

- Cần tạo điều kiện để phát huy được tính tích cực, tự giác trong học tập của sinh

H Ư

viên, giáo viên chỉ giữ vai trò là người định hướng cho sinh viên.

TR ẦN

- Kiến thức hóa học cần được biên soạn theo hướng chuyên sâu nhằm tạo điều kiện tốt cho giáo viên và sinh viên trong hoạt động dạy học. Người dạy sẽ có cái nhìn toàn

B

diện và bao quát kiến thức hơn, những nội dung mới và khó được truyền thụ nhẹ nhàng.

10 00

- Giáo viên cần thường xuyên bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, kỹ năng giảng dạy

A

và trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp.

-H

Ó

- Trong trường đại học nên có nhiều sách về các bài tập từng chuyên đề hơn để

Ý

giảng viên và sinh viên tự nghiên cứu.

-L

3. Hướng phát triển của đề tài

TO

ÁN

Từ các kết quả thu được trong đề tài chúng tôi sẽ phát triển đề tài theo hướng sau: - Bổ sung kiến thức lý thuyết , câu hỏi và thêm nhiều dạng bài tập điện hóa hoc.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

2. Kiến nghị

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

sinh viên tự giải (gồm 4 bài tự ra).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

- Đề xuất được 22 bài tập, trong đó có 8 bài tập có hướng dẫn giải và 14 bài tập

D

IỄ N

Đ

ÀN

Tiếp tục biên soạn và sưu tầm thêm các câu hỏi, làm phong phú hơn hệ thống bài tập. - Trao đổi và xin ý kiến đánh giá của các thầy cô trực tiếp giảng dạy môn hóa ở

trường Đại học Quảng Bình để hoàn thiện đề tài hơn. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm và sử dụng số liệu thống kê toán học để đánh giá các kết quả thực nghiệm ban đầu của đề tài.

65 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Do thời gian không nhiều cũng như trình độ hạn chế của bản thân và các điều kiện thực tế không cho phép, sự thiếu sót là không thể tránh khỏ. Kính mong nhận được sự đóng góp nhiệt tình của quý thầy cô để khóa luận được hoàn thiện hơn. Em hi vọng rằng

Ơ

N

kết quả thu được từ khóa luận sẽ là tài liệu bổ ích cho công tác giảng dạy môn hóa dùng

N

H

cho bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc (phần điện hóa

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

học).

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Cao Cự Giác (1999), Hệ thống lý thuyết và bài tập dung dịch chất điện ly dùng bồi dưỡng HSG và HS chuyên môn Hóa học, Luận án Thạc sĩ khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội.

66 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

[2]. Hành trình Olympiad - Phần I: Cấu tạo chất; Hoá lý; Dung dịch; Điện hóa; Vô cơ (2000-2016). [3]. Hồ Ngọc Quỳnh Phương (2017), Hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dưỡng đội

Ơ

N

tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc (phần nhiệt động hóa – động hóa học),

N

H

Khóa luận tốt nghiệp Đại học sư phạm Hóa học, Đại học Quảng Bình, Đồng Hới, Việt

U

TP

[5]. Lê Thị Mỹ Trang (2009), Xây dựng hệ thống lý thuyết, bài tập phần Hóa lý dùng

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

[6]. Lâm Ngọc Hiền, Trần Hiệp Hải, Nguyễn Thị Thu (2003), Bài tập hóa lý cơ sở, NXB.

H Ư

Khoa học kỹ thuật.

TR ẦN

[7]. Lê Mậu Quyền (2006), Cơ sở lý thuyết hóa học - Phần bài tập, NXB. Khoa học kỹ thuật.

[8]. Lê Văn Hiến (2011), Xây dựng hệ thống bài tập hóa học về kinh tế, xã hội và môi

10 00

B

trường ở trường THPT, Luận văn Thạc sĩ, Đại học sư phạm TP. Hồ Chí Minh. [9]. Nguyễn Hạnh (2007), Cơ sở lý thuyết hóa học - Phần II – Nhiệt động hóa học – Động

Ó

A

hóa học – Điện hóa học.NXB Giáo dục

-H

[10]. Nguyễn Văn Tuế, Hóa lý – Tập IV – Điện hóa học, NXB Giáo dục Việt Nam.

-L

Ý

[11]. Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải, Lâm Nọc Thềm, Nguyễn Thị Thu (2012), Bài tập

ÁN

hóa lý cơ sơ, NXB Giáo dục Việt Nam.

TO

[12].Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích I – Cân bằng ion trong dung dịch, Nhà xuất bản ĐHSP.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

học sư phạm TP. Hồ Chí Minh.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

trong bồi dưỡng học sinh giỏi và chuyên hóa THPT, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học, Đại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

[4]. Kỷ yếu chuyên đề môn Hóa, Trại hè Hùng Vương, Lạng Sơn, 7-2015.

Y

Nam.

ÀN

[13]. Vũ Đăng Độ (chủ biên) (2002), Bài tập cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học, NXB

IỄ N

Đ

Giáo dục Việt Nam.

D

PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP ĐỀ XUẤT I. Pin điện và dung dịch Bài 1. 67

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phản ứng xảy ra tại anot: H2 2H+ + 2e Phản ứng xảy ra tại catot: Hg2Cl2 + 2e  2Hg + 2Cl-

Ơ

H

0,0592 2 0 .loga H2 + .a Cl - 0,0592.loga H+ .loga Cl- = E Cl /Hg 2Cl2 ,Hg 2

N

E = E0Cl-/ Hg 2Cl 2,Hg -

N

Phản ứng tổng quát: H2 + Hg2Cl2 2Hg + 2Cl- + 2H+

- 0,0592.loga 2±(HCl)  0,2681  0,118.log0,15  0,3635V

Y

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

 E  4  S = n F  = 2.96500.4,02.10 = 77,586J/ K  T  p

 H  Qktn   G T. S = -195895 + 273.(-77,586) = -217076J

TR ẦN

Qtn = T.  S = 273.(-77,568) = -21180J

B

Bài 3.

10 00

Phản ứng xảy ra tại anot: 5Fe2

5Fe3  5e

Mn 2  4H2O

A

Phản ứng xảy ra tại canot: MnO4   8H  5e

Ý

0,0592 [Mn 2 ].[Fe3 ]5 .[H 2O]4 .log 5 [MnO4  ].[Fe2 ]5.[H + ]8

-L

E  E0 

-H

Ó

Ta có sơ đồ pin: Pt Fe3+, Fe2+ MnO4-, Mn2+, H+ Pt

5E0 5.(1,52  0,77) 0,0592   63,34  K  1063,34 E= .logK  logK  0,0592 0,0592 5

Đ

ÀN

TO

ÁN

Khi có cân bằng:  G = -nFE = 0 , do đó:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

 G = -2FE = -2.96500.1,015 = -195895J

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Bài 2.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

2 ,Cl

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2

U

E = E0Cl- /Hg Cl

D

IỄ N

Bài 4. Sơ đồ mạch dùng để đo pH được biểu thị như sau: (Pt) H2

dd đo pH

Calomen

Sức điện động của mạch:

68 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

E = E Cal  0,0592.pH  pH 

E  ECal 0,562  0,242   5,41 0,0592 2

H

Ơ

RT .lna Ag+ F

N Y U .Q

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

RT .lna ClF RT .lnTAgCl (*) F

H Ư

Với E 0Cl- /AgCl,Ag+  E 0Ag+ /Ag +

N

G

E = E 0Cl- /AgCl,Ag+ 

http://daykemquynhon.ucoz.com

B

0,2224  0,7991  9,74  TAgCl  1,81.1010 0,0592

10 00

lgTAgCl =

TR ẦN

Thay số vào (*), ta được: 0,2224 = 0,7991 + 0,0592.lgTAgCl

A

5 Đối với dung dịch AgCl trong nước, ta có: a Ag+  a Cl-  T  1,35.10 M

1)

-H

Ó

Bài 6.

∆Hopư = -339kJ

-L

Ý

∆Sopư = -331JK-1.

TO

ÁN

∆Gopư = -240,362kJ  lgK= 42,125  K = 1,33.1042.

Đ

ÀN

2)

IỄ N D

RT RT .ln TAgCl  .lna ClF F

TP

Do đó: E = E 0Ag+ /Ag +

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Tích số tan của AgCl được biểu thị bằng: TAgCl = a Ag+ .a Cl-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Thế của điện cực bạc – clorua: E = E 0Ag+ /Ag +

N

Bài 5.

∆Gopư = -nFEopư Eopư = 1,245V Eo(Br2/2Br-) - Eo(H3PO4/H3PO3) = Eopư = 1,245V  Eo(H3PO4/H3PO3) = -0,158V  - 0,16V

3) H3PO4 + 4H+ + 4e  H3PO2 + 2H2O

Eo1 = - 0,39V (1)

H3PO4 + 2H+ + 2e  H3PO3 + H2O

Eo1 = - 0,16V (2)

Lấy phương trình (1) – (2) ta được: H3PO2 + 2H+ + 2e  H3PO2 + H2O

Eo3 = ?

69 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

∆Go3 = ∆Go1 - ∆Go2 -2FEo3 = -4FEo1 – (-2FEo2)  Eo3 = -0,62V Bài 7.

N

a) Phản ứng ở các điện cực:

H

c) Hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin ở 25oC:

B

= 10

2.1,53 0,0592

= 1051,69

10 00

K = 10

nE0 0,0592

A

Bài 8.

 E10  0,52V

Cu

E02  0,337V

2Cu 

E0  2.(0,337  0,52)  0,366V

-H

Ó

2Cu   2e

a) 2Cu

Ý

Cu 2  2e

ÁN

-L

Cu 2  Cu

IỄ N

Đ

ÀN

TO

-0,366 = 0,0592.lgK  lgK  6,1824  K  6,57.107

[Cu  ]2 x2 7 K  6,57.10   x  [Cu  ]  8,07.105 M 2 [Cu ] 0,01- x

b) Cu(NH3 )2+ + e

Cu

E30 = -0,11V

Cu+ 2 NH3

 E10 = -0,52V

Cu + + e

Cu(NH3 )2+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G N

0,0592 (0,1)2 .lg  1,648V 2 0,01.(0,01) 2

TR ẦN

E pin  1,53 

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

0,0592 [ Fe3+ ] E  .lg 2 [ Fe2+ ]2 .[ Zn 2 ] 0 pin

H Ư

E pin

Đ ẠO

Sức điện động của pin:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

b) Ta có: E0pin = E0Fe3+ /Fe2+ - E0Zn 2+ /Zn = 0,77 - (-0,76) = 1,53V

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Zn 2+ + 2Fe2+

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Phản ứng xảy ra trong pin: Zn+ 2Fe3+

Y

N

Fe2

TP

Tại catot: Fe3  e

Ơ

Zn 2  2e

Tại anot: Zn

Cu  + 2 NH3

 E0 = E30  E10  -0,63V

70 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Cu  + 2 NH3

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

E0  0,63V

Cu(NH3 )2+

N

dE = 0,002 - 0,003 = -0,001V/ K dT

N

TP

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Eopin = 0,799 – (-0,76) = 1,569V>0

G

Để phản ứng ( 1) xảy ra thì Eopin> 0

Ta lại có hằng số cân bằng K của phản ứng oxi hóa khử có liên hệ với giá trị Eobằng hệ

TR ẦN

0,0592

2.1,569  53,01  K1  1,02.1053 0,0592

B

 lgK1 =

10 00

thức: lgK1 =

n.E 0pin

Ó

A

K1 lớn phản ứng xảy ra dễ dàng.

-H

b. Phản ứng oxi hóa Cr2+ bằngH2O2:

-L

Ý

4H2O2 + 2Cr2+  Cr2O72 + H2O + 6H+

ÁN

Ta cần tổ hợp các nửa phản ứng để có phản ứng trên:

K11 = 10- E1 /0,0592 0

IỄ N

Đ

ÀN

TO

2x Cr2+- e  Cr3+

K 21 = 10-6 E2 /0,0592 0

2Cr 3  7 H 2O  6e  Cr2O72  14H 

0

4 x H2O2 + 2H+ + 2e  H2O

2Cr2+ + 4H2O2  Cr2O72 + H2O + 6H+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Zn + AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag (1) (K1)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

a) Cho kẽm vào dung dịch AgNO3 bỏ qua quá trình phụ, ta có :

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Bài 9.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

Y

 dE  0 0 0  S0  nF    96,5J/ K ;  H =  G + T  S  89552J  dT 

H

Ơ

 G0   nFE0  96500.0,63  60795J

K3 = 10- E3 /0,0592 K

Ta có lgK= 4lgK3 – lgK2 – 2lgK1

logK =

8.1,78 2.(0,41) 6.1,33    122 0,0592 0,0592 0,0592 71

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

K = 10122 rất lớn nên phản ứng oxi hóa Cr2+ bằng H2O2 xảy ra rất mạnh. II. Sự điện phân

N

Bài 1.

H

Ơ

X+ + NO3-

Điện phân dung dịch A: XNO3

Y

N

Ở anot: H2O- 2e  2H+ +1/ 2O2

B

Ở anot: H2O- 2e  2H+ +1/ 2O2

10 00

Áp dụng phương pháp bảo toàn electron: a + 0,009.2 = 0,008.2.4 (với a là số mol của XNO3)  a=0,046 mol  MX = 108(Ag)

1It 0,064   0,032mol 96500 2

Ý

96500.0,032 = 1600s 1,93

Bài 2.

ÁN

-L

t=

-H

Ó

A

Ứng với thời gian t suy ra số mol electron trao đổi:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Thế cân bằng của hiđro được xác định theo phương trình Nernst:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H2O 2e  2OH + H2

H Ư

Ở catot: X+ + e  X

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

N

G

Chứng tỏ X+ đã bị khử hết. Khi đó:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Vậy ở catot có khí H2 thoát ra: n H2  0,025  0,016  0,009mol

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

1,792 0,56  0,008.2   0,025mol 22,4 22,4

Đ ẠO

Ứng với 2t giây, n O2  2.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ở catot: X+ + e  X

EH+ /H = 0,0592.lga H+ (PH2 = 1)  0,0592.lg(0,1.0,796)  0,065V 2

Quá thế của hiđro trên catot bằng:

E  E H+ /H  H  H = 1,410  0,116.lg102  1,178V 2

Vậy điện thế nhỏ nhất phải đặt vào Hg để Hiđro bắt đầu thoát ra là:

E'  E H+ /H  H  0,065  1,178  1,243V 2

72 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bài 3.

Ơ

Y

E Ni2+ /Ni  -0,2596V

10 00

B

b) Ở catot có quá trình: Ni2+ +2e  Ni (1)

2H+ + 2e H2 (2)

A

0,0592 .lg[H  ]2  0,118V 2

Ó

E 2 H + / H = E02 H + / H + 2

-H

2

Ý

Vì E Ni2+ /Ni  -0,2596V < E 2 H + / H = 0,118V nên khi bắt đầu điện phân ở catot xảy ra 2

-L

quá trình (2) trước.

TO

ÁN

Ở anot: 2H2O  O2 + 4H+ + 4e

ÀN

EO2 /H2O = EO0 2 /H2O +

0,0592 .log([H  ]4.PO2 )  1,4668V 4

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,0592 .lg[Ni 2 ]= - 0,2596V 2

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

0 Với E Ni2+ /Ni = E Ni2+ /Ni 

TR ẦN

H Ư

a) Để có kết tủa Ni ở catot: Ec < E Ni2+ /Ni (Ni2+ +2e  Ni)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

I n.F. .d 2  ampe   .10  2  S A.t.h  cm 

Bài 4.

http://daykemquynhon.ucoz.com

U

Cu

G

Mật độ dòng điện khi điện phân:

.Q

Với n là số e trao đổi của quá trình Cu 2+ + 2e

A.I.t.h   .d.S.104 (g) n.F.100

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Mặt khác khi điện phân với hiệu suất là h% thì: mCu =

N

H

mCu mCu mCu .104 3 Ta có: VCu  = (  )  mCu   .d.S.104 (g) (cm )   = d d.S d.S

N

V S

Bề dày lớp mạ:  =

D

IỄ N

Đ

Điện áp cần để đặt vào quá trình điện phân bắt đầu xảy ra là:

V  Ea  Ec  I.R  (EO2 /H2O  O2 )  E 2 H /H  I.R  5,850V 2

c) Để [Ni2+] = 1,0.10-4M, thì thế catot:

Ec  E Ni2+ /Ni  0,23 

0,0592 .lg104  0,348V 2 73

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Khi đó, điện áp cần phải tác dụng:

V  Ea  Ec  I.R  (EO2 /H2O  O2 )  E 2 H /H  I.R  6,0798V 2

N

Bài 5.

H Y

N

40 =0,5622g 100

.Q

Sau điện phân lượng bạc là 0,4109g ở khu anot, so với lượng bạc trước điện

N

G

phân(0,3571g) có sự tăng, chứng tỏ có hiện tượng anot hòa tan.

TR ẦN

0,3571+0,1020=0,4591g

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nếu như không có sự tải ion thì lượng bạc sau điện phânbằng: Sự giảm lượng bạc ở khu anot là do sự tải ion bạc bằng 0,4591-0,4109=0,0482g

10 00

B

Độ giảm lượng bạc ở khu catot bằng hiệu giữa lượng bạc thoát ra trên catot và lượng bạc chuyển tới khu catot:

A

0,1020-0,0482=0,0528g

-H

Ó

ma 0, 0482   0, 4725 ma  mc 0, 0482  0, 0538

Ý

t 

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

t-=1-0,4725=0,5275

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

0,5622.107,9  0,3571g 169,9

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Lượng bạc ứng với 0,5622g AgNO3

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

14,055.

Ơ

Xác định lượng AgNO3 có trong 40g nước trước điện phân

74 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

-H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-L

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

75

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.