DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
LÍ THUYẾT
1. Cặp oxi hoá - khử của kim loại
- Nguyên tử kim loại dễ nhường electron trở thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại có thể nhận electron trở thành nguyên tử kim loại.
VD : \[\text{A}{{\text{g}}^{\text{+}}}\text{ + 1e }\rightleftarrows \,\,\text{Ag}\] \[\text{C}{{\text{u}}^{\text{2+}}}\text{ + 2e }\rightleftarrows \,\,\text{Cu }\] \[\text{F}{{\text{e}}^{\text{2+}}}\text{ + 2e }\rightleftarrows \,\,\text{Fe}\]
- Các nguyên tử kim loại (Ag, Cu, Fe,...) đóng vai trò chất khử, các ion kim loại (Ag+, Cu2+, Fe2+...) đóng vai trò chất oxi hoá.
- Chất oxi hoá và chất khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá - khử. Thí dụ ta có cặp oxi hoá - khử : Ag+/Ag ; Cu2+/Cu ; Fe2+/Fe.
Kết luận: Nói cặp oxi hóa khử là nói dạng oxi hóa trước dạng khử sau, và chúng ta ghi dạng oxi hóa trên dạng khử.
.png)
2. So sánh tính chất của các cặp oxi hoá - khử
VD: So sánh tính chất của hai cặp oxi hoá - khử Cu2+/Cu và Ag+/Ag, thực nghiệm cho thấy Cu tác dụng được với dung dịch muối Ag+ theo phương trình ion rút gọn :
Cu + 2Ag+ ® Cu2+ + 2Ag
So sánh : Ion Cu2+ không oxi hoá được Ag, trong khi đó Cu khử được ion Ag+. Như vậy, ion Cu2+ có tính oxi hoá yếu hơn ion Ag+. Kim loại Cu có tính khử mạnh hơn Ag.
- Để so sánh cặp oxi hóa khử ta so sánh tính oxi hóa của dạng oxi hóa, tính khử của dạng khử. Mà chiều phản ứng oxi hóa khử là chất khử mạnh phản ứng với chất oxi hóa mạnh tạo chất khử và chất oxi hóa yếu hơn.
+ tính oxi hóa: Cu2+ < Ag+
+ tính khử: Cu > Ag
3. Dãy điện hoá của kim loại
Người ta đã so sánh tính chất của nhiều cặp oxi hoá - khử và sắp xếp thành dãy điện hoá của kim loại :
Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần
|
K+ |
Ba2+ |
Ca2+ |
Na+ |
Mg2+ |
Al3+ |
Zn2+ |
Fe2+ |
Ni2+ |
Sn2+ |
Pb2+ |
H+ |
Cu2+ |
Fe3+ |
Ag+ |
|
K |
Ba |
Ca |
Na |
Mg |
Al |
Zn |
Fe |
Ni |
Sn |
Pb |
H |
Cu |
Fe2+ |
Ag |
Tính khử của kim loại giảm dần
4. ý nghĩa của dãy điện hoá của kim loại
Ứng dụng 1: Xác định thứ tự ưu tiên
Xác định thứ tự ưu tiên phản ứng của chất khử, của chất oxi hóa.
Lưu ý nếu có hỗn hơp nhiều chất oxi hóa khử tác dụng với nhau thì ta mới xét thứ tự ưu tiên.
Luật phản ứng oxihoa khử.
Chất Mạnh → Chất yếu
( pư trước đến hết) ( pư tiếp )
Ứng dụng 2: Quy tắc α
( Quy tắc α dùng để dự đoán phản ứng)
Gọi là quy tắc α vì ta vẽ chữ α là tự có phản ứng.
Tổng quát:
.png)
Dãy điện hoá của kim loại cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hoá - khử theo quy tắc a (anpha) : Phản ứng giữa 2 cặp oxi hoá - khử sẽ xảy ra theo chiều, chất oxi hoá mạnh nhất sẽ oxi hoá chất khử mạnh nhất, sinh ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn.
CÂU HỎI
Câu 1: Dãy các ion xếp theo chiều giảm dần tính oxi hoá là (biết trong dãy điện hóa, cặp Fe3+/Fe2+ đứng trước cặp Ag+/Ag):
A. Ag+, Cu2+, Fe3+, Fe2+. B. Fe3+, Ag+, Cu2+, Fe2+.
C. Ag+, Fe3+, Cu2+, Fe2+. D. Fe3+, Cu2+, Ag+, Fe2+.
Câu 2: Cho các phản ứng xảy ra sau đây:
AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag↓
Mn + 2HCl → MnCl2 + H2↑
Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là
A. Mn2+, H+, Fe3+, Ag+. B. Ag+, Fe3+, H+, Mn2+.
C. Ag+ , Mn2+, H+, Fe3+. D. Mn2+, H+, Ag+, Fe3+.
Câu 3: Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá như sau: Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+. Cặp chất không phản ứng với nhau là
A. Fe và dung dịch FeCl3. B. dung dịch FeCl2 và dung dịch CuCl2.
C. Fe và dung dịch CuCl2. D. Cu và dung dịch FeCl3.
Câu 4: Cho các ion kim loại: Zn2+, Sn2+, Ni2+, Fe2+, Pb2+. Thứ tự tính oxi hoá giảm dần là
A. Zn2+ > Sn2+ > Ni2+ > Fe2+ > Pb2+. B. Pb2+ > Sn2+ > Ni2+ > Fe2+ > Zn2+.
C. Sn2+ > Ni2+ > Zn2+ > Pb2+ > Fe2+. D. Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Ni2+ > Zn2+.
Câu 5: X là kim loại phản ứng được với dung dịch H2SO4 loãng, Y là kim loại tác dụng được với dung dịch Fe(NO3)3. Hai kim loại X, Y lần lượt là (biết thứ tự trong dãy thế điện hoá: Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag)
A. Ag, Mg. B. Cu, Fe. C. Fe, Cu. D. Mg, Ag.
Câu 6: Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO3)2 và AgNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là:
A. Fe, Cu, Ag. B. Al, Cu, Ag. C. Al, Fe, Cu. D. Al, Fe, Ag.
Câu 7: Cho hỗn hợp gồm Fe và Zn vào dung dịch AgNO3 đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thuđược dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X là
A. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)2. B. Fe(NO3)3 và Zn(NO3)2.
C. Fe(NO3)2 và AgNO3. D. AgNO3 và Zn(NO3)2.
Câu 8: Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá như sau: Mg2+/Mg; Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag. Dãy chỉ gồm các chất, ion tác dụng được với ion Fe3+ trong dung dịch là:
A. Mg, Fe, Cu. B. Mg, Fe2+, Ag. C. Fe, Cu, Ag+. D. Mg, Cu, Cu2+.
Câu 9: Cho biết thứ tự từ trái sang phải của các cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá (dãy thế điện cực chuẩn) như sau: Zn2+/Zn; Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag.
Các kim loại và ion đều phản ứng được với ion Fe2+ trong dung dịch là:
A. Zn, Ag+. B. Zn, Cu2+. C. Ag, Fe3+. D. Ag, Cu2+.
Câu 10: Dãy gồm các ion đều oxi hóa được kim loại Fe là
A. Fe3+, Cu2+, Ag+. B. Zn2+, Cu2+, Ag+. C. Cr2+, Au3+, Fe3+. D. Cr2+, Cu2+, Ag+.
Câu 11: Cho các phản ứng sau: Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag
Dãy sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hoá của các ion kim loại là:
A. Ag+, Fe3+, Fe2+. B. Fe2+, Ag+, Fe3+. C. Fe2+, Fe3+, Ag+. D. Ag+, Fe2+, Fe3+.
Câu 12: Cho các cặp oxi hoá - khử được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá của dạng oxi hóa như sau: Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Fe2+ oxi hóa được Cu thành Cu2+. B. Cu2+ oxi hoá được Fe2+ thành Fe3+.
C. Fe3+ oxi hóa được Cu thành Cu2+. D. Cu khử được Fe3+ thành Fe.
Câu 13: Cho hỗn hợp gồm Fe và Mg vào dung dịch AgNO3, khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X (gồm hai muối) và chất rắn Y (gồm hai kim loại). Hai muối trong X là
A. Mg(NO3)2 và Fe(NO3)2. B. Fe(NO3)3 và Mg(NO3)2.
C. AgNO3 và Mg(NO3)2. D. Fe(NO3)2 và AgNO3.
Câu 14: Cho dãy các ion: Fe2+, Ni2+, Cu2+, Sn2+. Trong cùng điều kiện, ion có tính oxi hóa mạnh nhất trong dãy là
A. Sn2+. B. Cu2+. C. Fe2+. D. Ni2+.
Câu 15: Cho bột Fe vào dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X và hai kim loại trong Y lần lượt là:
A. Fe(NO3)2; Fe(NO3)3 và Cu; Ag. B. Cu(NO3)2; AgNO3 và Cu; Ag.
C. Cu(NO3)2; Fe(NO3)2 và Cu; Fe. D. Cu(NO3)2; Fe(NO3)2 và Ag; Cu.
Câu 16: Cho các cặp oxi hóa - khử được sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa của các ion kim loại: Al3+/Al; Fe2+/Fe; Sn2+/Sn; Cu2+/Cu. Tiến hành các thí nghiệm sau:
(a) Cho sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat.
(b) Cho đồng vào dung dịch nhôm sunfat.
(c) Cho thiếc vào dung dịch đồng(II) sunfat.
(d) Cho thiếc vào dung dịch sắt(II) sunfat.
Trong các thí nghiệm trên, những thí nghiệm có xảy ra phản ứng là:
A. (a) và (b). B. (b) và (c). C. (a) và (c). D. (b) và (d).
