Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết cùng với 10 bài tập trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học

A. Lý thuyết Thế điện cực và nguồn điện hoá học

1. Cặp oxi hóa – khử của kim loại

- Xét một quá trình có ion kim loại Mⁿ⁺ đóng vai trò là chất oxi hóa và một quá trình kim loại M đóng vai trò là chất khử như sau:

Mⁿ⁺ + ne $\to$ M

M $\to$Mⁿ⁺ + ne

- Trong trường hợp trên, chất oxi hóa (dạng oxi hóa) Mn+ và chất khử (dạng khử). M thuộc cùng một nguyên tố kim loại. Quá trình trên được viết gọn như sau:

      Mⁿ⁺     +    ne   $\overrightarrow{\leftarrow \phantom{{}_{\text{vbox}to.5ex\text{vss}}}}$   M

Dạng oxi hóa                Dạng khử

- Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử của kim loại đó.

2. Thế điện cực chuẩn của kim loại và pin galvani

- Pin Galvanin Zn – Cu gồm điện cực kẽm và điện cực đồng. Hai điện cực được nối với nhau bằng cầu muối. Khi pin hoạt động, ở điện cực âm (anode) xảy ra quá trình oxi hóa Zn và ở điện cực dương (cathode) xảy ra quá trình khử ion Cu²⁺.

- Thế điện cực chuẩn Eo của kim loại có thể xác định bằng cách đo sức điện động của pin tạo bởi điện cực hydrogen chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo.

3. Ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn kim loại

- Khi biết giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử, có thể so sánh được khả năng khử giữa các dạng khử và khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa ở điều kiện chuẩn.

- Kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn âm có thể khử được ion hydrogen (H⁺) trong dung dịch acid ở điều kiện chuẩn

- Sức điện động chuẩn của pin điện hóa: $E_{pin}^o=E_{+}^o-E_{-}^o$

4. Một số loại pin khác

- Pin nhiên liệu: hoạt động dựa trên phản ứng oxi hóa – khử giữa nhiên liệu và chất oxi hóa. Pin nhiên liệu phổ biến hiện nay là pin hydrogen. Ưu điểm của pin nhiên liệu là nhiên liệu được bổ sung liên tục nên thời gian hoạt động của pin không bị hạn chế. Nhược điểm của pin nhiên liệu là công nghiệp chưa được phổ biến và giá thành cao.

- Pin mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện làm biến đổi năng lượng ánh sáng thành ănng lượng điện. Ưu điểm tạo được nguồn năng lượng xanh, thân thiện với môi trường, chi phí không quá cao, sử dụng lâu dài tuy nhiên, pin mặt trời cần được lắp đặt trên không gian rộng để pin tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Loại pin này khó di chuyển

- Acquy đơn giản là acquy chì, gồm bản cực dương bằng PbO₂, bản cực âm bằng Pb, cả hai điện cực được đặt vào dung dịch H₂SO₄ loãng.

Sơ đồ tư duy Thế điện cực và Nguồn điện hóa học

B. Trắc nghiệm Thế điện cực và nguồn điện hoá học

Câu 1. Trong dãy điện hoá của kim loại, khi đi từ trái sang phải, tính oxi hoá của cảc ion kim loại biến đổi như thế nào?

A. Không đổi.

B. Tuần hoàn.

C. Giảm dần.

D. Tăng dần.

Câu 2. Cho thứ tự sắp xếp các cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá: Mg²⁺/Mg; H₂O/H₂, OH^-; 2H⁺/H₂; Ag⁺/Ag. Thí nghiệm nào sau đây không xảy ra phản ứng ở điều kiện chuẩn?

A. Cho sợi phoi bào Mg vào nước.

B. Cho lá Mg vào dung dịch HCl.

C. Cho lá Ag vào dung dịch H₂SO₄.

D. Cho sợi Mg vào dung dịch AgNO₃.

Câu 3. Dự đoán hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi dùng một chiếc thìa bằng đồng khuấy vào cốc chứa dung dịch aluminium nitrate.

A. Chiếc thìa bị phủ một lớp nhôm.

B. Một hỗn hợp đồng và nhôm được tạo thành.

C. Dung dịch trở nên xanh.

D. Không biến đổi hóa học nào xảy ra.

Câu 4. Cho các thông tin sau:

X(s) + YSO₄(aq) $\underset{}{\to }$không có phản ứng

Z(s) + YSO₄ (aq) $\underset{}{\to }$Y(s) + ZSO₄ (aq)

Trong đó, X, Y, Z là các kim loại. Dãy nào sau đây sắp xếp đúng các kim loại theo mức độ hoạt động của chúng?

A. Z > Y > X.

B. X > Y > Z.

C. Y > X > Z.

D. Y > Z > X.

Câu 5. Một học sinh thực hiện ba thí nghiệm ở điều kiện chuẩn và quan sát được các hiện tượng sau:

(1) Đồng kim loại không phản ứng được với dung dịch Pb(NO₃)₂ 1M.

(2) Chì kim loại tan trong dung dịch AgNO₃ 1M và xuất hiện tinh thể Ag.

(3) Bạc kim loại không phản ứng với dung dịch Cu(NO₃)₂ 1M.

Trật tự nào sau đây thể hiện đúng mức độ khử của 3 kim loại ?

A. Cu>Pb>Ag.

B. Pb>Cu>Ag.

C. Cu>Ag>Pb.

D. Pb>Ag>Cu.

Câu 11: Pin Galvani Zn-Cu gồm một điện cực kẽm và một điện cực đồng được nối với nhau bởi cầu muối (thường là dung dịch KCl bão hòa) như hình dưới:

Câu 12: Cho các cặp oxi hóa – khử: Al³⁺/Al; Cr³⁺/Cr; Co²⁺/Co; Sn⁴⁺/Sn và Cl₂ (g)/2Cl^- với các thế khử chuẩn lần lượt là -1,676 V; -0,740 V; -0,280 V; 0,150 V và 1,360 V.

Câu 13: Cho các cặp oxi hoá-khử của kimloại và thế điện cực chuẩn tương ứng:

Trong các kim loại trên, có bao nhiêu kim loại tác dụng được với dung dịch HCl ở điều kiện chuẩn, giải phóng khí H₂?

Câu 14:Sức điện động chuẩn của pin điện hoá H₂–Cu (gồm hai điện cực ứng với hai cặp oxihoá – khử là 2H⁺/H₂ và Cu²⁺/Cu) đo được bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn là 0,340V.Từ đó,xác định thế điện cực chuẩn của cặp Cu²⁺/ Cu?

Câu 15: Thiết lập pin điện hóa ở điều kiện chuẩn gồm hai điện cực tạo bởi các cặp oxi hóa – khử Ni²⁺/Ni ($E_{N{i}^{2+}/Ni}^0=-0,257V$)và Cd²⁺/Cd ($E_{C{d}^{2+}/Cd}^0=-0,403V$). Sức điện động chuẩn của pin điện hoá trên?

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: