Trả lời nhanh
Đáp án đúng là B. Ag+. Trong dãy điện hoá, kim loại có tính khử càng yếu thì ion kim loại tương ứng càng có tính oxi hoá mạnh. Bạc đứng sau cả canxi, kẽm và sắt nên Ag là kim loại khử yếu nhất, còn Ag+ là ion oxi hoá mạnh nhất trong bốn ion đã cho.
Quy tắc cần nhớ
Mỗi kim loại M và ion Mn+ của nó tạo thành một cặp oxi hoá – khử Mn+/M. Hai tính chất này luôn đi ngược chiều nhau: kim loại càng dễ nhường electron (khử mạnh) thì ion của nó càng khó nhận electron trở lại (oxi hoá yếu). Dãy điện hoá của kim loại được sắp xếp theo tính khử giảm dần của kim loại, đồng thời theo tính oxi hoá tăng dần của ion.
So sánh bốn cặp trong đề bài
| Cặp oxi hoá – khử | Thế điện cực chuẩn E° (V) | Nhận xét |
|---|---|---|
| Ca2+/Ca | -2,87 | Canxi khử rất mạnh, Ca2+ gần như không bị khử |
| Zn2+/Zn | -0,76 | Zn2+ oxi hoá yếu |
| Fe2+/Fe | -0,44 | Fe2+ oxi hoá yếu, mạnh hơn Zn2+ |
| Ag+/Ag | +0,80 | E° dương lớn nhất, Ag+ oxi hoá mạnh nhất |
Giá trị E° càng lớn, dạng oxi hoá càng mạnh. Vì vậy thứ tự tính oxi hoá tăng dần là: Ca2+ < Zn2+ < Fe2+ < Ag+.
Chứng minh bằng phản ứng thực tế
- Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓: sắt khử được Ag+, chứng tỏ Ag+ oxi hoá mạnh hơn Fe2+.
- Zn + FeSO4 → ZnSO4 + Fe↓: kẽm khử được Fe2+, nên Fe2+ oxi hoá mạnh hơn Zn2+.
- Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓: hiện tượng quen thuộc, dây đồng phủ lớp bạc trắng, dung dịch dần chuyển xanh.
Loại trừ các phương án
- A. Ca2+: sai. Canxi là kim loại hoạt động mạnh, Ca2+ rất bền, gần như không nhận electron trong dung dịch nước.
- C. Fe2+: sai. Mạnh hơn Zn2+ và Ca2+, nhưng yếu hơn Ag+.
- D. Zn2+: sai. Kẽm khử mạnh hơn sắt nên ion của nó oxi hoá yếu hơn ion Fe2+.
Lỗi sai thường gặp
- Nghĩ rằng ion có nhiều điện tích hơn thì oxi hoá mạnh hơn. Không phải: ở đây Ag+ chỉ mang một điện tích dương vẫn mạnh hơn cả ba ion kia.
- Đọc dãy điện hoá theo chiều ngược lại. Hãy nhớ: chiều của kim loại đi từ khử mạnh đến khử yếu, chiều của ion thì ngược lại.
- Nhầm ion Fe3+ với Fe2+. Cặp Fe3+/Fe2+ có E° = +0,77 V nên Fe3+ oxi hoá mạnh hơn nhiều so với Fe2+.
Mẹo nhớ
Tìm kim loại "sang" nhất trong các lựa chọn, tức là kim loại đứng gần cuối dãy điện hoá (Cu, Ag, Au). Ion của kim loại quý ấy thích nhận electron nhất nên oxi hoá mạnh nhất.
Luyện tập
- Sắp xếp theo chiều tăng tính oxi hoá: Cu2+, Fe2+, Ag+, Fe3+. Đáp án: Fe2+ < Cu2+ < Fe3+ < Ag+.
- Cho 6,4 g Cu (0,1 mol) vào dung dịch AgNO3 dư. Tính khối lượng Ag sinh ra. Đáp án: 0,1 mol Cu tạo 0,2 mol Ag, khối lượng 0,2 × 108 = 21,6 g.
- Kim loại nào sau đây khử được Fe2+ trong dung dịch muối: Zn hay Ag? Đáp án: Zn, vì Zn đứng trước Fe trong dãy điện hoá.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao ion kim loại quý lại có tính oxi hoá mạnh?
Kim loại quý như Ag, Au khó nhường electron nên rất bền ở dạng kim loại. Ion của chúng vì thế dễ nhận electron để trở về kim loại, tức là có tính oxi hoá mạnh.
Ca2+ có bị khử bằng kim loại khác trong dung dịch không?
Gần như không. Ca2+ ở tận đầu dãy về tính khử của kim loại nên hầu như không kim loại thông thường nào khử nó thành Ca được.
Có thể dùng thế điện cực chuẩn để so sánh nhanh không?
Có. Với các cặp oxi hoá - khử đã cho, E° càng lớn thì dạng oxi hoá càng mạnh, dạng khử càng yếu.