Bài 18. Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

DÃY ĐIỆN HÓA
CỦA KIM LOẠI
BÀI 20
I- KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA - KHỬ CỦA
KIM LOẠI

II- PIN ĐIỆN HÓA
III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
IV. DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
V.Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
NỘI DUNG BÀI HỌC
 Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa - khử :
Tổng quát:
Mn+/M
(dạng oxi hóa)
(dạng khử)
I- KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA-KHỬ CỦA KIM LOẠI
VD 1:
Ag+ + 1e → Ag
Cu2+ + 2e → Cu
Al3+ + 3e → Al
Dạng oxh
Dạng khử
Ag+/Ag, Cu2+/Cu, Al3+/Al là các cặp oxi hóa - khử
1- Pin điện hóa
 Thí nghiệm:
- Mô tả: SGK
- Hiện tượng:
+ Kim điện kế lệch
chênh lệch điện thế giữa 2 điện cực
trên mỗi điện cực xuất hiện một thế điện cực
+ Điện cực kẽm mòn dần
+ Có lớp kim loại bám trên cực Cu
+ Màu xanh cốc đựng CuSO4 nhạt dần
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
1- Pin điện hóa
 Khái niệm:
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
Pin điện hóa là thiết bị điện trong đó NL phản ứng oxi hóa khử chuyển hóa thành điện năng.
VD2: Pin Vonta
(Zn – Cu)
- +
Anot: ( - )
Catot: ( + )
2. Suất điện động (Epin):
là hiệu thế lớn nhất giữa 2 điện cực
Khi nồng độ ion kim loại đều bằng 1M (ở 25oC) gọi là suất điện động chuẩn , kí hiệu Eopin

Eopin = Eo+ - Eo- > 0
Eopin phụ thuộc vào:

+ Bản chất của kim loại làm điện cực
+ Nồng độ của dung dịch muối
+ Nhiệt độ
II- PIN ĐIỆN HÓA
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
+ E0pin luôn có trị số dương
II- PIN ĐIỆN HÓA
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
VD3:
Cho pin điện hóa (Zn – Cu) có:
Thì:
Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa
 Cực Zn (cực âm hay anot):
sự oxi hóa nguyeân töû Zn
 Cực Cu (cực dương hay catot):
s? kh? ion Cu2+
Zn2+(aq)
2e-
Cu2+(aq)
2e-
II- PIN ĐIỆN HÓA
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
VD4: Trong pin điện hóa, sự oxi hóa

chỉ xảy ra ở cực âm.

B. chỉ xảy ra ở cực dương.

C. xảy ra ở cực âm và cực dương.

D. không xảy ra ở cực âm và cực dương .
27/09/2016
9
A.0,66 V.

B. 0,79 V.

C. 0,94 V.

D. 1,09 V.

Biết :
VD5: Suất điện động chuẩn của pin điện
hóa Sn – Ag là
27/09/2016
10
 Cầu muối:
- Tác dụng: làm cân bằng điện tích trong dung dịch.
II- PIN ĐIỆN HÓA
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
Phương trình tổng hợp:
chất khử
mạnh
chất oxi
hóa yếu
chất oxi
hóa mạnh
chất khử
yếu
II- PIN ĐIỆN HÓA
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
27/09/2016
12
a, Điện cực hiđro chuẩn
 Mô tả:
SGK
 Qui ước:
ở mọi nhiệt độ
III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
II- PIN ĐIỆN HÓA, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG, THẾ ĐIỆN CỰC
3- Điện cực hiđro chuẩn, thế điện cực chuẩn.
27/09/2016
13
b. Th? di?n c?c chu?n c?a kim lo?i
- Điện cực chuẩn: điện cực kim loại mà nồng độ ion kim loại trong dung dịch = 1M.
- Thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo chính là suất điện động của pin tạo bởi điện cực hiđro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại.
III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
27/09/2016
14
* Luu �:
- Trình t? l?p pin di?n hĩa: di?n c?c hidro chu?n luơn luơn d?t b�n tr�i vơn k?, di?n c?c kim lo?i c?n x�c d?nh th? di?n c?c chu?n d?t b�n ph?i.
- Kim lo?i dĩng vai trị c?c �m ? E0Mn+/M cĩ gi� tr? �m.
- Kim lo?i dĩng vai trị c?c duong ? E0Mn+/M cĩ gi� tr? duong.
III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
E02H+/H2
0
E0 > 0(v)
E0 < 0(v)
27/09/2016
15
- Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn.
- Dãy thế điện cực chuẩn ở 250C của 1 số cặp oxi hoá khử (SGK).
- Theo chiều E0Mn+/M tăng:
+ Tính oxi hoá của cation Mn+ càng mạnh.
+ Tính khử của các kim loại M càng yếu.
IV. DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
27/09/2016
16
1. So s�nh tính oxi hố kh?
Trong dung môi nước: Thế điện cực chuẩn E0Mn+/M càng lớn thì
Tính oxi hoá của cation Mn+ càng mạnh
Tính khử của kim loại M càng yếu
và ngược lại.
V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
VD6:
Mg2+
Mg
Fe2+
Fe
Cu2+
Cu
Fe3+
Fe2+
Ag+
Ag
< < < <
> > > >
27/09/2016
17
2. Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hoá
VD7: Cho thế điện cực chuẩn của 2 cặp oxi hóa – khử
V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
27/09/2016
18
Thì:
3. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá khử
VD8: Tính thế điện cực chuẩn E0 của những cặp oxi hoá -khử sau:
a. E0Cr3+/Cr
b. E0Mn2+/Mn
Cho suất điện động chuẩn của các pin điện hoá: Cr-Ni là +0,51 và của pin Cd-Mn là +0,79.
Cho thế điện cực chuẩn
V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
27/09/2016
19
4. Xác định chiều của phản ứng oxi hoá khử
* Qui tắc anpha ()
Chất oxi hoá yếu
Chất oxi hoá mạnh
V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
Chất khử mạnh
Chất khử yếu
27/09/2016
20
VD9: Hãy cho biết chiều của phản ứng hoá học xảy ra giữa các cặp oxi hoá khử. Giải thích và viết phương trình hoá học.
Cation Ag+ có tính oxi hoá mạnh hơn Cu2+.
Kim loại Ag có tính khử yếu hơn Cu.
Phản ứng xảy ra:
2Ag+ + Cu 2Ag + Cu2+
V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
27/09/2016
21
Cation Mg2+ có tính oxi hoá yếu hơn H+.
Kim loại Mg có tính khử mạnh hơn H2.
Phản ứng xảy ra:
V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
27/09/2016
22
VD1: Cho hỗn hợp X gồm 0,2 (mol) Al; 0,1 mol Mg tác dụng với dung dịch Y gồm 0,2 mol HCl; 0,1 mol FeCl3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V(l) khí đktc, dung dịch A, chất rắn B.
a, Tính V khí ?
b, Tính m chất rắn?
c, Cô cạn dung dịch A sau phản ứng thu được bao nhiêu gam muối khan?
27/09/2016
23
VD2: Cho hỗn hợp X gồm : 0,15 mol mỗi kim loại Al, Fe, Zn tác dụng với dung dịch Y gồm 0,1 mol H2SO4; 0,2 mol CuSO4; 0,1 mol Fe(SO4)3. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được V(l) khí H2 (đktc), dung dịch A và m gam chất rắn B?
a, Tính VH2?
b, Tính m chất rắn B?
c, Cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối?
27/09/2016
24
VD3: Cho hỗn hợp X gồm 0,03 mol Al; 0,02 mol Zn tác dụng với dung dịch Y gồm 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,02 mol Cu(NO3)2. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được m(g) chất rắn và dung dịch A.
a, Tính m chất rắn?
b, Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được bao nhiêu gam muối khan?
27/09/2016
25
VD4: Cho m(g) Al tác dụng 100 ml dung dịch CuCl2 1M; FeCl3 1M. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 6,4g chất rắn. Tính m(g) Al ?
A. 1,35g B. 2,7g C. 5,4g D. 8,1g
27/09/2016
26
VD5: Cho x(g) Mg tác dụng với dung dịch X chứa Fe(NO3)3 0,01 mol; AgNO3 0,02 mol Cu(NO3)2 0,01. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 3,08 g chất rắn. Tính x ?
A. 0,24g B. 0,36g C. 0,72g D. 0,48g
27/09/2016
27
VD6: Cho m(g) Mg tác dụng với 100 ml dung dịch X gồm CuSO4 0,3 mol; FeSO4 0,4 mol. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 4,4 g chất rắn. Tính m?
A. 1,92g B. 1,68g C. 0,24g D. 3,6g
27/09/2016
28
VD7: Cho 4,93g hỗn hợp X gồm Zn, Fe tác dụng dung dịch chứa 0,06 (mol) CuSO4. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,96g hỗn hợp chất rắn. Tính % mZn trong X ?
A. 65,92% B. 34,08% C. 39,55% D. 60,45%
27/09/2016
29
VD8: Cho 24,36g hỗn hợp X gồm Mg, Zn tác dụng với dung dịch Y chứa 0,3 mol AgNO3 0,1 mol Fe(NO3)3. Sau khi các phản ứng hoàn toàn thu được 44,5 hỗn hợp chất rắn. Tính % Mg trong X.
A. 96,06% B. 3,94% C. 10,67% D. 89,33%
27/09/2016
30
VD9: Cho hỗn hợp X gồm 0,3 mol Mg; x mol Zn tác dụng với dung dịch Y gồm 0,2 mol Cu(NO3)2 ; 0,4 mol AgNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn A gồm 2 kim loại. Tính x ?
A. 0,1 mol B. 0,2 mol C. 0,3 mol D. 0,4 mol
27/09/2016
31
VD10: Cho m(g) một thanh Mg vào dung dịch X gồm Fe2(SO4)3 0,04 (mol); Cu(NO3)2 0,02 mol. Sau khi phản ứng hoàn toàn lấy thanh Mg ra sấy khô cân lại thấy khối lượng tăng so với ban đầu 0,96g. Khối lượng Mg phản ứng?
A. 1,14g B. 1,08g C. 2,28g D. 2,88g
27/09/2016
32
BÀI TẬP VỀ NHÀ
- Làm bài 3,4,6,7,8 – trang 122 SGK.
- Ôn lại kiến thức từ đầu chương 5, chuẩn bị bài “Luyện tập: Tính chất của kim loại” .
27/09/2016
33