BÀI TẬP PIN ĐIỆN HÓA -THẾ ĐIỆN CỰC-CÂN BẰNG TRONG ĐIỆN HÓA – ĐIỆN PHÂN

Tài liệu ôn tập môn hóa tham khảo gồm các dạng bài tập trắc nghiệm phần pin điện hóa - thế điện cực - cân bằng trong điện hóa và điện phân. Tài liệu hay và bổ ích dành cho các bạn thí sinh ôn thi tốt nghiệp và ôn thi đại học - cao đẳng tham khảo ôn tập củng cố kiến thức.

BÀI TẬP PIN ĐIỆN HÓA -THẾ ĐIỆN CỰC-CÂN BẰNG TRONG ĐIỆN HÓA – ĐIỆN PHÂN Bài : Cho hai pin với chuẩn : Fe 2+ +2e → Fe,E =-0,44V Cu 2+ +2e → Cu,E =0,34V Thiết lập sơ đồ pin điện , tính E0 pin, cho biết chiều phản ứng Bài : Cho pin sau : Zn/ Zn(NO 3)2 0,1 M , Ag / AgNO 0,1 M chuẩn tương ứng -0,76 V, 0,8 V a Thiết lập sơ đồ pin với dấu điện cực b Viết phản ứng pin hoạt động c Tính E pin d Tính nồng độ ion pin ngừng hoạt động Bài : E0 pin Zn-Cu 1,10 V 250C Tính lượng tự chuẩn phản ứng ơxi hóa khử làm sở cho pin ĐA : -212 KJ Bài : Cho phản ứng sau : Pb (r) + 2Ag + → Pb2+ + 2Ag (r) Tính số cân K ΔG0 250C.Biết : E 0Ag+ /Ag =0,8V,E 0Pb2+ /Pb =-0,13V ĐA : K = 2,6.1031 , ΔG0 = 1,8.102 KJ 0 3+ 2+ Bài : Tính K phản ứng sau : 2Fe +2I → 2Fe +I , biết : E Fe3+ /Fe2+ =0,77V,E I2 /2I- =0,77V ĐA : K = 9,3 107 Bài : Tính bán phản ứng : Tl3+ + 3e → Tl(r) 0 Biết : E Tl+ /Tl =-0,336V,E Tl3+ /Tl+ =1,25V ĐA : 0,72 V 1,70V 1,20V -1,18V → Mn IV  → Mn 2+  → Mn Tính điện cực chuẩn bán Bài : Cho sơ đồ sau : MnO  + 2+ phản ứng sau : MnO +8H +5e € Mn +4H O ĐA : 1,5 V Bài : Vàng trạng thái số oxh = + có tự phân hủy theo sơ đồ phản ứng sau không? 1,41V 1,68V 3Au + € 2Au+Au 3+ , biết : Au 3+  → Au +  → Au ĐA : E phản ứng : 0,27 V=> tự xảy → Mn Bài : Cho sơ đồ sau : MnO  - 1,70V IV 1,20V -1,18V  → Mn 2+  → Mn 0,7V 0,8V 0,3V TcO -4  → TcO 2-4  → TcO  → Tc 0,7V 0,4V 0,3V Re O4−  → Re O42−  → Re O2  → Re a Tính điện cực chuẩn cặp : 0 E 0MnO- /Mn 2+ ;E TcO ;E /TcO ReO- /ReO 4 b Xét trạng thái ơxi hóa Mn, Tc, Re có khả tự phân hủy Viết phương trình phản ứng, tính phản ứng c Ion MO ( M= Mn, Tc, Re) có khả ơxi hóa mạnh nhất? d Zn có đẩy Mn2+ khỏi dung dịch muối khơng ? ĐA : a 1,5 V; 0,76 V ; 0,50 V b có TcO xảy E = 0,10 V c MnO mạnh 1,7 V d E= -0,42 V Bài 10 : Cho bán phản ứng sau: MnO-4 +8H + +5e → Mn 2+ +4H O;E =1,51V MnO +4H + +2e → Mn 2+ +2H O;E =1,23V Xác định E0 bán phản ứng sau: MnO-4 +4H + +3e → MnO +2H O Bài 11 : Viết phương trình phản ứng xảy trộn lẫn ba dd sau với nhau: 25 ml dd Fe(NO3)2 0,1 M , 25 ml dd Fe(NO3)3 M , 50 ml AgNO3 0,6 M, có thả mảnh Ag vụn 0 Biết : E Ag + / Ag = 0,8V ; EFe3+ / Fe2+ = 0,77V 0 −10 Bài 12: Cho : E Ag + / Ag = 0,8V ; ECu 2+ / Cu = 0,34V , TAgCl = 1,8.10 Tính điện cực Ag/AgCl, KCl Cl −  = 1,0 M Xác định chiều dòng điện pin tạo thành điện cực điện cực đồng tiêu chuẩn Viết phương trình phản ứng xảy pin tính số cân phản ứng 15 Xác định Tt AgBr , biết pin tạo thành điện cực hydro tiêu chuẩn điện cực Ag/AgBr, Br- (0,1 M ) có sức điện động 0,14 V Cho : E Ag + / Ag = 0,8V Bài 13 : Hai cốc , chứa dd với nồng độ ion sau: - cốc 1:  Fe3+  = 0, 2M ;  Fe +  = 0,1M 3+ 2+ -cốc :  Fe  = 0,1M ;  Fe  = 0, 2M a.Nhúng vào dd hai Pt nối dd cầu muối Xác định sức điện động pin b Nối điện cực dây dẫn , tính nồng độ ion Fe 2+, Fe3+ cốc đựng lít dd điện lượng qua dây dẫn ? Bài 14 : Xác định sức điện động pin tiêu chuẩn tạo thành điện cực : Sn + / Sn; Pb + / Pb 2+ 2+ −5 Nếu :  Sn  = 1M ;  Pb  = 10 M sức điện động pin ? Biết : 0 ESn = −0,14V ; EPb = −0,126V 2+ 2+ / Sn / Pb Bài 15: Tính cặp Ag+/Ag so với cặp Cu2+/Cu nồng độ Ag+ Cu2+ tương ứng 4,2.10-6 0 1,3.10-3M Tính ∆G mol e trao đổi điều kiện cho Biết E Ag + / Ag = 0,8V ; ECu 2+ / Cu = 0,34V Bài 16: Cho phản ứng: S + 2H++2e →H2S ; E0 = -0,14 V SO2 + 4H++ 4e → S + 2H2O ; E0 = 0,45 V Tính K cân phản ứng : SO2 + 2H2S →3S + 2H2O B ài 17 : Một pin điện hình thầnh từ điện cực Một địên cực gồm Cu nhúng dd CuSO 2+ 3+ 0,50 M Điện cực thứ hai gồm Pt nhúng vào dd Fe 2+, Fe3+ với lượng cho  Fe  =  Fe  Dùng dây dẫn nối đầu Cu Pt a Cho biết dấu điện cực pin Viết phản ứng điện cực Tính sức điện động ban đầu pin Biết thể tích dd CuSO4 lớn  Fe3+  b Tính tỷ số pin ngừng hoạt động cho : Fe3+ / Fe + = 0,77V , Cu + / Cu = 0,34V  Fe3+  Bài 18: Cho pin sau : Zn/ Zn(NO3)2 0,1 M , Ag / AgNO3 0,1 M chuẩn tương ứng -0,76 V, 0,8 V a Thiết lập sơ đồ pin với dấu điện cực b Viết phản ứng pin hoạt động c Tính E pin d Tính nồng độ ion pin ngừng hoạt động 0 Bài 19: Tính Tt AgCl 250C biết : E Ag + / Ag = 0,80V ; E AgCl / Ag = 0,22V Bài 20: Tính số cân phản ứng: Cu + Br → Cu2+ + 2Br- Biết Cu + / Cu = 0,34V , EBr = 1,09V / Br − Bài 21: Điện phân dd SnCl2 M với điện cực Pt trơn nhẵn Viết phản ứng xảy điện 0 cực Tính sức điện động phân cực biết : ESn2+ / Sn = −0,14V ; ECl2 / Cl − = 1,36V Để điện phân xảy phân hủy ? 0 −7 Bài 22: Cho biết : ECu 2+ / Cu + = 0,16V ; ECu + / Cu = 0,52V ; TCuCl = 1,0.10 Một dd chứa CuSO4 0,10 M , NaCl 0,20 M bột Cu dư Phản ứng sau có xảy khơng : Cu (r) + Cu 2+ + 2Cl- € 2CuCl ↓ Tính số cân phản ứng tính nồng độ mol ion trạng thái cân Bài 23: Cho phản ứng sau : Pb2+ + 2Cr2+ € 2Cr3+ + Pb ; E0 = 0,28 V.Tính E phản ứng ,biết: [Pb2+]=[Cr2+] = 0,1 M; [Cr3+] = 0,01 M ĐA : - 0,04 V Bài 24 : Tính E pin gồm điện cực Zn2+/ Zn 2H+/H2 điều kiện sau : [Zn2+] = 0,01 M, [H+] = 2,5 M; áp suất khí hydro 0,3 atm E0Zn2+/ Zn = -0,76 V ĐA : 0,86 V Bài 25 : Cho phản ứng sau: Ag (r) + H + (aq) + I-(aq) € AgI (r) + 1/2H2 (k) ; trạng thái chuẩn Phản ứng -17 có xảy khơng? Biết : E Ag+ /Ag =0,8V,TAgI =8,3.10 0 ĐA : Phản ứng xảy E AgI/Ag =-0,15V < E 2H + /H =0,0V Bài 26: Cho phản ứng sau : 2Ag + 4HCN € 2H[Ag(CN)2] + H2 Biết : Ag+ + 2CN- € [Ag(CN)2]- ; Kb = 7.1019 , nồng độ chất M , E Ag + /Ag =0,80V 0 ĐA : E Ag(CN)2- /Ag =-0,37V < E 2H + /H =0,0V , phản ứng xảy Bài 27 : Trộn 10 ml dung dịch SnCl2 0,1 M với 10 ml dung dịch FeCl3 0,1 M Xác định thành phần chất tan dung dịch hệ cân Từ suy ơxi hóa khử cặp dung dịch ĐA : nồng độ thiếc II = nồng độ thiết IV = 0,025 M nồng độ sắt II = 0,05 M; nồng độ sắt III = 2,3.10-12 M Ecb = 0,15 V Bài 28: Nhúng sợi Ag vào dung dịch Fe (SO4)3 0,05 M Xác định thành phần cuối hệ Từ suy điện cực cặp dung dịch ĐA : K = 0,32 , nồng độ ion sắt II bạc = 0,08 M ,ion sắt III = 0,02 M Ecb = 0,72 V E 0Fe3+ /Fe2+ =0,77V;E Sn =0,15V;E 0Ag+ /Ag =0,80V 4+ /Sn 2+ 0 Bài 29 : Tính số cân phản ứng khử H2S Fe3+ Cho E Fe3+ /Fe2+ =0,77V ; E S /S2- =-0,48V Đối với H2S có pK1 = 7,02 ; pK2 = 12,9 ĐA : 1022,5 0 -12 Bài 30 : Đánh giá khả phản ứng Cu 2+ I-.Cho E Cu 2+ /Cu =0,34V ; E I3- /3I- =0,5355V ; TCuI =10 E 0Cu 2+ /Cu + =0,153V 0 0 ĐA: Tính E Cu 2+ /CuI so sánh với E I3- /3I- =0,5355V Thấy E Cu 2+ /CuI > E I3- /3I- =0,5355V ,nên Cu2+ ôxi hóa dễ dàng I- tạo I3 CuI Bài 31 : Đánh giá thành phần cân hỗn hợp gồm Ag + 10-3M, NH3 M Cu Cho số bền 0 + 7,24 2+ 12,03 phức : Ag(NH3 ) =10 ; Cu(NH ) =10 ; E Cu 2+ /Cu =0,337V ; E Ag+ /Ag =0,8V , 250C ĐA : Tính K phản ứng 2Ag+ + Cu → Ag + Cu2+ pK = 15,61 + 7,24 Với số không bền (phân ly phức Ag(NH )2 =10 ), phản ứng tạo phức bền Cu 2+, tổ hợp + 2+ q trình Tính thành phần chất cân tổ hợp Vậy Ag(NH )2 = 5,9.10-9 M Cu(NH ) = 5.10-4 0 Bài 32 : Cho : E Au3+ /Au =1,5V ; E Au + /Au =1,68V Tính : a Nồng độ mol Au+ lớn dung dịch Au3+ 0,001 M b Trong dung dịch có dư ion X-, Au+ tạo phức AuX có số khơng bền K1, Au3+ tạo phức AuX có số khơng bền K2 ,dư ion X- có cân sau : 3AuX € AuX +2X +2Au;K' Viết biểu thức tính K’ theo K1 , K2 ,K Biết X- : Br- , pK1 = 12 , pK2 = 32; CN- , pK1 = 38 , pK2 = 56 Dựa vào tính tốn đưa kết luận ? c Vàng tan dung dịch KCN M có bão hịa khí oxi Dựa vào kết tính được, giải thích tượng (ở pH = 0, E O2 /H 2O =1,23V , HCN có pK = 9,4 , áp suất O = atm, lúc cân nồng độ [Au(CN) ]=1M ) ĐA : a Au+ € Au3+ + 2Au có lg K = 9,317 [Au+] = 9.10-5 b X- = Br- có K’ = 1,37.105 ; X- = CN- có 1,37 10-49 Au+ tạo phức tham gia phản ứng oxi hóa – khử 0 c tính nồng độ ion CN - cân bằng, E Au(CN)-2 /Au =-0,566V ; E O2 /H2O =0,539V ; E Au(CN)-2 /Au =-0,566V < E O2 /H 2O =0,539V , Au tan dung dịch KCN theo phản ứng hóa học sau : 4Au + KCN + 2H2O + O2 → 4K[Au(CN)2 + KOH Bài 33 : Cho g PbSO4 nguyên chất vào 150 ml nước đến cân thiết lập ,nhúng vào điện cực Pb điện cực đối chiếu có E0 = 0,237 V.Ở 298K có hiệu điện 0,478 V a Cho biết điện cực điện lớn Điện cực catot, anot Tính TPbSO4 Biết E 0Pb2+ /Pb =-0,126V b Cho PbSO4 nguyên chất vào 150 ml dung dịch H 2SO4 có pH = Thì hiệu điện điện cực Pb điện cực đối chiếu Tại nhiệt độ cố định TPbSO4 = 1,1 10-8 2-1 Cho : PbSO (r)+2I € PbI +SO ;K1 =4,6.10 PbI +CrO 42- € PbCrO +2I - ;K =4,3.1012 PbS+CrO 2-4 € PbCrO (r)+S2- ;K =7,5.10-8 c Tính tích số tan PbS C 2+ 0, 059 log Pb => nồng độ mol Pb2+ =1,288.10-4 -8 2+ -5 TPbSO4 =1,66.10 pH = nồng độ Pb = 3,318.10 Từ phương trình Nec tính E = Eđ/ch - E Pb2+ /Pb = 0,495 V TPbS = 4,2.10-28 Bài 34: Tính nồng độ ban đầu HSO4- , biết đo suất điện động pin Pt/I - 0,1 M ; I3 0,02 M// ĐA : E Pb2+ /Pb =-0,241V , mặt khác : E Pb2+ /Pb =E 0Pb2+ /Pb + MnO-4 0,05 M , Mn2+ 0,01 M, HSO4- C (M) 25 0C có giá trị 0,824 V 0 -2 Biết : E MnO-4 =1,51V;E I3- =0,5355V;K HSO4- =10 ĐA : 0,364 M Tính điện cực cặp ơxi hóa- khử theo điều kiện phản ứng tính [H +] = 0,054 M Từ cân HSO4- tính nồng độ HSO4- ban đầu Bài 35 : a Thiết lập pin theo phản ứng sau : Pb (r) + CuBr2 (dd) 0,01 M→ PbBr2 (r) + Cu (r) b Nếu 250C suất điện động pin 0,442 V, TPbBr2 bao nhiêu? E Pb2+ /Pb =-0,126V , E 0Cu 2+ /Cu =0,34V ĐA : a (-) Pb/ PbBr2(r) , Br- // CuBr2 / Cu (+) b tính E điện cực theo điều kiện có Lập biểu thức tính E pin , suy TPbBr2 = 2,5.10-5 Bài 36 : Phản ứng AgNO3 với KCl dung dịch tạo thành kết tủa AgCl giải phóng lượng Ta tạo tế bào điện hố (pin) sinh cơng điện nhờ phản ứng a) Viết cơng thức tế bào điện hố theo quy tắc IUPAC nửa phản ứng điện cực anot catot 0 b) Tính ∆G298 phản ứng kết tủa AgCl E 298 tế bào điện hoá Cho: TAgCl 250C 1,6 10 –10 Điện phân 50 ml dung dịch HNO3 có pH = 5,0 với điện cực than chì 30 giờ, dòng điện 1A a) Viết nửa phản ứng điện cực phương trình phản ứng chung b) Tính pH dung dịch sau điện phân c) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,0001 mol/L cần để trung hòa dung dịch sau điện phân d) Hãy cho biết nên dùng chất thị để xác định điểm dừng phản ứng trung hòa Coi khối lượng riêng dung dịch HNO3 loãng g/ml ĐA : a) Nửa phản ứng oxi hoá anot: Nửa phản ứng khử catot: Ag – e + Cl – →AgCl Ag+ + e →Ag → AgCl (r) Cơng thức tế bào điện hố: (Anot) Ag  dd KCl  dd AgNO3 Ag (Catot) 0 b) Tính ∆G298 E 298 : Xét phản ứng Ag + Cl – →AgCl (r) 1 Kc = = −10 = 6,25.10 TAgCl 1,6.10 Ag+ + Cl – ∆G2098 = – RTlnKc = – 8,314 × 298 × ln (6,25.109) = – 55884 J/mol = – 55,884 kJ/mol 55884 ∆G0 E 298 = =+ = + 0,5792 (V) ≈ + 0,58 V 1× 96487 nF a) Nửa phản ứng oxi hoá anot: H2O - 2e → 2H+ + O2 Nửa phản ứng khử catot: 2H+ + e → H2 H2O → H2 + O2 Số mol nước bị điện phân 0,556 mol Khối lượng nước bị điện phân: 0,556 mol x 18 g/mol = 10,074 g Khối lượng dung dịch trước điện phân 50 ml Khối lượng dung dịch sau điện phân 50 - 10,074 = 39,926 (g) ~ 40 g 40 g Thể tích dung dịch sau điện phân là: V = = 40 ml = 0,04 L g/mL Số mol HNO3 = 0,051 x 10-5 = 10-7 (mol) 5.10−7 mol + CHNO3 = [H ] = = 1,25 10-5 M 0,04 L + pH = – lg [H ] = – lg (1,25 10-5) = 4,903 ~ 4,9 c) Phản ứng: NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O nNaOH = nHNO3 = 10-7 mol → V ddNaOH = 10-3 L = 0,005 L = mL d) Phản ứng xảy axit mạnh bazơ mạnh nên dùng chất thị phenolphtalein có khoảng chuyển màu (pH) - 10 Bài 37: Dung dịch A gồm AgNO3 0,050 M Pb(NO3)2 0,100 M Tính pH dung dịch A Thêm 10,00 ml KI 0,250 M HNO 0,200 M vào 10,00 ml dung dịch A Sau phản ứng người ta nhúng điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu ghép thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với điện cực có Ag nhúng vào dung dịch X gồm AgNO3 0,010 M KSCN 0,040 M a) Viết sơ đồ pin b) Tính sức điện động E pin 250C c) Viết phương trình phản ứng xảy pin hoạt động d) Tính số cân phản ứng Cho biết : Ag+ + H2O AgOH + H+ (1) ; K1= 10 –11,70 Pb2+ + H2O PbOH+ + H+ (2) ; K2= 10 –7,80 Chỉ số tích số tan pKs : AgI 16,0 ; PbI2 7,86 ; AgSCN 12,0 RT ln = 0,0592 lg EAg ; = ,799 V + F /Ag Epin thay đổi nếu: a) thêm lượng nhỏ NaOH vào dung dịch B ; b) thêm lượng nhỏ Fe(NO3)3 vào dung dịch X? ĐA : Ag+ + H2O → AgOH + H+ ; K1 = 10-11,7 (1) 2+ + + -7,8 Pb + H2O → ? PbOH + H ; K2 = 10 (2) Do K2 >> K1 nên cân định pH dung dịch Pb2+ + H2O → PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8 (2) C 0,10 [] 0,10 − x x x x = 10 −7 ,8 x = 10-4,4 = [H+] ; pH = 4,40 0,1 − x 2.a) Dung dịch B: Thêm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050 CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M Ag+ + I− AgI ↓ 0,025 0,125 0,10 2+ Pb + I− PbI2 ↓ 0,05 0,10 Trong dung dịch có đồng thời hai kết tủa AgI ↓ PbI2 ↓ AgI ↓ → Ag+ + I− ; Ks1 = 1.10-16 (3) PbI2 ↓ → Pb2+ + I− ; Ks2 = 1.10-7,86 (4) Ks1