BT PIN ĐIỆN - CB OXH -KH -1 [PDF]

Zitiervorschau

PIN ĐIỆN - CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA- KHỬ (1) 0 0  0,18V ; EMnO  1,695V Câu 1: Cho ECrO 2  / Cr ( OH ) / MnO ( OH ) 4

4

3

2

Cr(OH)3 ⇄ CrO2 + H + H2O K = 1,0.10-14 1. Hãy thiết lập sơ đồ pin được hình thành bởi hai cặp oxi hóa - khử CrO42-/ CrO2- và MnO4-/ MnO(OH)2. 2. Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin. 3. Tính Epin biết nồng độ của ion CrO42- là 0,010M; CrO2- là 0,030M; MnO4- là 0,2M. 4. Mô tả chiều chuyển động của các electron, cation, anion trong quá trình pin hoạt động. -

Cho: E 0

= 0,80V; E 0

+

+

-

= -0,15V; E 0

3+

= 1,26V; E 0

3+

= -0,037V; E 0

2+

= -0,440V.

Ag Ag AgI/Ag,I Au /Ag Fe /Fe Fe /Fe Câu 2: Hãy: 1. a. Thiết lập một sơ đồ pin để xác định tích số tan của AgI. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. b. Tính độ tan (s) tại 25oC của AgI trong nước. 2. a. Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion Au+. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. b. Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này. Câu 3: Tính sức điện động của pin: Pt, H2 (1atm) | HCl 0,02M, CH3COONa (0,04M) | AgCl, Ag o Cho: E AgCl/Ag = 0,222V; K a,CH3COOH =1,8.10-5 Câu 4: Trình bày cách thiết lập pin trong 4 trường hợp sau: a) Pin để xác thế điện cực tiêu chuẩn của AgI/Ag. b) Pin được ghép bởi 2H+/H2( E0 = 0,00V) và AgI/Ag( E0 = -0,147V). c) Pin xảy ra phản ứng: 2Ag + 2H+ + 2I-  2AgI + H2 d) Pin để xác định tích số tan của AgI. Thiết lập biểu thức tính tích số tan theo Epin. Câu 5: 1. Trộn hai thể tích bằng nhau của hai dung dịch SnCl2 0,100M và FeCl3 0,100M. Xác định nồng độ các ion thiếc và sắt khi cân bằng ở 25oC. Tính thế của các cặp oxy hóa - khử khi cân bằng. 2. Nhúng một sợi Ag vào dung dịch Fe2(SO4)3 2,5.10-2M. Xác định nồng độ của Fe3+; Fe2+ và Ag+ khi cân bằng ở 25oC. Tính thế của các cặp oxy hóa - khử khi cân bằng. Cho biết Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15V; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V; Eo(Ag+/Ag) = 0,80V. Câu 6: Cho giản đồ thế chuẩn của mangan trong môi trường axit (pH = 0) +0,56V ? +0,95V + 1,51V -1,18V 2  3+   MnO 4   MnO2   Mn  Mn2+   Mn MnO 4  + 1,51V

1. Hãy tính thế khử của cặp MnO 24 /MnO2 ? 2. Cho biết phản ứng sau có thể tự xảy ra được không? Tại sao?  2MnO 4 + MnO2 + 2H2O 3MnO 24 + 4H+  3. Mangan có phản ứng được với nước và giải phóng khí hiđro không? 1  H2 + OH có E = 0 - 0,059 pH Cho biết: H2O + e  2 Câu 7: Người ta tiến hành thiết lập một pin sau: Nửa pin I: gồm một điện cực Ag được phủ AgCl nhúng vào dung dịch KCl bão hòa. Nửa pin II: gồm thanh Pt được phủ hỗn hợp nhão gồm Hg và Hg2Cl2 nhúng vào dung dịch KCl bão hòa. a) Xác định các điện cực (âm hay dương) và biểu diễn sơ đồ cấu tạo pin theo quy ước. Viết phản ứng tại các điện cực và phản ứng chung trong pin. b) Tính sức điện động của pin trên tại 250C. Cho pKs (AgCl) = 10; pKs(Hg2Cl2) = 17,88; E0 của Ag+/Ag = 0,800V và Hg2+2/Hg = 0,792V; RTln10/F = 0,0592V (ở 25oC). Câu 8: 1. Cho ECr0 O / Cr  1,380V 2

2 7

3

1

(a) Hãy viết bán phản ứng oxi hóa - khử của cặp trên và cho biết dung dịch crom(III)/ dicromat (c(Cr3+)=c(Cr2O72-)= 1 mol/L) có oxi hóa được iođua thành iot từ dung dịch trung hòa có E(I2/I–) = E°( I2/I–) = +0,54 V không. (b) Hãy tính giá trị pH tối thiểu cần thiết lập để phản ứng giữa Cr3+ với brom để phản ứng xảy ra ở điều kiện chuẩn. Biết nồng độ của các cấu tử khác đều bằng 1 M. 2. Có thể xác định hằng số bền của phức chất bằng phương pháp đo suất điện động. Hãy lập một pin điện mà từ việc đo sức điện động của nó ta tính được hằng số bền tổng cộng của phức chất Ag(NH3)2+. Câu 9: Cho sơ đồ pin điện hoá tại 25oC : (-)Ag, AgBr/KBr (1M) || Fe3+ (0,05M), Fe2+ (0,1M)/Pt(+) a) Viết sơ đồ phản ứng xảy ra trong pin và chiều chuyển dịch điện tích khi pin hoạt động. b) Tính E pin. c) Tính nồng độ các ion trong mỗi điện cực khi pin phóng điện hoàn toàn. o o Cho: EAg + /Ag = 0,799V ; EFe3+/Fe2+ = 0,771 V

K s, AgBr = 10-13 . ThÓtÝch mçi ®iÖn cùc lµ 100ml Câu 10. Cho pin sau : H2(Pt), PH 2  1atm / H+ 1M // MnO 4 1M, Mn2+ 1M, H+ 1M / Pt Biết rằng sức điện động của pin ở 250 C là 1,5V. 1. Hãy cho biết phản ứng thực tế xảy ra trong pin và tính E 0MnO / Mn2  . 4

2. Sức điện động của pin thay đổi như thế nào trong các trượng hợp sau : - Thêm một ít NaHCO3 vào nửa trái của pin. - Thêm một ít FeSO4 vào nửa phải của pin. - Thêm một ít CH3COONa vào nửa phải của pin. Câu 11: Dung dịch X gồm K2Cr2O7 0,010 M; KMnO4 0,010 M; Fe2(SO4)3 0,0050 M và H2SO4 (pH của dung dịch bằng 0). Thêm dung dịch KI vào dung dịch X cho đến nồng độ của KI là 0,50 M, được dung dịch Y (coi thể tích không thay đổi khi thêm KI vào dung dịch X). 1. Hãy mô tả các quá trình xảy ra và cho biết thành phần của dung dịch Y. 2. Tính thế của điện cực platin nhúng trong dung dịch Y. 3. Cho biết khả năng phản ứng của Cu2+ với I- (dư) ở điều kiện tiêu chuẩn. Giải thích. 4. Viết sơ đồ pin được ghép bởi điện cực platin nhúng trong dung dịch Y và điện cực platin nhúng trong dung dịch gồm Cu2+, I- (cùng nồng độ 1 M) và chất rắn CuI. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trên từng điện cực và xảy ra trong pin khi pin hoạt động. Cho: E

0 2

Cr2 O 7

E

/Cr 3+

0 Cu

2+

/Cu



= 1,330 V; E

0 

MnO 4 /Mn

2+

= 1,510 V; E

0

0 Fe

3+

/Fe

2+

= 0,153 V; pK s(CuI)  12; ở 25 oC: 2,303

= 0,771 V; E   = 0,5355 V I3 /I

RT = 0,0592; Cr (z = 24). F

Câu 12. Các quá trình xảy ra trong pin nhiên liệu: O2 + 2H2O + 4e → 4OHH2 + 2OH- → 2H2O + 2e Với E 0O ,H /H O  1, 23(V); G 0H2O  237kJ / mol 2

2

(a) Viết phương trình hóa học của pin. (b) Tính E 0H O/H ,OH và viết sơ đồ pin. 2

2

(c) Tính thể tích không khí cần thiết để pin (1) hoạt động với cường độ dòng điện được duy trì 2A trong 1,5h (250C; 0,9 atm). Câu 13: Cho giản đồ quá trình khử - thế khử: quá trình khử diễn ra theo chiều mũi tên, thế khử chuẩn được ghi trên các mũi tên và đo ở pH = 0. +0,293

Cr(VI) (Cr2O27)

+0,55

Cr(V)

+1,34

0

Ex

Cr(IV)

Cr3+

-0,408

0

Cr2+

Ey

-0,744

1. Tính E 0x và E 0y . 2. Dựa vào tính toán, cho biết Cr(IV) có thể dị phân thành Cr3+ và Cr(VI) được không? 2

Cr

3. Viết quá trình xảy ra với hệ oxi hóa – khử Cr2O72- /Cr3+ và tính độ biến thiên thế của hệ ở nhiệt độ 298 K, khi pH tăng 1 đơn vị pH. 4. Phản ứng giữa K2Cr2O7 với H2O2 trong môi trường axit (loãng) được dùng để nhận biết crom vì sản phẩm tạo thành có màu xanh. Viết phương trình ion của phản ứng xảy ra và cho biết phản ứng này có thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử hay không? Vì sao? Ghi số oxi hóa tương ứng trên mỗi nguyên tố. 0 Cho: E Cr O2-/Cr3+ = 1,33 V; Hằng số khí R = 8,3145 J.K–1.mol–1; Hằng số Farađay F = 96485 C.mol–1. 2 7

Câu 14: Cho một pin: Pt/ Fe3+ (0,01M), Fe2+ (0,05M), H+ (1M) // KCl bão hoà, Hg2Cl2(R)/Hg a) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động. b) Thêm NaOH vào bên trái của pin cho đến khi [OH-] = 0,02M (Coi thể tích dung dịch không đổi). Tính SĐĐ của pin khi đó? 0 Biết: E Fe  0,77V , ECal = 0,244V, K s (  Fe (OH )3   10 37 ,5 , K s (  Fe (OH ) 2   10 15 ,6 3 Fe 2 

RT 0,0592 ln  lg tại nhiệt độ khảo sát. nF n Câu 15: 1. Cho sơ đồ pin: (-) Ag │AgNO31,000.10-1M; NH3 1M ║ Ag2SO4(bão hoà) │Ag (+) Tính hằng số tạo phức Ag(NH3)2+ biết EoAg+/Ag = 0,800V; KsAg2SO4 = 1,100.10-5; Epin = 0,390V. 2. Một dung dịch chứa CuSO4 0,1M; NaCl 0,2M; Cu dư và CuCl dư. a) Chứng minh rằng xảy ra phản ứng sau ở 250C: Cu + Cu2+ + 2Cl –  2CuCl  b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên. Cho biết: Tích số tan của CuCl = 10– 7 ; E0(Cu2+/ Cu+) = 0,15V ; E0(Cu+/ Cu) = 0,52V

3

,