Với giải bài tập Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Hóa học 12 Bài 12.

Giải Hóa học 12 Chân trời sáng tạo Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học

Giải Hóa học 12 trang 64

Người ta dùng hai sợi dây làm bằng hai kim loại khác nhau cắm vào một quả chanh

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Mở đầu trang 64 Hóa học 12: Người ta dùng hai sợi dây làm bằng hai kim loại khác nhau cắm vào một quả chanh và nối với một bóng đèn 3 V thì thấy bóng đèn sáng. Như vậy, quả chanh có cắm hai sợi dây kim loại khác nhau đóng vai trò như một viên pin, phát sinh ra dòng điện.

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin như thế nào?

Lời giải:

- Cấu tạo của pin điện hoá: Pin Galvani là pin điện hoá có cấu tạo gồm hai điện cực, mỗi điện cực ứng với một cặp oxi hoá – khử và thường nối với nhau qua cầu muối.

- Nguyên tắc hoạt động của pin điện hoá: Trong pin điện hoá, quá trình oxi hoá và quá trình khử xảy ra trên hai điện cực và electron được truyền từ chất khử sang chất oxi hoá qua dây dẫn. Khi đó, năng lượng của phản ứng hoá học sẽ chuyển thành năng lượng điện.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Xác định dạng oxi hoá và dạng khử trong các quá trình (2) và (3)

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 1 trang 64 Hóa học 12: Xác định dạng oxi hoá và dạng khử trong các quá trình (2) và (3).

Lời giải:

Ví dụ 1:

Cu²⁺ + 2e ⇌ Cu     (2)

Ag⁺ + 1e ⇌ Ag      (3)

Lời giải:

Ta có:

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Viết các cặp oxi hoá – khử trong quá trình: Cu2+ + 2e ⇌ Cu; Ag+ + 1e ⇌ Ag

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 2 trang 64 Hóa học 12: Viết các cặp oxi hoá – khử trong quá trình (2) và (3).

Ví dụ 1:

Cu²⁺ + 2e ⇌ Cu     (2)

Ag⁺ + 1e ⇌ Ag      (3)

Lời giải:

- Quá trình (2): Cu²⁺ + 2e ⇌ Cu

Cặp oxi hoá – khử: Cu²⁺/Cu.

- Quá trình (3): Ag⁺ + 1e ⇌ Ag

Cặp oxi hoá – khử: Ag⁺/Ag.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Viết các cặp oxi hoá – khử của kim loại Na, Mg và Al

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Luyện tập trang 64 Hóa học 12: Viết các cặp oxi hoá – khử của kim loại Na, Mg và Al.

Lời giải:

Các cặp oxi hoá – khử của kim loại Na, Mg và Al lần lượt là: Na⁺/Na; Mg²⁺/Mg và Al³⁺/Al.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Quan sát Hình 12.1, hãy mô tả cấu tạo của pin Galvani. Cho biết cực dương, cực âm

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 3 trang 65 Hóa học 12: Quan sát Hình 12.1, hãy mô tả cấu tạo của pin Galvani. Cho biết cực dương, cực âm và chiều di chuyển của electron trong pin.

Lời giải:

- Cấu tạo của pin Galvani Zn – Cu: gồm điện cực kẽm và điện cực đồng được nối với nhau bởi cầu muối (thường chứa dung dịch KCl bão hoà).

- Điện cực âm, anode (-): Xảy ra quá trình oxi hoá Zn:

Zn → Zn²⁺ + 2e

- Điện cực dương, cathode (+): Xảy ra quá trình khử ion Cu²⁺:

Cu²⁺ + 2e → Cu

- Electron chuyển từ thanh Zn qua dây dẫn đến thanh Cu. Cầu muối đóng vai trò khép kín mạch và trung hoà điện tích của dung dịch ở hai điện cực.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Điện cực nào tan dần trong pin Galvani Zn – Cu

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 4 trang 65 Hóa học 12: Điện cực nào tan dần trong pin Galvani Zn – Cu?

Lời giải:

- Điện cực âm, anode (-): Xảy ra quá trình oxi hoá Zn:

Zn → Zn²⁺ + 2e

- Điện cực dương, cathode (+): Xảy ra quá trình khử ion Cu²⁺:

Cu²⁺ + 2e → Cu

Vậy điện cực âm tan dần.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Dựa vào Bảng 12.1, hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá của các ion

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 5 trang 66 Hóa học 12: Dựa vào Bảng 12.1, hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá của các ion Li⁺, Fe²⁺, Ag⁺ và chiều tăng dần tính khử của các kim loại tương ứng.

Lời giải:

Ta có: $E_{L{i}^{+}/Li}^o<E_{F{e}^{2+}/Fe}^o<E_{A{g}^{+}/Ag}^o$ nên:

- Chiều tăng dần tính oxi hoá: Li⁺, Fe²⁺, Ag⁺.

- Chiều tăng dần tính khử: Ag, Fe, Li.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Cho Al và Ag vào dung dịch HCl 1 M. Dựa vào Bảng 12.1, dự đoán phản ứng nào có thể xảy ra

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 6 trang 67 Hóa học 12: Cho Al và Ag vào dung dịch HCl 1 M. Dựa vào Bảng 12.1, dự đoán phản ứng nào có thể xảy ra. Viết phương trình hoá học của phản ứng (nếu có).

Lời giải:

Dựa vào Bảng 12.1 ta có: $E_{A{l}^{3+}/Al}^o<E_{2H^{+}/H_2}^o<E_{A{g}^{+}/Ag}^o$

Dự đoán phản ứng giữa Al và HCl có thể xảy ra.

Phương trình hoá học của phản ứng:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Dựa vào Bảng 12.1, xác định cathode và anode trong pin điện hoá Zn-Pb gồm điện cực chuẩn

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 7 trang 67 Hóa học 12: Dựa vào Bảng 12.1, xác định cathode và anode trong pin điện hoá Zn-Pb gồm điện cực chuẩn Zn²⁺/Zn và điện cực chuẩn Pb²⁺/Pb. Tính sức điện động chuẩn của pin.

Lời giải:

Anode: Zn

Cathode: Pb

Sức điện động chuẩn của pin:

$E_{Pin}^o=E_{Cathode}^o-E_{Anode}^o=E_{P{b}^{2+}/Pb}^o-E_{Z{n}^{2+}/Zn}^o=-0,13-(-0,76)=0,63V$

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Hãy nêu một số ứng dụng của pin mặt trời trong đời sống

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 8 trang 68 Hóa học 12: Hãy nêu một số ứng dụng của pin mặt trời trong đời sống.

Lời giải:

Một số ứng dụng của pin mặt trời trong đời sống:

+ Trạm xe bus chiếu sáng tự động bằng pin mặt trời.

+ Ứng dụng pin mặt trời cho phương tiện giao thông.

+ Ứng dụng pin mặt trời cho trụ đèn đường, đèn giao thông.

+ Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời …

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Hãy nêu một số thiết bị sử dụng acquy mà em biết

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 9 trang 68 Hóa học 12: Hãy nêu một số thiết bị sử dụng acquy mà em biết.

Lời giải:

Một số thiết bị sử dụng acquy:

+ Xe đạp điện.

+ Xe điện đồ chơi dành cho trẻ em.

+ Quạt tích điện.

+ Đèn tích điện …

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Tìm hiểu và nêu ưu, nhược điểm của pin nhiên liệu, pin mặt trời và acquy

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Thảo luận 10 trang 68 Hóa học 12: Tìm hiểu và nêu ưu, nhược điểm của pin nhiên liệu, pin mặt trời và acquy.

Lời giải:

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Lắp ráp thêm một số pin đơn giản từ các nguyên liệu khác và đo sức điện động của pin

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Vận dụng trang 69 Hóa học 12: Lắp ráp thêm một số pin đơn giản từ các nguyên liệu khác và đo sức điện động của pin.

Lời giải:

Ví dụ: Lắp pin chuối

Chuẩn bị:

Hoá chất: các thanh kim loại: kẽm, đồng; quả chuối…

Dụng cụ: dây điện có sẵn kẹp cá sấu hai đầu, vôn kế.

Tiến hành:

- Cắm hai thanh kim loại vào quả chuối.

- Nối cực âm của vôn kế với thanh kẽm và cực dương của vôn kế với thanh đồng.

Chú ý: Không để hai thanh kim loại tiếp xúc với nhau.

Đo sức điện động của pin.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Cho các kim loại: K, Mg, Al, Ag. Hãy viết các cặp oxi hoá – khử tạo bởi các kim loại đó

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Bài tập 1 trang 69 Hóa học 12: Cho các kim loại: K, Mg, Al, Ag. Hãy viết các cặp oxi hoá – khử tạo bởi các kim loại đó và dựa vào bảng giá trị thế điện cực chuẩn, sắp xếp theo thứ tự giảm dần tính oxi hoá của các ion kim loại tương ứng.

Lời giải:

- Cặp oxi hoá – khử tạo bởi các kim loại K, Mg, Al, Ag lần lượt là: K⁺/K; Mg²⁺/Mg; Al³⁺/Al; Ag⁺/Ag.

- Dựa vào bảng thế điện cực chuẩn ta có: $E_{K^{+}/K}^o<E_{M{g}^{2+}/Mg}^o<E_{A{l}^{3+}/Al}^o<E_{A{g}^{+}/Ag}^o$

Vậy, thứ tự giảm dần tính oxi hoá của các ion kim loại tương ứng: Ag⁺, Al³⁺, Mg²⁺, K⁺.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Xác định chiều của các phản ứng hoá học xảy ra giữa các cặp oxi hoá – khử: Cu2+/Cu

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Bài tập 2 trang 69 Hóa học 12: Xác định chiều của các phản ứng hoá học xảy ra giữa các cặp oxi hoá – khử: Cu²⁺/Cu, Zn²⁺/Zn và Ag⁺/Ag ở điều kiện chuẩn. Giải thích và viết phương trình hoá học.

Lời giải:

Chiều của phản ứng hóa học xảy ra giữa các cặp oxi hóa – khử: Kim loại của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn có thể khử được cation kim loại của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ở điều kiện chuẩn.

Ta có: $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^o<E_{C{u}^{2+}/Cu}^o<E_{A{g}^{+}/Ag}^o$

Các phương trình hoá học có thể xảy ra là:

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu;

Zn + 2Ag⁺ → Zn²⁺ + 2Ag;

Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag;

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Trong pin điện hoá, quá trình khử: a) xảy ra ở cực âm; b) xảy ra ở cực dương

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Bài tập 3 trang 69 Hóa học 12: Trong pin điện hoá, quá trình khử

A. xảy ra ở cực âm.

B. xảy ra ở cực dương.

C. xảy ra ở cực âm và cực dương.

D. không xảy ra ở cả cực âm và cực dương.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Trong pin điện hoá, quá trình khử xảy ra ở cathode (điện cực dương).

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Khi pin Galvani Zn-Cu hoạt động thì nồng độ

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Bài tập 4 trang 69 Hóa học 12: Khi pin Galvani Zn-Cu hoạt động thì nồng độ

A. Cu²⁺ giảm, Zn²⁺ tăng.

B. Cu²⁺ giảm, Zn²⁺ giảm.

C. Cu²⁺ tăng, Zn²⁺ tăng.

D. Cu²⁺ tăng, Zn²⁺ giảm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phản ứng oxi hoá – khử xảy ra trong pin:

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Vậy, khi pin Galvani Zn-Cu hoạt động thì nồng độ Cu²⁺ giảm, Zn²⁺ tăng.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Cho một pin điện hoá được tạo bởi các cặp oxi hoá khử Fe2+/Fe, Ag+/Ag ở điều kiện chuẩn

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Bài tập 5 trang 69 Hóa học 12: Cho một pin điện hoá được tạo bởi các cặp oxi hoá khử Fe²⁺/Fe, Ag⁺/Ag ở điều kiện chuẩn. Quá trình xảy ra ở cực âm khi pin hoạt động là

A. Fe → Fe²⁺ + 2e.

B. Fe²⁺ + 2e → Fe.

C. Ag⁺ + le → Ag.

D. Ag → Ag⁺ + le.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phản ứng oxi hoá – khử diễn ra trong pin:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Trong pin điện hoá, cực âm là anode, xảy ra quá trình nhường electron.

Vậy, quá trình xảy ra ở cực âm khi pin hoạt động là: Fe → Fe²⁺ + 2e.

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác:

Dựa vào Bảng 12.1, tính sức điện động chuẩn của các pin điện hoá tạo bởi các cặp oxi hoá – khử sau

Giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học - Chân trời sáng tạo

Bài tập 6 trang 69 Hóa học 12: Dựa vào Bảng 12.1, tính sức điện động chuẩn của các pin điện hoá tạo bởi các cặp oxi hoá – khử sau: Fe^2+/Fe và Cu²⁺/Cu; Sn²⁺/Sn và Ag⁺/Ag; Pb²⁺/Pb và Ag⁺/Ag.

Lời giải:

- Xét pin điện hoá tạo bởi các cặp oxi hoá – khử: Fe^2+/Fe và Cu²⁺/Cu

Ta có: $E_{Pin}^o=E_{Cathode}^o-E_{Anode}^o=E_{C{u}^{2+}/Cu}^o-E_{F{e}^{2+}/Fe}^o=0,34-(-0,44)=0,78V.$

- Xét pin điện hoá tạo bởi các cặp oxi hoá – khử: Sn²⁺/Sn và Ag⁺/Ag

Ta có: $E_{Pin}^o=E_{Cathode}^o-E_{Anode}^o=E_{A{g}^{+}/Ag}^o-E_{S{n}^{2+}/Sn}^o=0,8-(-0,14)=0,94V.$

- Xét pin điện hoá tạo bởi các cặp oxi hoá – khử: Pb²⁺/Pb và Ag⁺/Ag

Ta có: $E_{Pin}^o=E_{Cathode}^o-E_{Anode}^o=E_{A{g}^{+}/Ag}^o-E_{P{b}^{2+}/Pb}^o=0,8-(-0,13)=0,93V.$

Lời giải Hóa 12 Bài 12: Thế điện cực và nguồn điện hoá học hay khác: