Bài giảng Hóa học - Bài 20: Dãy điện hóa của kim loại

Quyù Thaày Coâvaø caùc em hoïc sinhChaøo möøngKIỂM TRA BÀI CŨViết các phương trình phản ứng (dạng phân tử và ion thu gọn) của phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho các cặp chất sau tác dụng với nhau : a) Fe + dung dịch CuSO4; b) Cu + dung dịch AgNO3DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠIBÀI 20AI. KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA-KHỬ CỦA KIM LOẠIII- PIN ĐIỆN HÓAIII- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠIIV- DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠIII- Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN Kết luận : Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa - khử :I- KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA - KHỬ CỦA KIM LOẠICặp oxi hóa-khử : Cu2+/Cu (dạng oxi hóa)(dạng khử)Cu + 2e Cu 2+Ví dụ :Cặp oxi hóa-khử : Mn+/M (dạng oxi hóa)(dạng khử)M + ne Mn+ Tổng quát :1- Khái niệm- Mô tả: SGK- Hiện tượng: Kim điện kế lệch xuất hiện dòng điện một chiều từ lá Cu (cực dương) sang lá Zn (cực âm). Chiều di chuyển của dòng electron ở mạch ngoài thì ngược lại, từ lá Zn sang lá Cu. II- PIN ĐIỆN HÓAcực dươngCucực âmZn2- Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa Zn Zn2+(aq) 2e-e-ICu Cu2+(aq) 2e-e-III- PIN ĐIỆN HÓA(hay anot)sự oxi hóa nguyên tử Zn Cực Zn: cực âmZn → Zn + 2e2+(hay catot) sự khử ion Cu2+ Cực Cu: cực dươngCu + 2e → Cu 2++ Điện cực kẽm mòn dần.+ Có lớp kim loại bám trên cực Cu. + Màu xanh cốc đựng CuSO4 nhạt dần. Cầu muối:- Tác dụng: làm cân bằng điện tích trong dung dịch.II- PIN ĐIỆN HÓAPhương trình tổng hợp: chất khử mạnhchất oxi hóa yếuchất oxi hóa mạnhchất khử yếuII- PIN ĐIỆN HÓA* Xác định catot, anot trong pin điện hóa - Catot là nơi xảy ra sự khử, anot là nơi xảy ra sự oxi hóa. - Trong pin điện hóa : anot là cực dương, catot là cực âm.Phương trình tổng hợp: chất khử mạnhchất oxi hóa yếuchất oxi hóa mạnhchất khử yếuII- PIN ĐIỆN HÓA1- Khái niệm Pin điện hóa:- Mô tả: SGK- Hiện tượng:+ Kim điện kế lệch chênh lệch điện thế giữa 2 điện cựctrên mỗi điện cực xuất hiện một thế điện cựccực dươngCucực âmZn+ Điện cực kẽm mòn dần+ Có lớp kim loại bám trên cực Cu + Màu xanh cốc đựng CuSO4 nhạt dầnII- PIN ĐIỆN HÓA 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-Eopin phụ thuộc vào:+ Bản chất của kim loại làm điện cực + Nồng độ của dung dịch muối+ Nhiệt độII- PIN ĐIỆN HÓA1- Điện cực hiđro chuẩn Mô tả: SGK Qui ước: ở mọi nhiệt độ III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI 2. Thế điện cực chuẩn của kim loại - 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 LOẠIVD1: Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/ Zn.. Cực âm (anot): Zn Zn2+ + 2e . Cực dương (catot): 2H+ + 2e H2 Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong pin điện hóa: Zn + 2H+ Zn2+ + H2 III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠIVD2: Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag+/Ag. . Cực âm (anot): H2 2H+ + 2e . Cực dương (catot): 2Ag+ +2e 2Ag Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong pin điện hóa: 2Ag+ + H2 2Ag + 2H+ III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI * Lưu ý: - Trình tự lắp pin điện hóa: điện cực hiđro chuẩn luôn luôn đặt bên trái vôn kế, điện cực kim loại cần xác định thế điện cực chuẩn đặt bên phải. - Kim loại đóng vai trò cực âm  E0Mn+/M có giá trị âm. - Kim loại đóng vai trò cực dương  E0Mn+/M có giá trị dương. III- THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI - 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 1. So sánh tính oxi hoá khử 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 CHUẨN2. Xác định chiều của phản ứng oxi hoá khử * Qui tắc anpha () V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN Chất oxi hoá mạnh Chất oxi hoá yếu Chất khử mạnh Chất khử yếu VD: 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 Cation Mg2+ có tính oxi hoá yếu hơn H+. Kim loại Mg có tính khử mạnh hơn H2. Phản ứng xảy ra:2H+ + Mg H2 + Mg2+ V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN3. Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hoá E0pdhVD1:V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨNVD2:Suất điện động chuẩn của pin điện hoá luôn là số dương.Lưu ý:V. Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN4. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá khử Ví dụ: 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 CHUẨNÁP DỤNG Câu 1: 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 .Zn2+ + Cu2+B. Zn2+ + CuC. Cu2+ + ZnD. Cu + ZnCâu 2: Trong pin điện hóa Zn – Cu cặp chất nào sau đây phản ứng được với nhau ?A.0,66 V.B. 0,79 V.C. 0,94 V.D. 1,09 V. Biết : Câu 3: Suất điện động chuẩn của pin điện hóa Sn – Ag làBÀI TẬP VỀ NHÀ- Hoàn thành các bài tập trang 122 SGK.-	- - Chuẩn bị bài mới : “Sự điện phân”cực dươngCucực âmZn+ Điện cực kẽm mòn dần.+ Có lớp kim loại bám trên cực Cu. + Màu xanh cốc đựng CuSO4 nhạt dần.