Giải Câu 3 trang 87 SGK Hoá học 12

Lời giải

Phân tích chung

Trong pin điện hoá, điện cực có thế điện cực chuẩn lớn hơn là cực dương (catot), điện cực có thế nhỏ hơn là cực âm (anot). Vì $E^{o}_{Ag^{+}/Ag}=+0{,}799\,\text{V}$ lớn hơn thế của tất cả các cặp $M^{2+}/M$ đã cho, nên Ag là cực dương, M là cực âm.

Sức điện động chuẩn của pin:

$$E^{o}_{pin}=E^{o}_{(+)}-E^{o}_{(-)}=E^{o}_{Ag^{+}/Ag}-E^{o}_{M^{2+}/M}$$

a) Tìm kim loại M

Ta có:

$$E^{o}_{M^{2+}/M}=E^{o}_{Ag^{+}/Ag}-E^{o}_{pin}=0{,}799-1{,}056=-0{,}257\,\text{V}$$

So với bảng, giá trị $-0{,}257\,\text{V}$ ứng với cặp $Ni^{2+}/Ni$.

Vậy kim loại M là Ni (niken).

*Kiểm tra lại:* $E^{o}_{pin}=0{,}799-(-0{,}257)=1{,}056\,\text{V}$ — đúng với đề bài.

b) Chọn M để pin có sức điện động chuẩn lớn nhất

Vì $E^{o}_{pin}=0{,}799-E^{o}_{M^{2+}/M}$, muốn $E^{o}_{pin}$ lớn nhất thì $E^{o}_{M^{2+}/M}$ phải nhỏ nhất (âm nhất).

Trong các kim loại Cu, Fe, Ni, Sn, cặp có thế điện cực chuẩn nhỏ nhất là:

$$E^{o}_{Fe^{2+}/Fe}=-0{,}44\,\text{V}$$

Vậy chọn M là Fe. Khi đó:

$$E^{o}_{pin}=0{,}799-(-0{,}44)=1{,}239\,\text{V}$$

Đây là sức điện động chuẩn lớn nhất.

Đáp số