dãy điện hóa của kim loại đầy đủ cho biết tính oxi hóa và tính khử của các chất

Dãy điện hóa của kim loại đầy đủ có vai trò và ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của hóa học. Cùng DINHNGHIA.VN tìm hiểu dãy điện hóa của kim loại đầy đủ cũng như tính chất hóa học của kim loại để hiểu rõ hơn về phần kiến thức quan trọng này qua bài viết dưới đây nhé!

Dãy điện hóa của kim loại đầy đủ và ý nghĩa của dãy điện hóa của kim loại

Dãy điện hóa của kim loại là gì?

Dãy điện hóa của kim loại hay còn được biết đến với tên gọi khác là dãy hoạt động hóa học của kim loại. Đây là một dãy các kim loại được sắp xếp theo thứ tự nhất định. Cụ thể, thứ tự này được sắp xếp phụ thuộc vào mức độ hoạt động của kim loại. Mức độ này sẽ được xác định dựa vào khả năng tham gia phản ứng hóa học của kim loại này với các chất khác.

*** Lưu ý: Ghi nhớ và hiểu dãy điện hóa của kim loại đầy đủ sẽ giúp việc học hóa đơn giản và dễ hiểu hơn rất nhiều. Khi làm bài tập về dãy điện hóa, chúng ta cần lưu ý các cặp oxi hóa khử sau:

\(Fe^{2+}/Fe, Cu^{2+}/{Cu}, Fe^{3+}/{Fe},Ag^{+}/{Ag}\)

Ý nghĩa dãy điện hóa của kim loại đầy đủ

Dãy hoạt động hóa học của kim loại cho biết điều gì? Trước tiên, dựa vào dãy điện hóa của kim loại, ta có thể biết được các cặp chất nào sẽ tác dụng được với nhau. Quy tắc phản ứng này được gọi là quy tắc α. Cụ thể, chất ở phía trên bên phải của dãy điện hóa sẽ tác dụng với chất ở phía dưới bên trái. Phản ứng này có thể hiểu là phản ứng của kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối.

Các kim loại đứng phía trước sẽ có tính khử mạnh hơn kim loại đứng sau. Ngược lại, các kim loại đứng sau sẽ có tính oxi hóa mạnh hơn những kim loại đứng trước.

Ví dụ: \(Cu^{2+} + Fe \rightarrow Fe^{2+} + Cu\) (kết tủa)

Tuy nhiên, quy tắc α cũng có những trường hợp ngoại lệ. Cụ thể:

  • Các kim loại kiềm đầu dãy sẽ không khử kim loại. Mà ngược lại, chúng sẽ khử nước.

Ví dụ: \(Ca + 2H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2} + H_{2}\).

  • Các kim loại từ Mg đến trước Hidro, khi tác dụng với dung dịch axit sẽ tạo ra muối và giải phóng khí hidro.

Ví dụ: \(Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}\)

  • Al, Fe, Cr sẽ không có phản ứng với \(HNO_{3}\) đặc nguội và \(H_{2}SO_{4}\) đặc nguội.
  • Các kim loại cuối dãy (Au, Pt,…) ko tác dụng được với axit. Đây cũng là một cách để kiểm tra vàng.
dãy điện hóa của kim loại đầy đủ cho biết tính oxi hóa và tính khử của các chất
Dãy điện hóa của kim loại đầy đủ cho biết tính oxi hóa và tính khử của các chất

So sánh tính oxi hóa – khử

  • Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại \(E_{M^{n+}/M}^{o}\) càng lớn thì tính oxi hóa của cation \(M^{n+}\) càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu và ngược lại.
  • Từ trái sang phải, tính khử của kim loại giảm, tính oxi hóa của cation tăng

Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử

  • Quy tắc \(\alpha\)
  • Để viết đúng chiều của phản ứng oxi hóa – khử, người ta viết cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ ở bên trái, cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ở bên phải rồi viết phương trình theo quy tắc \(\alpha\)

dãy điện hóa kim loại đầy đủ và so sánh oxi hóa khử

  • Phản ứng xảy ra theo chiều mũi tên, tức là:

dãy điện hóa kim loại đầy đủ và theo chiều mũi tên

Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa

\(E^{o}_{pin} = E^{o}(+) – E^{o}(-)\)

Ví dụ: Suất điện động của pin điện hóa Zn – Cu:

\(E_{pin}^{o} = E_{Cu^{2+}/Cu}^{o} – E_{Zn^{2+}/Zn}^{o} = 0,34 – (-0,76) = 1,1V\)

Tính chất hóa học của kim loại

Từ dãy điện hóa của kim loại đầy đủ, ta có thể xác định được tính chất của các chất trong dãy điện hóa. Vậy các kim loại nói chung có tính chất hóa học thế nào?

Tính chất hóa học nổi bật nhất của kim loại là tính khử. Công thức tổng quát như sau:  

\(M \rightarrow M^{n+} + ne\) (với \(1\leq n\leq 3\)).

Tác dụng với phi kim

Kim loại có thể tác dụng với phi kim để tạo ra muối. Các phi kim thường gặp như clo, oxi hay lưu huỳnh. Các muối tạo ra đều có điểm chung là sẽ kết tủa.

Ví du:

Tác dụng với clo: \(2Fe + Cl_{2} \rightarrow 2FeCl_{3}\) (phản ứng này sắt luôn có hóa trị III).

Tác dụng với oxi: \(4Al + O_{2} \rightarrow 2Al_{2}O_{3}\)

Tác dụng với lưu huỳnh: \(Hg + S\rightarrow HgS\)

Tác dụng với dung dịch axit

Kim loại có thể tác dụng với dung dịch axit để tạo ra muối và giải phóng khí hoặc nước. Tuy nhiên, với những trường hợp ngoại lệ đã được nêu trong phần ý nghĩa của dãy điện hóa kim loại sẽ không có phản ứng với dung dịch axit.

Khi tác dụng với Dung dịch HCl, \(H_{2}SO_{4}\) loãng thì kim loại khử \(H^{+}\) tạo thành \(H_{2}\)

Ví dụ: \(Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2}\)

Khi kim loại tác dụng với dung dịch \(HNO_{3}, H_{2}SO_{4}\) đặc: kim loại khử \(N^{+5}, S^{+6}\) xuống số mức oxi hóa thấp hơn

Ví dụ: \(3Cu + HNO3 \rightarrow 3CuSO_{4} + 2NO + 4H_{2}O\), trong đó, \(HNO_{3}\) loãng còn NO sinh ra ở dạng khí.

Tác dụng với nước

Phản ứng này sẽ đúng với kim loại nhóm IA và IIA. Sản phẩm được tạo thành sẽ là một dung dịch kiềm và khí hidro.

Ví dụ: \(2Na + 2H_{2}O \rightarrow 2NaOH + H_{2}\) (khí)

Tác dụng với dung dịch muối

Đây là tính chất thể hiện việc kim loại mạnh hơn sẽ khử ion kim loại yếu hơn trong muối thành kim loại tự do. Sản phẩm được tạo thành sẽ là một muối mới và kim loại mới.

Ví dụ: \(Fe + CuSO_{4}\rightarrow FeSO_{4} + Cu\)

dãy điện hóa của kim loại đầy đủ và các tính chất của kim loại
Dãy điện hóa của kim loại đầy đủ và các tính chất của kim loại

Cách nhớ nhanh dãy điện hóa kim loại đầy đủ

Dãy điện hóa của kim loại đầy đủ giúp ích rất nhiều trong quá trình làm bài tập hóa học. Hiểu được dãy điện hóa chính là chúng ta đã hiểu rõ về kim loại – một phần kiến thức cực kỳ quan trọng trong hóa học vô cơ. Tuy nhiên, chúng ta cũng cần phân biệt dãy điện hóa kim loại và dãy điện hóa của kim loại đầy đủ. Dãy điện hóa kim loại đầy đủ sẽ dài và phức tạp hơn. Vậy làm thế nào để nhớ được hết dãy điện hóa kim loại?

Cách nhớ nhanh dãy điện hóa kim loại đang được nhiều bạn học sinh áp dụng đó là biến tấu thành một đoạn thơ.

  • K Na Ba Ca Mg Al Zn

Khi Nào Con May Áo Dài

  • Fe Ni Sn Pb H

Phái Người Sang Phố Hỏi

  • Cu Hg Ag Pt Au

Cửa Hiệu Á Phi Âu.

Hoặc chúng ta cũng có thể sử dụng mẹo học thuộc dãy điện hóa khác:

  • Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Cr \(Fe^{2+}/Fe\) Ni Sn Pb \(Fe^{3+}/Fe\) H Cu Hg \(Fe^{3+}/Fe^{2+}\) Hg Ag Pt Au

Lúc khác Ba Cần Nên Mang Áo Giáp Có Sắt 2/Sắt Nên sang Phố Sắt 3/Sắt Hỏi cửa Hàng Sắt 3/Sắt 2 Hiệu Á Phi Âu

  • Cần ghi nhớ vị trí của các nguyên tố này để tránh nhầm lẫn: Al, Ag, Pb, Pt
  • Áo lụa (Al) trước, Áo gấm (Ag) sau.
  • Phở bò (Pb) trước, Phở tái (Pt) sau.
  • Các kim loại đứng trước sẽ có tính khử mạnh hơn kim loại đứng sau, cation đứng sau sẽ có tính oxi hóa mạnh hơn cation đứng trước.Hay đơn giản hơn bạn chỉ cần nhớ rõ nguyên tắc chất oxi hoá mạnh + chất khử mạnh \(\rightarrow\) chất oxi hoá yếu + chất khử yếu.

Ví dụ:

\(Cu^{2+} + Fe \rightarrow Fe^{2+} + Cu\)

Dãy điện hóa sẽ tương ứng với câu thơ:

Không Nói Li Biệt Chiều Mưa Ấy

Mắt Dõi Phương Cũ Nhớ Thương Chờ

Hỏi Có Biết Hay Ai Phố Vắng

Chín nhớ mười thương vào tận mơ…

dãy điện hóa của kim loại có ý nghĩa vô cùng quan trọng
Dãy điện hóa của kim loại có ý nghĩa vô cùng quan trọng

Một số dạng bài tập dãy điện hóa kim loại

Bài 1: Dung dịch \(FeSO_{4}\) có lẫn tạp chất là \(CuSO_{4}\). Hãy giới thiệu phương pháp hóa học đơn giản để có thể loại được tạp chất. Giải thích việc làm viết phương trình phản ứng dạng phân tử và ion thu gọn.

Cách giải:

Cho một thanh sắt sạch vào dung dịch có phản ứng:

\(Fe + CuSO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + Cu\)

Toàn bộ Cu thoát ra bám trên bề mặt thanh sắt, lấy thanh sắt ra ta còn lại dung dịch chỉ có \(FeSO_{4}\).

\(Fe + CuSO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + Cu\)

\(Fe + Cu^{2+} \rightarrow Fe^{2+} + Cu\)

Bài 2: Nhúng một lá sắt nhỏ vào dung dịch chứa một trong những chất sau: \(FeCl_{3}, AlCl_{3}, CuSO_{4}, Pb(NO_{3})_{2}, NaCl, HCl, HNO_{3}, H_{2}SO_{5}\) (đặc nóng), \(NH_{4}NO_{3}\). Số trường hợp phản ứng tạo muối Fe (II) là ?

Cách giải:

Các chất phản ứng tạo muối Fe (II) là \(FeCl_{3}, CuSO_{4}, Pb(NO_{3})_{2}, HCl\)

\(Fe + 2FeCl_{3} \rightarrow 3FeCl_{2}\)

\(Fe + CuSO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + Cu\)

\(Fe + Pb(NO_{3})_{2} \rightarrow Fe(NO_{3})_{2} + Pb\)

\(Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2}\)

Bài 3: Cho 5,5 gam hỗn hợp Al và Fe (trong đó số mol Al gấp đôi số mol Fe) vào 300 ml dung dịch \(AgNO_{3}\) 1M. Khuấy kỹ đến phản ứng hoàn toàn thu m gam chất rắn. Giá trị của m là ?

Cách giải:

Các phương trình hóa học có thể xảy ra :

luyện tập dãy điện hóa kim loại đầy đủ

\(n_{AgNO_{3}} = 0,3. 1 = 0,3\, mol\)

Gọi số mol Al là x thì số mol Fe là 0,5x

Theo đề bài ta có:

27x + 56. 0,5x = 5,5 (1)

\(\Rightarrow\) x = 0,1 mol

Theo pt (1)

\(n_{AgNO_{3}} = 3. n_{Al} = 3. 0,1 = 0,3\, mol\) do đó chỉ xảy ra phản ứng (1).

Chất rắn thu được sau phản ứng là Ag và Fe

Khối lượng chất rắn thu được:

\(m = m_{Ag} + m_{Fe} = 0,3. 108 + 0,1. 0,5. 56 = 35,2\, (g)\)

Bài 4: Hãy sắp xếp theo chiều giảm tính khử và chiều tăng tính oxi hoá của các nguyên tử và ion trong hai trường hợp sau đây:

  1. \(Fe, Fe^{2+}, Fe^{3+}, Zn, Zn^{2+}, Ni, Ni^{2+}, H, H^{+}, Hg, Hg^{2+}, Ag, Ag^{+}\).
  2. \(Cl, Cl^{-}, Br, Br^{-}, F, F^{-}, I, I^{-}\).

Cách giải:

  1. Giảm tính khử: \(Zn > Fe > Ni > H > Hg > Ag\)

Tăng tính oxi hóa: \(Zn^{2+} < Fe^{2+} < Ni^{2+} < H^{+} < Hg^{2+} < Fe^{3+} < Ag^{+}\)

      2. Giảm tính khử: \(I^{-} > Br^{-} > Cl^{-} > F^{-}\)

Tăng tính oxi hóa: \(I < Br < Cl < F\)

Xem thêm >>> Electron hóa trị là gì? Cách xác định số electron hóa trị

Xem thêm >>> Mmol/l là gì? Công thức tính mmol/l và Ứng dụng của nồng độ mol

Xem thêm >>> Tính chất hóa học của kim loại và Một số đặc điểm chung của kim loại

Có rất nhiều cách để ghi nhớ dãy điện hóa của kim loại đầy đủ. Các em cũng có thể tự sáng tạo cho mình một cách ghi nhớ riêng. Việc hiểu và nhớ dãy điện hóa của kim loại sẽ giúp ích rất nhiều cho chúng ta đó nhé. Nếu có bất cứ thắc mắc nào về dãy điện hóa của kim loại đầy đủ, hãy để lại nhận xét để cùng DINHNGHIA.VN tìm ra lời giải nhé.

Please follow and like us:
error

Comments

  1. Pingback: Tính theo phương trình hóa học là gì? Những dạng bài tập và Cách giải

  2. Pingback: Dãy hoạt động hóa học của kim loại là gì? Ý nghĩa dãy hoạt động hóa học

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *