Hóa 12 Bài 15: Thế điện cực và nguồn điện hoá học Giải Hóa 12 Kết nối tri thức trang 67 → 77

Giải bài tập SGK Hóa học 12 trang 67 → 77 sách Kết nối tri thức với cuộc sống giúp các em học sinh lớp 12 xem gợi ý giải các câu hỏi Bài 15: Thế điện cực và nguồn điện hoá học thuộc Chương 5: Pin điện và điện phân.

Soạn Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 15 các em sẽ biết cách trả lời toàn bộ các câu hỏi bài học này. Đồng thời, qua tài liệu này giúp quý thầy cô tham khảo để soạn giáo án cho học sinh của mình theo chương trình mới. Mời thầy cô và các em cùng theo dõi bài viết dưới đây của Download.vn:

Trả lời câu hỏi Mở đầu Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 15

Pin điện hoá là nguồn năng lượng được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị như đèn pin, điện thoại, laptop, máy tính cầm tay, đồng hồ, xe đạp điện, xe máy điện, ô tô, máy bay không người lái.... Pin điện hoá có cấu tạo như thế nào? Phản ứng oxi hóa - khử đóng vai trò gì trong hoạt động của pin điện hoá? Làm thế nào để lắp ráp được một số pin điện hoá đơn giản?

Trả lời:

- 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.

- Vai trò của phản ứng oxi hoá – khử trong 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.

- Lắp ráp pin điện hoá đơn giản:

Chuẩn bị: Hoá chất: các thanh kim loại: kẽm, đồng, nhôm, sắt; quả chanh (hoặc quả cam, quả chuối, củ khoai tây,...).

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

Tiến hành:

• Chọn hai điện cực là hai kim loại khác nhau, ví dụ như thanh kẽm và thanh đồng.
• Cắm hai thanh kim loại vào quả chanh.
• 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.

Giải Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 15 - Câu hỏi

Câu 1

Viết bán phản ứng hoặc cặp oxi hoá – khử còn thiếu trong bảng dưới đây vào vở:

Trả lời:

Câu 2

Cho đinh sắt (iron) tác dụng với dung dịch hydrochloric acid, thu được muối iron(II) chloride và khí hydrogen.

a) Viết phương trình hoá học của phản ứng ở dạng ion thu gọn.

b) Xác định các cặp oxi hoá – khử trong phản ứng trên.

Trả lời:

a) Phương trình hoá học của phản ứng ở dạng ion thu gọn:

Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂

b) Các cặp oxi hoá – khử trong phản ứng trên: Fe₂₊/Fe, 2H⁺/H₂.

Câu 3

Cho các cặp oxi hoá – khử sau: Na⁺/Na; Mg²⁺/Mg; Zn²⁺/Zn; Al³⁺/Al; Fe²⁺/Fe; Ag⁺/Ag; 2H⁺/H₂; Cu²⁺/Cu.

Dựa vào Bảng 15.1, sắp xếp các cặp oxi hoá – khử trên theo chiều giảm dần tính khử của dạng khử.

Trả lời:

Sắp xếp các cặp oxi hoá – khử trên theo chiều giảm dần tính khử của dạng khử:

Na⁺/Na; Mg²⁺/Mg; Al³⁺/Al; Zn²⁺/Zn; Fe²⁺/Fe; 2H⁺/H₂; Cu²⁺/Cu; Ag⁺/Ag.

Câu 4

Ở điều kiện chuẩn, kim loại M có thể tác dụng được với dung dịch acid (H⁺), với nước khi giá trị thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá – khử kim loại Mn+/M thoả mãn điều kiện nào?

Trả lời:

Ở điều kiện chuẩn, kim loại M có thể tác dụng được với dung dịch acid (H⁺), với nước khi giá trị thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá – khử kim loại Mn⁺/M nhỏ hơn giá trị thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá – khử 2H⁺/H₂.

Câu 5

Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn ở Bảng 15.1, hãy viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra giữa các cặp oxi hoá – khử sau:

a) Ni²⁺/Ni và 2H⁺/H₂;

b) Fe²⁺/Fe và Cu²⁺/Cu;

c) Zn²⁺/Zn và Au³⁺/Au.

Trả lời:

Các phương trình hoá học:

a) Ni + 2H⁺ → Ni²⁺ + H₂;

b) Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu;

c) 3Zn + 2Au³⁺ → 3Zn²⁺ + 2Au.

Câu 6

Một pin Galvani được thiết lập ở điều kiện chuẩn theo sơ đồ Hình 15.10.

Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn ở Bảng 15.1:

a) Xác định anode, cathode và viết các quá trình xảy ra ở anode, cathode. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong pin.

b) Tính sức điện động chuẩn của pin và so sánh với giá trị hiển thị trên vôn kế.

c) Xác định chiều của dòng electron chạy qua dây dẫn.

Trả lời:

a) Thanh Cu là nguồn cung cấp electron nên đóng vai trò là anode (cực âm). Ở thanh Cu xảy ra quá trình: Cu → Cu²⁺ + 2e.

Thanh Ag là nơi nhận electron nên đóng vai trò là cathode (cực dương). Ở thanh Ag xảy ra quá trình: Ag⁺ + 1e → Ag.

Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong pin:

Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag

b) Sức điện động chuẩn của pin:

Giá trị này bằng với giá trị hiển thị trên vôn kế.

c) Chiều của dòng electron chạy qua dây dẫn: Electron được truyền từ chất khử sang chất oxi hoá qua dây dẫn hay chiều từ anode sang cathode.

Câu 7

Phân loại các loại pin sử dụng trong gia đình và đề xuất cách thu gom, xử lí khi hết hạn sử dụng để bảo vệ môi trường.

Trả lời:

Phân loại các loại pin sử dụng trong gia đình:

- Acquy: là nguồn điện được sử dụng phổ biến trong các phương tiện giao thông, thiết bị lưu điện, phát điện…

- Pin nhiên liệu: là loại pin điện hoá chuyển đổi hoá năng thành năng lượng điện năng thông qua phản ứng oxi hoá – khử.

- Pin Mặt Trời gồm nhiều tấm vật liệu bán dẫn được ghép nối với nhau, có khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng.

- Pin lithium – ion: thuộc loại pin sạc, sử dụng trong laptop, điện thoại, máy quay phim, phương tiện giao thông chạy điện …

- Pin khô: thuộc loại pin sơ cấp, không sạc, được dùng trong thiết bị điều khiển, máy ảnh, đồ chơi …

Cách thu gom, xử lí pin khi hết hạn sử dụng để bảo vệ môi trường:

- Không nên vứt pin đã hết hạn vào thùng rác sinh hoạt vì trong cấu tạo mỗi viên pin đều chứa các kim loại nặng, độc hại.

- Cho các pin hết hạn vào lọ thuỷ tinh sạch, để nơi khô ráo, tránh nhiệt độ quá cao, tránh xa tầm tay trẻ em … rồi đưa đến các điểm thu gom pin đã qua sử dụng. Các điểm này thường có ở siêu thị, cửa hàng tiện ích hoặc sảnh chung cư …