30 đề thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 10 & 11 của các trường chuyên khu vực duyên hải đồng bằng bắc bộ có đáp án

Bài 3. (2 điểm): Điện hóa học.
Dung dịch X gồm K 2 Cr 2 O 7 0,010 M; KMnO 4 0,010 M; Fe 2 (SO 4 ) 3 0,0050 M và H 2 SO 4
(pH của dung dịch bằng 0). Thêm dung dịch KI vào dung dịch X cho đến nồng độ của
KI là 0,50 M, được dung dịch Y (coi thể tích không thay đổi khi thêm KI vào dung
dịch X).
a) Hãy mô tả các quá trình xảy ra và cho biết thành phần của dung dịch Y.
b) Tính thế của điện cực platin nhúng trong dung dịch Y.
c) Cho biết khả năng phản ứng của Cu 2+ với I - (dư) ở điều kiện tiêu chuẩn. Giải thích.
d) Viết sơ đồ pin được ghép bởi điện cực platin nhúng trong dung dịch Y và điện cực
platin nhúng trong dung dịch gồm Cu 2+ , I - (cùng nồng độ 1 M) và chất rắn CuI. Viết
phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trên từng điện cực và xảy ra trong pin
khi pin hoạt động.
0 0 0
Cho:
2 3+ 2+ 3+ 2+
Cr
2O 7
Cr /
MnO /Mn
4
Fe /Fe
E = 1,330 V; E = 1,510 V; E = 0,771 V ;
0
2+ s(CuI)
Cu /Cu
E = 0,153 V;
pK 12;
ở 25 o C:
Hướng dẫn giải
E
0
3
I /I
RT
2,303 = 0,0592;
F
= 0,5355 V
Cr (Z = 24).
Mỗi phần đúng được 0.5 điểm
0 0 0 0
a) Do E
- 2+
= 1,51 V > E
2- 3+
= 1,33 V > E
3+ 2+
= 0,771V > E
- -
= 0,5355 V, nên các
MnO /Mn Cr O /Cr Fe /Fe I /I
4 2 7 3
quá trình xảy ra như sau:
2
-
MnO
4
+ 16 H + + 15 I - 2 Mn 2+ + 5 I - + 8 H 3 2O
0,01 0,5
- 0,425 0,01 0,025
2-
Cr O + 14 H + + 9 I - 2 Cr 3+ + 3 I - 2 7
3
+ 7 H 2 O
0,01 0,425 0,025
- 0,335 0,02 0,055
2 Fe 3+ + 3 I - 2 Fe 2+ -
+ I
3
0,01 0,335 0,055
- 0,32 0,01 0,06
Thành phần của dung dịch Y: 3
-
I 0,060 M; I - 0,32 M; Mn 2+ 0,01 M; Cr 3+ 0,02 M; Fe 2+
0,01 M.
-
b) I + 2 e 3 I -
3
E =
- -
I /I
3
0,0592 0,06
0,5355 + .log
2 (0,32)
3
= 0,54 V.
4