Học sinh tra cứu được giá trị thế điện cực chuẩn E° của 3 cặp oxi hóa – khử Li+/Li, Na+/Na và K+/K lần lượt là –3,04V, –2,71V và –2,93V. Từ đó, học sinh đặt giả thuyết “Giá trị thế điện cực chuẩn của kim loại càng âm thì kim loại phản ứng với nước càng mạnh liệt”. Để kiểm chứng, học sinh chuẩn bị 3 cốc dung tích 500 mL, mỗi cốc chứa 200 mL nước và vài giọt phenolphthalein (cùng nhiệt độ). Cho từng mẫu kim loại Li, Na, K có khối lượng bé và xấp xỉ nhau vào từng cốc riêng. Thông tin thí nghiệm được ghi lại như sau:
Li: Mẫu kim loại di chuyển với tốc độ vừa phải trên mặt nước, sủi bọt khí, tan hết sau 57 giây. Dung dịch chuyển sang màu hồng.
Na: Mẫu kim loại di chuyển với tốc độ vừa phải rồi đột ngột lăn tròn nhanh trên mặt nước, sủi bọt khí mạnh, tan hết sau 34 giây. Dung dịch chuyển sang màu hồng.
K: Mẫu kim loại di chuyển rất nhanh và bốc cháy (ngọn lửa tím nhạt) kèm hiện tượng nổ, sủi bọt khí rất mạnh, tan hết sau 8 giây. Dung dịch chuyển sang màu hồng.
a) Dung dịch chuyển sang màu hồng chứng tỏ có sự hình thành H+ trong các phản ứng.
b) Phản ứng của K với nước mãnh liệt hơn phản ứng của các kim loại còn lại với nước.
c) Phân tích thông tin thí nghiệm trên thấy học sinh đã chứng minh được giả thuyết của họ.
d) Từ thí nghiệm cho thấy rằng, với Li, Na và K, không thể dùng giá trị E° để so sánh mức độ mãnh liệt phản ứng của chúng với nước.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, dung dịch chuyển sang màu hồng chứng tỏ có sự hình thành OH- trong các phản ứng:
M + H2O —> M+ + OH- + ½H2
(b) Đúng, như hiện tượng miêu tả thì K phản ứng với H2O mãnh liệt hơn nhiều Li hay Na phản ứng với H2O.
(c) Sai, kết quả thí nghiệm đã phủ nhận giả thuyết: Li có thế điện cực chuẩn âm nhất nhưng phản ứng với nước êm dịu nhất.
(d) Đúng, một kim loại phản ứng mãnh liệt với nước hay không gồm nhiều yếu tố ảnh hưởng tới, thế điện cực chuẩn chỉ là một trong các yếu tố đó.