Hóa học 10 - Chương 4: Phản ứng oxi hoá - Khử - Cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá - khử

Nội dung text: Hóa học 10 - Chương 4: Phản ứng oxi hoá - Khử - Cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá - khử

1. Chương 4:PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ I. Định nghĩa Phản ứng oxi hoá-khử là phản ứng hoá học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng; hay phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố. Ví dụ: Nguyên tử nhường electron cho nguyên tử: 2 1e 2Na + Cl2 2NaCl Nguyên tử nhường electron cho ion: 1 2e Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu Ion nhường electron cho nguyên tử: 2 1e 2+ 3+ 2Fe + Cl2 2Fe + 2Cl Ion nhường electron cho ion: 2 1e 3+ 2+ 2I + 2Fe I2 + 2Fe 2+ + 2+ 3+ Hoặc: MnO4 + 5Fe + 8H Mn + 5Fe + 4H2O Như vậy, nguyên tử, phân tử và ion đều có thể tham gia vào phản ứng oxi hoá - khử. II. Các khái niệm 1. Chất khử Chất khử là chất nhường electron, là chất chứa nguyên tố có số oxi hoá tăng sau phản ứng. Chất khử còn được gọi là chất bị oxi hoá. 2. Chất oxi hoá Chất oxi hóa là chất thu electron, là chất chứa nguyên tố có số oxi hoá giảm sau phản ứng. Chất oxi hoá còn được gọi là chất bị khử. 3. Quá trình oxi hoá Quá trình oxi hóa (hay sự oxi hoá) là quá trình nhường electron. 4. Quá trình khử Quá trình khử (hay sự khử) là quá trình thu electron. Trong phản ứng oxi hoá - khử, tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận. Một chất chỉ có thể nhường eletron khi có mặt một chất nhận eletron. Vì vậy trong phản ứng oxi hoá-khử, sự oxi hoá và sự khử bao giờ cũng diễn ra đồng thời. Ví dụ: 2Na + Cl2 → 2NaCl Na: Chất khử (chất bị oxi hóa - bị chất nào oxi hóa ?). Cl2: Chất oxi hoá (chất bị khử - bị chất nào khử ?). + Sự oxi hoá (hoặc quá trình oxi hoá): Na Na + 1e Sự khử (hoặc quá trình khử): Cl + 1e Cl III. Lập phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá- khử 1
2. 1. Dự đoán tính oxi hoá hay tính khử của chất Khi một nguyên tố có số oxi hoá cao nhất thì chỉ có thể có tính oxi hoá mà không thể có tính khử. Ví dụ: KMnO4 , HClO4 , H2SO4 , K2Cr2O7 , HNO3 , Khi một nguyên tố có số oxi hoá thấp nhất thì chỉ có thể có tính khử mà không thể có tính oxi hoá. Ví dụ: HI, HBr, HCl, H2S, NH3 Khi một nguyên tố có số oxi hoá trung gian, tuỳ thuộc vào điều kiện (phản ứng với chất nào) mà thể hiện tính oxi hoá hay tính khử. Chú ý: Trong phân tử có chứa nguyên tố thể hiện tính oxi hóa và nguyên tố thể hiện tính khử thì chất đó vừa thể hiện tính oxi hóa, vừa thể hiện tính khử. Ví dụ: HCl, FeCl3, Xét các số oxi hoá thường gặp của lưu huỳnh: Số oxi hóa -2 0 +4 +6 Hợp chất H2S S SO2 SO3 2 S H2SO3 H2SO4 Số oxi hoá nhỏ nhất trung gian lớn nhất 2. Tính số electron trao đổi (nhường hoặc thu) của một nguyên tố trong phản ứng Số electron trao đổi = Số oxi hoá lớn - số oxi hoá bé (Số electron trao đổi luôn đặt bên phía số oxi hóa lớn của nguyên tố, phía trái: nhận hoặc thu electron, phía phải: nhường hoặc cho electron). Sơ đồ Nửa phản ứng Tính số electron trao đổi +6 +4 H2SO4 SO2 S + 2e S Nhận = (6 - 4) = 2 +6 0 H2SO4 S S + 6e S Nhận = (6 - 0) = 6 +6 2 H2SO4 H2S S + 8e S Nhận = (6 - (-2)) = 8 +5 +2 HNO3 NO N + 3e N Nhận = (5 - 2) = 3 +5 +1 HNO3 N2O 2N + 8e 2N Nhận =2 (5 - 1) = 8 2y HNO N O xN+5 + (5x - 2y)e xN+2y/x Nhận = x (5 - ) = (5x – 3 x y x 2y) +5 +x HNO3 N2Ox 2N + (5x – 2y) 2N Nhận =2 (5 – x) = (10 - 2x) Fe Fe3+ Fe Fe+3 + 3e Nhường = (3 - 0) = 3 8 Fe O Fe3+ 3Fe+8/3 3Fe+3 + 1e Nhường =3 (3 ) = 1 3 4 3 +3 +2 +3 +3 hoặc FeO.Fe2O3 Fe Fe .2Fe 3Fe + 1e Nhường =3 - 2 = 1 8 Fe O Fe 3Fe+8/3 + 8e 3Fe0 Nhận = 3 ( 0 ) = 8 3 4 3 2y Fe O Fe3+ xFe+2y/x xFe+3 + (3x - 2y)e Nhường = x (3 - ) = x y x (3x – 2y) +2y/x 0 2y FexOy Fe xFe + (2y)e xFe Nhận = x( - 0) = 2y x 2
3. 3. Các bước cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá khử theo phương pháp thăng bằng electron Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng với những chất tham gia và tạo thành sau phản ứng. Bước 2: Xác định các chất oxi hoá và chất khử. Bước 3: Viết các nửa phản ứng. Tính số electron mà mỗi phân tử (hoặc ion) chất oxi hoá nhận và mỗi phân tử (hoặc ion) chất khử nhường. Bước 4: Cân bằng các hệ số sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận. Cộng hai nửa phản ứng có hệ số cân bằng. Bước 5: gắn các hệ số lên phản ứng, kiểm tra: kim loại, gốc axit, hidro, oxi. Hoàn thành phương trình ở dạng phân tử và kiểm tra lại. Ví dụ: Cân bằng phương trình các phản ứng oxi hoá - khử sau: a. Môi trường axit KMnO4 + HCl MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O 2 Mn+7 + 5e Mn+2 1 5 2Cl Cl2 + 2e 2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 2 Mn+7 + 5e Mn+2 5 2Fe+2 2Fe+3 + 2e 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Al + HNO3 (loãng) Al(NO3)3 + N2O + H2O 3 2N+5 + 8e 2N+1 8 Al0 Al+3 + 3e 8Al + 30HNO3 (loãng) 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O 2 Mn+7 + 5e Mn+2 5 S+4 S+6 + 2e 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O Nhận xét: Vai trò của axit trong các phản ứng oxi hóa - khử. (a) HCl đóng vai trò là chất khử và môi trường. + Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử ? Số phân tử HCl đóng vai trò môi trường? + Tổng số phân tử HCl tham gia phản ứng ? (b)HNO3 đóng vai trò chất oxi hóa và môi trường. + Số phân tử HNO 3 đóng vai trò chất oxi hóa ? Số phân tử HNO 3 đóng vai trò môi trường ? + Tổng số phân tử HNO3 tham gia phản ứng ? (b, d) H2SO4 đóngvai trò môi trường. 2 2 2 (d) Hai muối kali và natri, SO3 SO4 (tăng 1 O ). + Mối liên hệ giữa số ion H và sô phân tử H2O. 2 2 + Nếu chất oxi hóa thừa O : O (trong chất oxi hóa) + 2H H2O. b. Môi trường kiềm NaCrO2 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O 2 Cr+3 Cr+6 + 3e 3 Br2 + 2e 2Br 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O 3
4. hoặc đơn giản hơn: CrCl3 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + NaCl + H2O Mối liên hệ giữa số ion OH và số phân tử H2O. Nếu sản phẩm của chất khử thiếu O 2: 2 2OH O (trong sản phẩm của chất khử) + H2O. c. Môi trường trung tính SO2 + KMnO4 + H2O MnSO4 + K2SO4 + H2SO4 SO2 + Br2 + H2O H2SO4 + HBr H2S + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl O3 + KI + H2O O2 + I2 + KOH d. Phản ứng tự oxi hóa tự khử to Cl2 + KOH  KCl + KClO3 + H2O Cl2 + NaOH  NaCl + NaClO + H2O to Cl2 + KClO3  KCl + KClO4 e. Phản ứng oxi hóa - khử nội phân tử to KNO3  KNO2 + O2 o MnO2 t KClO3  KCl + O2 to Cu(NO3)2  CuO + NO2 + O2 to AgNO3  Ag + NO2 + O2 to KMnO4  Nhận xét: Tính số electron chất oxi hóa và chất khử trao đổi trong 1 phân tử chất ? Cân bằng nhanh. 4. Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa - khử dạng ion Bước 1: Cân bằng theo phương pháp thăng bằng electron như thông thường. Bước 2- Áp dụng định luật trung hoà điện: Tổng điện tích hai vế phải bằng nhau. Thêm vào H+ (nếu môi trường axit) hoặc OH (nếu môi trường kiềm) cho điện tích hai vế bằng nhau. Bước 3: Thêm các phân tử nước H2O vào vế kia cho đủ, hoặc dựa váo mối liên hệ: 2 + Môi trường axit: O (trong chất oxi hóa) + 2H H2O. 2 Môi trường kiềm: 2OH O (trong sản phẩm của chất khử) + H2O. a. Môi trường axit (H+) + 2+ MnO4 + Cl + H Mn + Cl2 + H2O 2 Mn+7 + 5e Mn+2 1 5 2Cl Cl2 + 2e + 2+ 2MnO4 + 10Cl + 16H 2Mn + Cl2 + 8H2O 2 + 2+ 2 MnO4 + SO3 + H Mn + SO4 + H2O 2 Mn+7 + 5e Mn+2 5 S+4 S+6 + 2e 2 2+ 2 2MnO4 + 5SO3 2Mn + 5SO4 2 + 2+ 2 2MnO4 + 5SO3 + 6H 2Mn + 5SO4 + 3H2O Vế trái: 12 đơn vị diện tích ( ); Vế phải: 6 đơn vị diện tích ( ) 4
5. + thêm vào vế trái 6 ion H , vế phải 3 phân tử nước H2O. -2 -2 + (hoặc đếm số nguyên tử O chất oxi hóa thừa: 3 (O + 2H H2O)) + 3+ 2+ Fe3O4 + MnO4 + H Fe + Mn + H2O 1 Mn+7 + 5e Mn+2 5 Fe+2.2Fe+3 3Fe+3 + 1e (hoặc 3Fe+8/3 3Fe+3 + 1e) + 3+ 2+ 5Fe3O4 + MnO4 + 48H 15Fe + Mn + 24H2O b. Môi trường kiềm (OH ) 2 CrO2 + Br2 + OH CrO4 + Br + H2O 2 Cr+3 Cr+6 + 3e 3 Br2 + 2e 2Br 2 2CrO2 + 3Br2 + 8OH 2CrO4 + 6Br + 4H2O 3+ 2 Cr + Br2 + OH CrO4 + Br + H2O 2 Cr+3 Cr+6 + 3e 3 Br2 + 2e 2Br 3+ 2 2Cr + 3Br2 2CrO4 + 6Br 3+ 2 2Cr + 3Br2 + 16OH 2CrO4 + 6Br + 8H2O Vế trái: 6 đơn vị diện tích (+); Vế phải: 10 đơn vị diện tích ( ) thêm vào vế trái 16 ion OH , vế phải 8 phân tử nước H2O. -2 -2 (hoặc chất khử thiếu 8O : 8 (2OH O + H2O)) 5. Phản ứng oxi hóa - khử trong môi trường muối axit của axit mạnh (KHSO4, NaHSO4) Ví dụ 1: Cho phản ứng Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Tổng hệ số của các chất (là những số nguyên, tối giản) trong phương trình phản ứng là A. 23. B. 27. C. 47. D. 31. Ví dụ 2: Cho phản ứng hóa học sau: aK2SO3 + bK2Cr2O7 + cKHSO4  dK2SO4 + eCr2(SO4)3 + gH2O (các hệ số a, b, c là những số nguyên, tối giản). Tổng hệ số các chất tham gia phản ứng là A. 13. B. 12. C. 25. D. 18. Ví dụ 3: Cho phản ứng hóa học sau: Fe3O4 + KMnO4 + KHSO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Tổng hệ số của các chất (là những số nguyên, tối giản) trong phương trình phản ứng là A. 218. B. 222. C. 225. D. 219. Ví dụ 4: Cho phản ứng hóa học sau: Fe(NO3)2 + KHSO4 Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + NO + K2SO4 + H2O Tổng hệ số (các số nguyên, tối giản) của tất cả các chất trong phương trình hóa học trên là A. 57. B. 21. C. 43. D. 27. 5
6. 6. Trường hợp một phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá Có thể cân bằng theo số oxi hoá riêng của từng nguyên tố (cần chú ý đến tỉ lệ số nguyên tử các nguyên tố trong phân tử) hoặc cân bằng theo số electron 1 phân tử chất trao đổi. Cân bằng các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron. to Ví dụ 1: FeS2 + O2  Fe2O3 + SO2 Ví dụ 2: As2S3 + HNO3 (loãng) + H2O H3AsO4 + H2SO4 + NO 7. Trường hợp phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm (của sự oxi hoá hay sự khử) Cách 1: - Viết các phản ứng riêng đối với từng sản phẩm. - Nhân với các hệ số thích hợp theo bài cho. - Cộng hai vế của phương trình. Cách 2: Viết các nửa phản ứng. Nhân với các hệ số thích hợp theo bài cho. Tính số electron trao đổi. Cân bằng phương trình phản ứng. Al + HNO3 (loãng) Al(NO3)3 + N2O + NO + H2O Biết hỗn hợp khí tạo thành có 25% N2O. Giải: Tỉ lệ thể tích N2O : 25% tỉ lệ thể tích NO : 75%. Tỉ lệ số mol N2O : NO = 1 : 3. Cách 1: Các phản ứng riêng: 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (1) Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O (2) Để có tỉ lệ trên ta nhân phương trình (2) với 9 rồi cộng hai phương trình, ta có: 17Al + 66HNO3 (loãng) 17Al(NO3)3 + 3N2O + 9NO + 33H2O Cách 2: Hoặc viết các nửa phản ứng riêng: Al + HNO3 (loãng) Al(NO3)3 + N2O + NO + H2O 17 Al0 Al+3 + 3e +5 +1 2N + 8e 2N (N2O) nhận 17e 3 3N+5 + 9e 3N+2 (3NO) 17Al + 66HNO3 (loãng) 17Al(NO3)3 + 3N2O + 9NO + 33H2O 8. Cân bằng các phương trình phản ứng (dạng tổng quát) theo phương pháp thăng bằng electron Ví dụ 1: FexOy + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O 3 xFe+2y/x xFe+3 + (3x - 2y)e (3x - 2y) N+5 + 3e N+2 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x – y) H2O Ví dụ 2: Cho phương trình hóa học: Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NxOy + H2O Sau khi cân bằng phương trình hóa học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3 là A. (46x - 18y). B. (45x - 18y). C. (13x - 9y). D. (23x - 9y). Giải: Nhận xét, số phân tử HNO3 và số phân tử H2O: 2aHNO3 aH2O 6
7. + Số phân tử H2O là số nguyên. + Số phân tử HNO3 là số chẵn, chọn A (chẵn với mọi giá trị của x và y!). + 2 3+ Ví dụ 3: FeS + NO3 + H SO4 + N2Ox + Fe (10-2x) FeS Fe+3 + S+6 + 9e 9 2N+5 + (10-2x)e 2N+x 3+ 2 (10-2x)FeS + 18NO3 (10-2x)Fe + (10-2x)SO4 + 9 N2Ox + 3+ 2 (10-2x)FeS + 18NO3 + (28-2x)H (10-2x)Fe + (10-2x)SO4 + 9N2Ox + (14- x)H2O Vế trái: 18 đơn vị diện tích (-) Vế phải: (10 - 2x) đơn vị diện tích (+) + thêm vào vế trái (28 - 2x) ion H , vế phải (14 -x) phân tử nước H2O. 9. Cân bằng các phản ứng hoá học hữu cơ Các bước tiến hành: Cũng qua các bước như cân bằng phản ứng oxi hoá khử trong hoá học vô cơ. Khi tính số oxi hoá của nguyên tố cacbon cần lưu ý: - Nếu cho công thức phân tử, khi cân bằng chỉ tính theo số oxi hoá trung bình của cacbon. - Nếu cho công thức cấu tạo thu gọn, khi cân bằng chỉ tính theo số oxi hóa của cacbon trong nhóm chức. Tính số oxi hoá của cacbon trong các hợp chất sau: -1 -2 -1 -2 C2H2 C2H4 CHCH CH2=CH2 -3 -2 -2 -1 0 C2H6 C2H5Cl C2H6O C2H4O C2H4O2 -3 -1 -1 +1 +3 CH3-CH3 CH3-CH2-Cl CH3-CH2-OH CH3-CH=O CH3-COOH CH3-COONa, CO2, K2CO3. Ví dụ - Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron: K2Cr2O7 + CH3CH2-OH + H2SO4 Cr2(SO4)3 + CH3CHO + 1 2Cr+6 + 6e 2Cr+3 3 C 1 C+1 +2e K2Cr2O7 + 3CH3CH2-OH + 4H2SO4 Cr2(SO4)3 + 3CH3CHO + K2SO4 + 7H2O K2Cr2O7 + C2H6O + H2SO4 Cr2(SO4)3 + C2H4O2 + 2 2Cr+6 + 6e 2Cr+3 3 2C 2 2C0 + 4e 2K2Cr2O7 + 3C2H6O + 8H2SO4 2Cr2(SO4)3 + 3C2H4O2 + 2K2SO4 + 11H2O CH2=CH2 + KMnO4 + H2O CH2OH-CH2OH + MnO2 + KOH (2) 2KClO3 + I2 2KIO3 + Cl2 BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố Cl, N, Mn, C trong các chất sau: a. HCl, Cl2, HClO, HClO2, HClO3, HClO4 b. NH3, N2, N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 c. KMnO4, K2MnO4, MnO2, MnSO4, Mn d. C, CO2, Na2CO3, CO, Al4C3, CaC2, CH2O Hãy nhận xét về số oxi hóa của một nguyên tố? Bài 2 : Xác định số oxi hóa của các nguyên tố N, S, Zn, Cr, Na, Fe trong các chất và ion sau: + - a. NH4 , Li3N, HNO2, HNO3, NO3 , KNO3 2- b. Na2S, H2S, S, SO2, H2SO3, SO3, H2SO4, SO4 7
8. 2+ 2- c. Zn, ZnCl2, ZnO, Zn , ZnO2 d. Cr, CrCl2, Cr2O3, Cr2SO4, CrO3, K2Cr2O7 e. Na, NaH, NaNO3, Na2O, NaBr f. Fe, Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeCl3, FeS, FeO, Fe2O3 Có nhận xét gì về số oxi hóa của các kim loại? Bài 3: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố Mn, Cr, Cl, P trong các hợp chất sau: Na 2- MnO4, (NH4)2Cr2O4, KClO3, CaOCl2, NaClO, H3PO4, H4P2O7 Bài 4: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử C trong các chất sau: a. CH3-CH2-CH3 b. CH3-CH2-CH=CH2 c. C6H5-CH3 d. CH3-CH2-CH=O e. CH3-COO-CH2-CH3 f. HCOOH Bài 5: Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron: t 0 a. Al + Fe2O3  Al2O3 + Fe b. Al + NaNO3 + NaOH + H2O NaAlO2 + NH3 c. Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + N2O + NO + H2O. Biết VN2O : VNO = 1:1 t 0 d. C6H5-CH3 + KMnO4  C6H5-COOK + KOH + MnO2 + H2O t 0 e. KMnO4  MnO2 + K2MnO4 + O2 Bài 6: Thiết lập các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron: Phản ứng oxi hóa - khử loại không có môi trường a. HBr + H2SO4 đặc. nóng Br2 + SO2 + H2O b. Cl2 + SO2 + H2O HCl + H2SO4 t 0 c. C + H2SO4đ  CO2 + SO2 + H2O to ,Pt d. NH3 + O2  N2O + H2O t 0 e. Fe3O4 + Al  Al2O3 + Fe t 0 f. CuO + H2  Cu + H2O g. NO2 + O2 + H2O HNO3 h. O3 + KI + H2O O2 + I2 + KOH i. H2S + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl j. H2O2 + PbS Pb(SO4) + H2O k. Mg + HCl MgCl2 + H2 Bài 7: Thiết lập các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron: Phản ứng oxi hóa - khử loại có môi trường a. Zn + HNO3 (rất loãng) Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O b. Zn + HNO3 (loãng) Zn(NO3)2 + NO + H2O c. Zn + HNO3 (đặc) Zn(NO3)2 + NO2 + H2O t 0 d. Al + H2SO4 (đặc)  Al2(SO4)3 + SO2 + H2O e. Al + NaOH + H2O NaAlO2 + H2 f. Zn + NaOH + H2O Na2ZnO2 + H2 g. NaBr + H2SO4 + KMnO4 Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O h. K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O i. H2O2 + KMnO4 + H2SO4 O2 + MnSO2 + K2SO4 + H2O 8
9. j. Cu + KNO3 + H2SO4 Cu(SO4)2 + NO + K2SO4 + H2O t 0 k. PbO2 + HCl  PbCl2 + Cl2 + H2O Bài 8: Thiết lập các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron: t 0 a. KClO3  KCl + O2 t 0 b. KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2 c. HNO3  NO2 + O2 + H2O t 0 d. KNO3  KNO2 + O2 t 0 e. HgO  Hg + O2 Bài 9: Viết các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron: t 0 a. NH4NO2  N2 + H2O t 0 b. NH4NO3  N2O + H2O c. NO2 + NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O d. Cl2 + NaOH NaClO + NaCl + H2O t 0 e. Cl2 + KOH  KClO3 + KCl + H2O f. Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2 + CaCl2 + H2O g. K2MnO4 + H2O KMnO4 + MnO2 + KOH Bài 10: Hoàn thành các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron: a. FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 (Fe : +2 trong FeS2) b. As2S3 + HNO3 + H2O H2SO4 + H3AsO4 + NO2 + H2O c. FeCu2S2 + O2 Fe2O3 + CuO + SO2  (Fe : +2; Cu : +1 trong FeCu2S2) d. FeS + H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O e. FeS2 + HNO3 H2SO4 + Fe(NO3)3 + NO + H2O f. FeI2 + H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + I2 + SO2 + H2O g. FexOy + H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O h. Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + NmOn + H2O i. FexOy + HNO3 Fe(NO3)3 + NmOn + H2O j. M2(CO3)n + HNO3 đặc, nóng M(NO3)m + NO2 + CO2 + H2O Bài 11: Viết các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron . t 0 a. C2H6O + O2  CO2 + H2O b. CH3-CH2-OH + KMnO4 + H2SO4 CH3-COOH + MnSO4 + K2SO4 + H2O c. CH2=CH2 + KMnO4 + H2O CH2OH-CH2OH + MnO2 + KOH d. CH3-CCH + KMnO4 + H2O CH3-CO-CH3 + MnO2 + KOH t 0 e. C6H5-CH3 + KMnO4 + H2O  C6H5-COOK + MnO2 + KOH t 0 f. CH3-CHO + AgNO3 + NH3  CH3-COOH + Ag + NH4NO3 Bài 12: Viết các phương trình phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron: a. Al + HNO Al(NO ) + NO + N O + H O Với tỉ lệ thể tích V : V = 3 3 3 2 2 NO N2O 3 : 1 9
10. b. Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + H2O Biết Fe3O4 có thể viết dưới dạng FeO.Fe2O3 c. H2S + SO2 + H2O d. Al + HNO3 (loãng) + NO + H2O e. SO2 + H2O + Br2 H2SO4 + f. FeSO4 + HNO3 + NO2 + g. S + H2SO4 + H2O h. KMnO4 + K2SO3 + KOH K2SO4 + + t 0 i. K2Cr2O7 + HCl  CrCl3 + + + t 0 j. P + HNO3 (đặc)  NO2 + + k. Mg + HNO3 + NH4NO3 + Bài 13: Hãy giải thích vì sao a. NH3 chỉ thể hiện tính khử? b. S vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử? c. H2SO4 chỉ thể hiện tính oxi hóa? Cho thí dụ minh hoạ đối với mỗi trường hợp. Bài 14: Cho 19,2 g Cu tác dụng hết với dung dịch HNO3. Tất cả lượng khí NO sinh ra đem oxi hóa thành NO2 rồi sục vào nước cùng với dòng khí oxi để chuyển hết thành HNO3. Tính thể tích oxi (đktc) đã tham gia vào quá trình trên. Bài 15: Cho ag hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe 3O4 (có số mol bằng nhau) tác dụng vừa đủ với 250ml dung dịch HNO3 thu được dung dịch B và 3,136 lit hỗn hợp NO 2 và NO có tỉ khối so với hiđro là 20,143. Tính a và CM của HNO3. Bài 16: Để m g phoi bào sắt (A) ngoài không khí sau một thời gian biến thành hỗn hợp (B) có khối lượng 30g gồm Fe và các oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho B tác dụng hoàn toàn với axit nitric thấy giải phóng ra 5,6 lit khí NO duy nhất (đktc). Tính m? Bài 17: Hòa tan hết 4,431g hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu được dung dịch A và 1,568lit (đktc) hỗn hợp hai khí (đều không màu) có khối lượng 2,59g, trong đó một khí bị hóa nâu trong không khí. a. Tính thành phần % về thể tích mỗi khí trong hỗn hợp. b. Tính số mol HNO3 đã tham gia phản ứng. c. Cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khan? Bài 18: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp FeS 2, Fe3O4, FeCO3 bằng dung dịch HNO 3 đặc nóng thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B gồm NO 2, CO2. Cho dung dịch A tác dụng với BaCl2 thấy xuất hiện kết tủa trắng. Hấp thụ toàn bộ hỗn hợp khí B và dung dịch NaOH dư. Viết các phương trình hóa học xảy ra. Bài 19: Dẫn luồng khí H2 dư qua bình đựng hỗn hợp Fe 3O4 và CuO, thu được chất rắn X. Hòa tan hoàn toàn X bằng dung dịch H 2SO4 đặc nóng được dung dịch Y và khí Z duy nhất. Khí Z có khả năng làm mất màu dung dịch Br 2. Viết các phương trình hóa học xảy ra. Bài 20: Cho từ từ khí CO qua ống sứ đựng CuO nung nóng. Khí ra khỏi ống được hấp thụ hoàn toàn vào nước vôi trong dư thu được kết tủa B, chất rắn còn lại trong ống vào dung dịch HNO3 loãng dư thu đựoc khí NO và dung dịch C. Cho dung dịch NaOH dư và dung dịch C thu được kết tủa D. Nung D tới khối lượng không đổi thu được chất rắn E. Xác định các chất và viết phương trình hóa học xảy ra. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Tổng hệ số của các chất trong phản ứng: 10
11. Fe3O4 + HNO3 →Fe(NO3)3 + NO + H2O là A. 55 B. 20 C. 25 D. 50 Câu 2: Số mol electron dùng để khử 1,5 mol Al3+ thành Al là A. 0,5 B. 1,5 C. 3,0 D. 4,5 2+ Câu 3: Trong phản ứng: Zn + CuCl2 → ZnCl2 + Cu thì 1 mol Cu A. nhận 1 mol electron B. nhường 1 mol electron C. nhận 2 mol electron D. nhường 2 mol electron Câu 4: Trong phản ứng: KClO3 + 6HBr → KCl + 3Br2 + 3H2O thì HBr A. vừa là chất oxi hoá, vừa là môi trường B. là chất khử C. vừa là chất khử, vừa là môi trường D. là chất oxi hoá Câu 5: Trong phản ứng: 3Cu + 8HNO 3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Số phân tử HNO 3 đóng vai trò chất oxi hoá là: A. 8 B. 6 C. 4 D. 2 Câu 6: Khi tham gia vào các phản ứng hoá học, nguyên tử kim loại A. bị khử B. bị oxi hoá C. cho proton D. nhận proton 2+ 2+ + Câu 7: Cho các chất và ion sau: Zn, Cl2, FeO, Fe2O3, SO2, H2S, Fe , Cu , Ag . Số lượng chất và ion đóng vai trò chất khử là A. 9 B. 7 C. 8 D. 6 2+ 2+ + Câu 8: Cho các chất và ion sau: Zn, Cl2, FeO, Fe2O3, SO2, H2S, Fe , Cu , Ag . Số lượng chất và ion vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hoá là A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 Câu 9: Trong phân tử NH4NO3 thì số oxi hoá của 2 nguyên tử nitơ là A. +1 và +1 B. – 4 và +6 C. -3 và +5 D. -3 và +6 Câu 10: Trong phản ứng: 2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O thì nguyên tử nitơ A. chỉ bị oxi hoá C. chỉ bị khử C. không bị oxi hoá, không bị khử D. vừa bị oxi hoá, vừa bị khử Dùng cho các câu 11, 12: Cho 7,8 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al tác dụng vừa đủ với 5,6 lít hỗn hợp khí Y (đktc) gồm Cl2 và O2 thu được 19,7 gam hỗn hợp Z gồm 4 chất. Câu 11: Phần trăm thể tích của oxi trong Y là A. 40% B. 50% C. 60% D. 70% Câu 12: Phần trăm khối lượng của Al trong X là A. 30,77% B. 69,23% C. 34,62% D. 65,38% Câu 13: Chia 22,0 gam hỗn hợp X gồm Mg, Na và Ca thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng hết với O2 thu được 15,8 gam hỗn hợp 3 oxit. Phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được V lít khí H2 (đktc). Giá trị của V là A. 6,72 B. 3,36 C. 13,44 D. 8,96 Dùng cho câu 14, 15: Chia 29,8 gam hỗn hợp X gồm Mg, Na, K và Ca thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 loãng thu được 1,568 lít khí N2 duy nhất (đktc) và dung dịch chứa x gam muối chứa (không chứa NH 4NO3). Phần 2 tác dụng hoàn toàn với oxi thu được y gam hỗn hợp 4 oxit. Câu 14: Giá trị của x là A. 73,20 B. 58,30 C. 66,98 D. 81,88 Câu 15: Giá trị của y là A. 20,5 B. 35,4 C. 26,1 D. 41,0 11
12. Dùng cho câu 16, 17, 18, 19: Dẫn hỗn hợp X gồm 0,1 mol C2H2, 0,1 mol C3H4 và 0,1 mol H2 qua ống chứa Ni nung nóng thu được hỗn hợp khí Y gồm 7 chất. Đốt cháy hoàn toàn Y cần V lít khí O2 (đktc) thu được x gam CO2 và y gam H2O. Nếu cho V lít khí O2 (đktc) tác dụng hết với 40 gam hỗn hợp Mg và Ca thì thu được a gam hỗn hợp chất rắn. Câu 16: Giá trị của x là A. 13,2 B. 22,0 C. 17,6 D. 8,8 Câu 17: Giá trị của y là A. 7,2 B. 5,4 C. 9,0 D. 10,8 Câu 18: Giá trị của V là A. 10,08 B. 31,36 C. 15,68 D. 13,44 Câu 19: Giá trị của a là A. 62,4 B. 51,2 C. 58,6 D. 73,4 Dùng cho câu 20, 21, 22: Chia 47,1 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn, Ni thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 vừa đủ thu được 7,84 lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y chứa x gam muối (không chứa NH 4NO3). Nếu cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thì lượng kết tủa lớn nhất thu được là y gam. Phần 2 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl thu được V lít khí H2 (đktc). Câu 20: Giá trị của x là A. 110,35 B. 45,25 C. 112,20 D. 88,65 Câu 21: Giá trị của y là A. 47,35 B. 41,40 C. 29,50 D. 64,95 Câu 22: Giá trị của V là A.11,76 B. 23,52 C. 13,44 D. 15,68 Dùng cho câu 23, 24: Cho hỗn hợp X gồm 0,2 mol Al và 0,2 mol Zn tác dụng với 500 ml dung dịch Y gồm Cu(NO 3)2 và AgNO3 đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 47,35 gam chất rắn A gồm 3 kim loại và dung dịch B chứa 2 muối. Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Coi thể tích dung dịch không đổi. Câu 23: Nồng độ mol/l của Cu(NO3)2 trong Y là A. 0,6 B. 0,5 C. 0,4 D. 0,3 Câu 24: Tổng nồng độ mol/l của muối trong dung dịch B là A. 0,6 B. 0,5 C. 0,4 D. 0,3 Câu 25: Trong phản ứng: Fe3O4 + H2SO4đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O thì H2SO4 đóng vai trò A. là chất oxi hóa B. là chất khử C. là chất oxi hoá và môi trường D. là chất khử và môi trường Câu 26: Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 lần lượt phản ứng với HNO 3 đặc nóng. Số lượng phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa - khử là A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 Câu 27: Cho các phản ứng sau: a) FeO + HNO3đặc nóng → b) FeS + H2SO4đặc nóng → c) Al2O3 + HNO3đặc nóng → d) Cu + dung dịch FeCl3 → 0 e) CH3CHO + H2 (Ni, t ) → f) glucozơ + AgNO3 trong NH3 → g) C2H4 + Br2 → h) glixerol + Cu(OH)2 → Dãy gồm các phản ứng đều thuộc loại phản ứng oxi hoá - khử là A. a, b, c, d, e, h B. a, b, c, d, e, f, g 12
13. C. a, b, c, d, e, f, h D. a, b, c, d, e, g Câu 28: Khi cho Cu tác dụng với dung dịch chứa H 2SO4 loãng và NaNO3 thì vai trò của NaNO3 trong phản ứng là A. chất xúc tác B. môi trường C. chất oxi hóa D. chất khử Câu 29: Trong phản ứng đốt cháy CuFeS 2 tạo ra sản phẩm CuO, Fe 2O3 và SO2 thì một phân tử CuFeS2 sẽ A. nhường 12e B. nhận 13e C. nhận 12e D. nhường 13e Câu 30: Trong phản ứng: FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2 + H2O thì một phân tử Fe xOy sẽ A. nhường (2y – 3x) electron B. nhận (3x – 2y) electron C. nhường (3x – 2y) electron D. nhận (2y – 3x) electron Câu 31: Trong phản ứng tráng gương của HCHO thì mỗi phân tử HCHO sẽ A. nhường 2e B. nhận 2e C. nhận 4e D. nhường 4e Câu 32: Cho phương trình hoá học: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O Sau khi cân bằng phương trình hoá học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3 là A. 23x - 9y. B. 45x - 18y. C. 13x - 9y. D. 46x - 18y. 2+ - Câu 33: Cho dãy các chất và ion: Zn, S, FeO, SO2, N2, HCl, Cu , Cl . Số chất và ion có cả tính oxi hóa và tính khử là A. 5. B. 6. C. 4. D. 7. Câu 34: Thực hiện các thí nghiệm sau: (I) Sục khí SO2 vào dung dịch KMnO4. (II) Sục khí SO2 vào dung dịch H2S. (III) Sục hỗn hợp khí NO2 và O2 vào H2O. (IV) Cho MnO2 vào dung dịch HCl đặc, nóng. (V) Cho Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng. (VI) Cho SiO2 vào dung dịch HF. Số thí nghiệm có phản ứng oxi hóa - khử xảy ra là: A.4 B. 3 C. 6 D. 5 Câu 35: Trong phản ứng: K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử bằng k lần tổng số phân tử HCl tham gia phản ứng. Giá trị của k là: A.4/7 B. 3/7 C. 3/14 D. 1/7 Câu 36: Ch 0,448 lít khí NH3 (đktc) đi qua ống sứ đựng 16gam CuO nung nóng, thu được chất rắn X (giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn). Phần trăm khối lượng của Cu trong X là: A.14,12% B. 87,63% C. 12,37% D. 85,88% Câu 37: Cho các dung dịch loãng: (1) FeCl3, (2) FeCl2, (3) H2SO4, (4) HNO3, (5) hỗn hợp gồm HCl và NaNO3. Những dung dịch phản ứng được với kim loại Cu là A. (1), (2), (3) B. (1), (3), (5) C. (1), (4), (5) D. (1), (3), (4) Câu 38: Nguyên tử S đóng vai trò vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá trong phản ứng nào sau đây? t0 A. 4S + 6NaOH(đặc)  2Na2S + Na2S2O3 + 3H2O 13
14. t0 B. S + 3F2  SF6 t0 C. S + 6HNO3 (đặc)  H2SO4 + 6NO2 + 2H2O t0 D. S + 2Na  Na2S Câu 39: Cho phản ứng Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Tổng hệ số của các chất (là những số nguyên, tối giản) trong phương trình phản ứng là A. 23 B. 27 C. 47 D. 31 Câu 40: Cho phản ứng: 2C6H5-CHO + KOH C6H5-COOK + C6H5-CH2-OH Phản ứng này chứng tỏ C6H5-CHO A. vừa thể hiện tính oxi hóa, vừa thể hiện tính khử. B. chỉ thể hiện tính oxi hóa. C. chỉ thể hiện tính khử. D. không thể hiện tính khử và tính oxi hóa. Câu 41: Cho sơ đồ chuyển hóa: Fe3O4 + dung dịch HI (dư) X + Y + H2O Biết X và Y là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa. Các chất X và Y là A. Fe và I2. B. FeI3 và FeI2. C. FeI2 và I2. D. FeI3 và I2. ĐÁP ÁN PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ 1.A 2.D 3.C 4.B 5.D 6.B 7.D 8.B 9.C 10.D 11.C 12.B 13.A 14.B 15.A 16.B 17.A 18.C 19.A 20.D 21.B 22.A 23.B 24.B 25.C 26.C 27.B 28.C 29.D 30.C 31.D 32.D 33.A 34.A 35.B 36.C 37.C 38.A 39.B 40.A.41C 14