Chuyên đề Ôxy hoá khử

Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 2 Hóa 10 Chun CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ OXI HÓA – KHỬ I. ĐỊNH NGHĨA PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ: Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng trong đó có sự tăng, giảm số oxi hóa của những nguyên tử, phân tử hoặc ion tham gia phản ứng hoặc có sự nhường, nhận electron giữa các nguyên tử hoặc ion tham gia phản ứng. Ví dụ: Phản ứng giữa Zn và CuSO 4 là phản ứng oxi hóa khử: Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (1) Phản ứng oxi hóa khử gồm hai quá trình (2 bán phản ứng) xảy ra đồng thời: • Quá trình nhường electron của nguyên tố trong một chất làm tăng số oxi hóa của nguyên tố gọi là quá trình oxi hóa. Zn 0 → Zn 2+ + 2e • Quá trình nhận electron của nguyên tố trong một chất (làm giảm số oxi hóa của nguyên tố) gọi là quá trình khử. Cu 2+ +2e → Cu 0 + Chất khử: là chất nhường electron, là chất tăng số oxi hóa sau phản ứng xảy ra còn gọi là chất bò oxi hóa (là nguyên tử hay ion cho electron). Ví dụ: Zn ở pư (1) + Chất oxi hóa: là chất nhận electron, là chất giảm số oxi hóa sau phản ứng xảy ra còn gọi là chất bò khử (là nguyên tử hay ion nhận electron). Ví dụ: Cu 2+ ở pư (1) • Chú ý: Chất ở đây có thể là nguyên tử (ví dụ: Zn, Fe, S), phân tử (Cl 2 , O 2 , ) hoặc ion (Cu 2+ , Ce - , ). Ví dụ: Lấy một thanh Zn nhúng vào một cốc đựng dd CuSO 4 . Sau một thời gian ta thấy cốc nóng lên và một lớp kết tủa xốp màu đỏ bám vào thanh Zn: đó là Cu kim loại. Zn đã nhường electron cho các ion Cu 2+ và trở thành Zn 2+ đi vào dd. Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu (∗) -Ta có hai bán phản ứng là: Zn → Zn 2+ + 2e (quá trình oxi hóa) Cu 2+ + 2e → Cu (quá trình khử) -Quá trình oxi hóa biến Zn kim loại thành ion Zn 2+ , số oxi hoá tăng ⇒ Zn là chất khử -Quá trình khử biến ion Cu 2+ thành Cu kim loại, số oxi hoá giảm ⇒ Cu 2+ là chất oxi hóa -Phản ứng (∗) gọi là phản ứng oxi hóa khử. Tổng quát: Kh 1 ' Oxh 1 + ne Oxh 2 + ne ' Kh 2 Kh 1 + Oxh 2 ' Oxh 1 + Kh 2 Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 3 Hóa 10 Chun Trong đó: Oxh 1 /Kh 1 & Oxh 2 /Kh 2 được gọi là những cặp oxi hóa khử liên hợp của các chất I và II. Một số kiểu phản ứng oxi hóa khử: - Phản ứng giữa các phân tử trong đó chất oxi hóa và chất khử ở trong thành phần các phân tử khác nhau. Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử: 2KMn +7 O 4 → K 2 Mn +6 O 4 + Mn +4 O 2 + O 2 0 - Phản ứng tự oxi hóa khử: Cl o 2 + 2NaOH → NaCl -1 + NaCl +1 O + H 2 O II. SỐ OXI HÓA: a) Đònh nghóa: Số oxi hóa là điện tích của nguyên tử trong phân tử với giả đònh rằng liên kết trong phân tử là liên kết ion. Trong các phân tử và ion gồm nhiều nguyên tử, nguyên tử nào có độ âm điện lớn hơn thì nhận e (soh âm), nguyên tử kia nhường e (soh dương). b) Qui ước về cách xác đònh sôù oxi hóa: + Số oxi hóa của mọi đơn chất bằng 0. Ví dụ: Cu là đơn chất ⇒ có số oxi hóa = 0: Cu 0 , Cl 2 0 . + Đối với ion đơn nguyên tử, soh = điện tích ion đó. Ví dụ: soh của K + , Mg 2+ , S 2- lần lượt là +1, +2, -2. Chú ý: Để tránh nhầm lẫn với điện tích của các ion, số oxi hóa được viết dấu trước, số sau, còn điện tích của các ion thì viết số trước, dấu sau. Ví dụ: ion Na + có số oxi hóa +1, điện tích là 1+ + Trong hợp chất, nguyên tử hiđro có số oxi hóa là +1, nguyên tử oxi có số oxi hóa là -2 + Ngoại lệ: • Số oxi hóa của oxi trong peoxit là -1 (H 2 O 2 , Na 2 O 2 ); supeoxit là -1/2 (KO 2 ) hay trong hợp chất với Flo là +2 (F 2 O) do F 2 O có độ âm điện lớn hơn Oxi • Trong các hiđrua của kim loại hoạt động (NaH, CaH 2 ) thì H có soh là -1 + Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một hợp chất bằng 0. Ví dụ: Zn +2 O -2 tổng số oxi hóa bằng 0. + Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một ion đa nguyên tố bằng điện tích mà ion đó mang Ví dụ: SO 4 2- S +6 O -2 + Đối với các phi kim ở phân nhóm chính IV, V, VI, VII có nhiều mức oxi hóa âm và dương khác nhau. Mức oxi hóa dương cao nhất là số thứ tự nhóm. Tổng trò tuyệt đối số oxi hóa âm thấp nhất và số oxi hóa dương cao nhất luôn bằng 8. Ví dụ: N có soh âm thấp nhất -3, soh dương cao nhất +5 thỏa mãn: /-3/ + /5/ = 8 + Chú ý sự nhầm lẫn số oxi hóa và hóa trò, đôi khi là khác nhau. Ví dụ: Trong FeO: Fe có hóa trò 2 và số oxi hóa là +2 Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 4 Hóa 10 Chun Trong CaC 2 thì C có hoá trò 4 nhưng số oxihoá là -1. Do đó, để xác đònh hóa trò và số oxi hoá của một nguyên tử trong hợp chất người ta thường phải dùng đến CTCT của chất đó: hóa trò của một nguyên tử là số liên kết cộng hóa trò xung quanh nguyên tử đó. Ví dụ: CaC 2 (Canxi cacbua) Fe +8/3 3 O 4 (Sắt từ oxit) + Đối với hợp chất hữu cơ: • Một nguyên tử liên kết cộng hóa trò với nhiều nguyên tử khác thì số oxi hóa của nguyên tử đó là tổng đại số các số oxi hóa ứng với từng nguyên tử mà nó liên kết. • Liên kết cộng hóa trò giữa 2 nguyên tử của 2 nguyên tố, số oxi hóa được tính như sau: +1 (trong liên kết đơn), +2 (trong liên kết đôi) cho nguyên tử có độ âm điện nhỏ & -1, -2 cho nguyên tử có độ âm điện lớn. Ví dụ 1: CH 4 (hình vẽ dưới). C có số oxi hóa là (-1) + (-1) + (-1) + (-1) = -4 Ví dụ 2: HCHO (hình vẽ dưới). C có số oxi hóa là (+2) + (-1) + (-1) = 0 • Đối với C: - Cộng hóa trò của C trong hợp chất hữu cơ đều bằng 4 nhưng số oxi hóa của C còn tùy thuộc nguyên tố liên kết với nó: - Nếu liên kết với các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như phi kim (O, N, Cl, …) thì số oxi hóa của C là dương (+). Ví dụ: O -2 == +2 C +2 == O -2 - Nếu kiên kết với nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn như kim loại (Mg, H) thì số oxi hóa C là âm (-). - Nếu liên kết với chính nó (-C-C-) thì không tính số oxi hóa (coi bằng 0) Ví dụ: C có số oxi hóa -1 trong CaC 2 : * Cách xác đònh số oxi hóa của C trong hợp chất hữu cơ: • Cách 1: Viết CTPT của hợp chất và xác đònh số oxi hóa của C giống cách xác đònh số oxi hóa trong hợp chất vô cơ (đối với hợp chất có nhiều C thì đó là số oxi trung bình) Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 5 Hóa 10 Chun • Cách 2: Xác đònh số oxi hóa của từng nguyên tử C dựa vào CTCT. Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 6 Hóa 10 Chun Ví dụ 1: CH 3 CH 2 OH • Cách 1: Đặt a là số oxi hóa trung bình của C: C a 2 H +1 6 O -2 . Ta có: 2a + 1.6 -2 = 0 ⇒ a = -2 • Cách 2: Dựa vào hình vẽ trên ta suy ra C số 1 có số oxi hóa là -1, còn C số 2 có số oxi hóa là -3, số oxi hóa trung bình của C là 2 2 )3()1( −= −+− . Ví dụ 2: CH 3 COOH • Cách 1: Đặt a là số oxi hóa trung bình của C. CTPT : C a 2 H +1 4 O -2 2 Ta có: 2a + 1.4 - 2.2 = 0 ⇒ a = 0 • Cách 2: Dựa vào hình vẽ trên suy ra C số 1 có số oxi hóa là +3, còn C số 2 có số oxi hóa là -3 nên số oxi hóa trung bình của C là 0. + Ý nghóa của việc xác đònh số oxi hóa : • Dùng để cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử. • Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố ⇒ phản ứng có phải là phản ứng oxi hóa khử hay không ? • Biết được trong một phân tử tham gia phản ứng, nguyên tử nào là chất khử, nguyên tử nào là chất oxi hóa ? Ví dụ : Xét phản ứng: 2Fe +2 Cl 2 -1 + Cl 2 0 → 2Fe +3 Cl 3 -1 . -Ta thấy: phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa ⇒ phản ứng oxi hóa khử. -Trong phản ứng trên không phải toàn phân tử FeCl 2 tham gia phản ứng oxi hóa khử mà thực tế chỉ có nguyên tử Fe ở trạng thái oxi hóa +2 là chất khử. Fe 2+ - e → Fe 3+ (tăng số oxi hóa ⇒ chất khử) Cl 2 + 2e → 2Cl - (giảm số oxh ⇒ chất oxi hóa) III. ÁP DỤNG Bài 1: Tính số oxi hóa của các nguyên tố được gạch dưới trong các hợp chất và ion sau: a/ KMn O 4 , K 2 MnO 4 , MnO 2 , Mn 2+ , MnO 4 - , MnO 4 2- , Mn, MnSO 4 , MnCl 2 , HNO 3 , HN O 2 , NO 3 - , NO 2 , NO 2 - , N 2 , NH 4 + , NH 4 NO 3 , N 2 O, NO, N 2 O 3 , N 2 O 5 , KNO 3 , N 2 O 4 , (N H 4 ) 2 SO 4 , CuO, Cu, Cu 2 O, Cu 2+ , CuSO 4 , CuCl, CuCl 2 , Cu(OH) 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Fe , Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 , FeS 2 , FeCO 3 , Fe 3+ , FeSO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , Fe(NO 3 ) 3 , CaC 2 , Al 4 C 3 , C , CO, CO 2 . Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 7 Hóa 10 Chun b/ K 2 Cr 2 O 7 , Cr, Cr 3+ , K 2 CrO 4 , Cr 2 O 7 2- , Cr 2 (SO 4 ) 3 , Cr 2 O 3 , CrO 4 2- , CrCl 3 , CrO 2 - , Cr O, Cr 2 O 3 , CrO 3 , Cr(OH) 3 , Na 2 Cr 2 O 7 , CrBr 3 , NaCrO 2 , H 2 SO 4 , H 2 SO 3 , FeSO 4 , SO 3 , S O 3 2- , Na 2 S 2 O 3 , Na 2 S 4 O 6 , S, S 8 , SO 4 2- , SO 2 , H 2 S, SF 6 , FeS 2 , FeS, K 2 S, KHS, H 3 PO 4 , P 4 , P , P 2 O 5 , P 2 O 3 , PH 3 , PO 4 3- , AlO 2 - , KAlO 2 , HCl, Cl 2 , Cl - , KClO 3 , NaClO, ClO - . Bài 2: Tính số oxi hóa của các nguyên tô C, H, O, N trong các hợp chất hữu cơ sau: a/ Glixin (Glicin, H 2 N-CH 2 -COOH); Axit lactic (Acid lactic, CH 3 -CHOH- COOH); Axit cloaxetic (Acid cloroacetic, Cl-CH 2 -COOH); Anilin (C 6 H 5 -NH 2 ); Nitrobenzen (C 6 H 5 -NO 2 ); đietylete (Dietyl eter, C 2 H 5 -O-C 2 H 5 ); ancol benzylic (C 6 H 5 - CH 2 -OH); Lizin (Lysin, H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CHNH 2 -COOH); Cloropren (2- Clobuta đien-1,3 CH 2 =CH-CCl=CH 2 ); Metylamin (CH 3 -NH 2 ); Axit acrilic (CH 2 =CH- COOH). b/ Benzandehit (Benzaldehid, C 6 H 5 -CHO); Phenol (C 6 H 5 -OH); Glixerin (Glicerin, CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH); p-Cresol (p-CH 3 -C 6 H 4 -OH); Axit fomic (Acid formic, HCOOH); Axit picric (2,4,6-Trinitrophenol); TNT (2,4,6-Trinitrotoluen); Axit glutamic (HOOC-CH 2 -CH 2 -CHNH 2 -COOH); Alanin (CH 3 -CHNH 2 -COOH); Isopren (CH 2 =CH-CCH 3 =CH 2 ); Axit a-aminoenantoic (H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - COOH); Axit adipic [ Acid adipic, HOOC-(CH 2 ) 4 -COOH ]. IV. CẶP OXI HÓA KHỬ LIÊN HP Cặp oxi hóa khử là tập hợp gồm hai chất, chất oxi hóa và chất khử tương ứng (chất oxi hóa và chất khử liên hợp). Thí dụ: Fe 2+ /Fe, Ag + /Ag, Al 3+ /Al, 2H + /H 2 , Cl 2 /2Cl - , Fe 3+ /Fe 2+ , Cu 2+ /Cu, Cu 2+ /Cu + Trong một cặp oxi hóa khử thì độ mạnh của chất oxi hóa và của chất khử ngược nhau. Nghĩa là nếu chất oxi hóa rất mạnh thì chất khử tương ứng sẽ rất yếu và ngược lại, nếu chất khử rất mạnh thì chất oxi hóa tương ứng sẽ rất yếu. Thí dụ: Với cặp K+/K thì do K có tính khử rất mạnh nên K+ có tính oxi hóa rất yếu. Với cặp Au 3+ /Au thì do Au có tính khử rất yếu nên Au 3+ có tính oxi hóa rất mạnh. V. DÃY ĐIỆN HĨA Trong dãy thế điện hóa, người ta sắp các kim loại (trừ H là phi kim) theo thứ tự, từ trước ra sau, có độ mạnh tính khử giảm dần; Còn các ion kim loại tương ứng (ion dương) theo thứ tự, từ trước ra sau, có độ mạnh tính oxi hóa tăng dần.  Nguyeãn Theá Chieán http://www.ebook.edu.vn Chuyeân ñeâ: Oxi hoùa_khử Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng- TPCT 8 Hóa 10 Chuyên Chiều độ mạnh tính khử giảm dần. K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au K + Ca 2+ Na+ Mg 2+ Al 3+ Mn 2+ Zn 2+ Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Ag + Hg 2+ Pt 2+ Au 3+  Chiều độ mạnh tính oxi hóa tăng dần. • Thế điện hóa chuẩn của cặp oxi hóa khử nào càng lớn về đại số thì chất oxi hóa đó càng mạnh, chất khử tương ứng càng yếu; Còn thế điện hóa chuẩn của cặp oxi hóa khử nào càng nhỏ về đại số thì chất oxi hóa đó càng yếu, chất khử tương ứng càng mạnh. Thí dụ : Thực nghiệm cho biết: E 0 Ag+/Ag > E 0 Fe 3+ /Fe 2+ >E 0 Cu 2+ /Cu > E 0 Fe 2+ /Fe Do đó, Sau đây là trị số thế điện hóa chuẩn của một số cặp oxi hóa khử thường gặp (Người ta xác định được các trị số này là do thiết lập các pin điện hóa học giữa các cặp oxi hóa khử khác với cặp oxi hóa khử hiđro . Với điện cực hiđro được chọn làm điện cực chuẩn và qui ước E 0 2H + /H 2 = 0 V) K + /K -2,92 Ca 2+ /Ca -2,87 Na + /Na -2,71 Mg 2+ /Mg -2,37 Al 3+ /Al -1,66 Mn 2+ /Mn -1,19 Zn 2+ /Zn -0,76 Cr 3+ /Cr -0,74 Fe 2+ /Fe -0.44 Ni 2+ /Ni -0,26 Sn 2+ /Sn -0,14 Pb 2+ /Pb -0,13 Fe 3+ /Fe -0,04 2H + (axit)/H 2 0,00 Cu 2+ /Cu + +0,16 Cu 2+ /Cu +0,34 Fe 3+ /Fe 2+ +0,77 Ag + /Ag +0,80 Hg 2+ /Hg +0,85 Pt 2+ /Pt +1,20 Au 3+ /Au +1,50 E 0 Ox1/Kh1 > E 0 Ox2/Kh2  Tính oxi hóa: Ox1 > Ox2 Tính khử: Kh1 < Kh2 tính oxi hóa: Ag + > Fe 3+ > Cu 2+ > Fe 2+ tính khử: Ag < Fe 2+ < Cu < Fe Nguyeãn Theá Chieán http://www.ebook.edu.vn Chuyeân ñeâ: Oxi hoùa_khử Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng- TPCT 9 Hóa 10 Chuyên CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ * Nguyên tắc: Để cân bằng phản ứng oxi hóa khử là số điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa. I. PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (THĂNG BẰNG ELECTRON) * Các bước cân bằng: + Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu bài yêu cầu bổ sung phản ứng, rồi mới cân bằng). + Tính số oxi hóa của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi hóa, chất khử. + Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (Phản ứng oxi hóa, phản ứng khử). Chỉ cần viết nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi, với số oxi hóa được d ể bên trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi hai bên bằng nhau. + Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa) bằng cách thêm hệ số thích hợp. + Phối hợp các phản ứng cho, nhận điện tử; các hệ số cân bằng tìm được; và phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu. + Cuối cùng cân bằng các nguyên tố còn lại (nếu có) như phản ứng trao đổi. Ví dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử. Ví dụ 1 +7 +2 +2 +3 KMnO 4 + FeSO 4 + H 2 SO 4 MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O Chất oxi hóa Chất khử + 7 + 2 2 Mn +5e - Mn ( s ự khử) +2 +3 5 2Fe 2Fe + 2e - ( s ự oxi hóa) (+4) (+6) 2KMnO 4 + 10FeSO 4 + H 2 SO 4 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O 2KMnO 4 + 10FeSO 4 + 8H 2 SO 4 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 8H 2 O Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 10 Hóa 10 Chun Ví dụ 2: Fe 3 O 4 + HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + N x O y + H 2 O Chất khử Chất oxi hóa +8/3 +3 (5x-2y) 3Fe 3Fe + e - ( s ự oxi hóa) (+8) (+9) +5 +2y/x xN + (5x-2y)e - xN ( s ự khử) (+5x) (+2 y ) (5x-2y)Fe 3 O 4 + xHNO 3 (15x-6y)Fe(NO 3 ) 3 + N x O y + H 2 O (5x-2y)Fe 3 O 4 + (46x-18y)HNO 3 (15x-6y)Fe(NO 3 ) 3 + N x O y + (23x-9y)H 2 O II- PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ION- ĐIỆN TỬ (chỉ áp dụng cho phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong dung dòch : dựa trên sự cân bằng khối lượng và điện tích mà không cần tính theo soh ) * Phương pháp chung: Viết phương trình phản ứng ở dạng ion thu gọn. Ví dụ: FeSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O Fe 2+ + MnO 4 - + H + → 2Fe 3+ + Mn 2+ + H 2 O (dạng ion thu gọn) Viết các nữa phản ứng oxi hóa - khử rồi cân bằng: + Cân bằng nguyên tử : 2Fe 2+ → 2Fe 3+ MnO 4 - + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O • Phản ứng xảy ra trong môi trường axit, vế nào thiếu oxi cộng H 2 O, vế nào thừa oxi cộng H + . • Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm, vế nào thiếu oxi cộng OH - , vế nào thừa oxi cộng H 2 O. • Phản ứng xảy ra trong môi trường trung tính (H 2 O) thì xem sản phẩm tạo thành. Sản phẩm tạo thành có axit : cân bằng giống trường hợp của môi trường kiềm. Sản phẩm tạo thành có kiềm : cân bằng giống trường hợp của môi trường axit. + Cân bằng điện tích : Bằng cách thêm electron vào hoặc trừ electron đi: 2Fe 2+ → 2Fe 3+ + 2e MnO 4 - + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2 O • Cân bằng hệ số sao cho số electron cho = số electron nhận. 5 x 2Fe 2+ → 2Fe 3+ + 2e 2 x MnO 4 - + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2 O Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa_khử Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 11 Hóa 10 Chun • Nhân hệ số vào và cộng hai nữa phản ứng lại được phương trình ion. 10Fe 2+ + MnO 4 - + 16H + → 10Fe 3+ + 2Mn 2+ + 8H 2 O • Cộng 2 vế cùng một lượng cation hoặc anion để bù trừ điện tích suy ra phương trình ở dạng phân tử. 10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O Ví dụ: Cân bằng phản ứng trong môi trường kiềm: Dạng phân tử: NaCrO 2 + Br 2 + NaOH → Na 2 CrO 4 + NaBr + H 2 O Dạng ion thu gọn:Na + +CrO 2 - +Na + +OH - → 2Na + +CrO 4 2- +Na + + Br - + H 2 O Các nữa phản ứng: CrO 2 - + 4OH - → CrO 4 2- + 2H 2 O + 3e Br 2 + 2e → 2Br - Phương trình ion: 2CrO 2 - + 8OH - + 3Br 2 → 2CrO 4 2- + 4H 2 O + 6Br - Vậy: 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH → 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 4H 2 O III- PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ (không cần xác đònh chất khử, chất oxi hóa, số oxi hóa) * Có 3 bước thực hiện: • Bước 1 : Gọi a, b, c, d, e … là các hệ số cân bằng. • Bước 2 : Áp dụng đònh luật bảo toàn nguyên tố để lập hệ nhiều phương trình toán học theo các hệ số đó. • Bước 3: Cho giá trò cụ thể một hệ số bất kỳ từ đó tính ra các hệ số khác. Ví dụ : aCu + bHNO 3 = cCu(NO 3 ) 2 + dNO + eH 2 O -Ta có các phương trình sau: ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ++= += = = edc6b3 dc2b e2b ca Cho a = c = 1 ⇒ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ++= += = == ed6b3 d2b e2b 1ca ⇔ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = = = == 3 4 e 3 2 d 3 8 b 1ca - Nhân 3 đồng loạt vào các hệ số trên: a = c = 3, b = 8, d = 2, e = 4. - Vậy: 3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O IV- CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1 : 1. Điều khẳng định sau đây có đúng khơng giải thích? “một chất có tính oxi hóa gặp một chất khử nhất thiết phải xảy ra phản ứng oxi hóa – khử”. [...]... phản ứng một chất oxi hóa A và một chất khử B thì chất oxi hóa tạo thành phải yếu hơn A và chất khử sinh ra phải yếu hơn B Thí dụ: Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag Trong đó: - Chất oxi hóa Cu2+ yếu hơn chất oxi hóa ban đầu là Ag+ - Chất khử sinh ra là Ag yếu hơn chất khử ban đầu là Cu * Ngược lại phản ứng sẽ khơng xảy ra khi: Ag + Cu2+ → Ag+ + Cu * Ngồi ra phản ứng oxi hóa khử còn phụ thuộc vào nồng độ, nhiệt độ... phản ứng oxi hóa khử sau theo phương pháp thăng bằng ionelectron a KMnO4 + C6H12O6 + H2SO4 → CO2 + … b FeO + HNO3 → NxOy + … c KNO2 + KMnO4 + H2SO4 → KNO3 + … d CH ≡ CH + K2Cr2O7 + H2SO4 → HOOC-COOH + … Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 17 Hóa 10 Chun Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa _khử -(Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic... trường axit) (Trích đề thi đề nghị của trường THPT chun Bến Tre- Tỉnh Bến Tre– năm 2002) Bài làm: 1 a H2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + O2 + K2SO4 + H2O Chất khử chất oxh 2Cr+6 + 6e → 2Cr+3 3 2O-1 → O20 + 2e 3H2O2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3O2 + K2SO4 + 7H2O b FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NnOm + H2O chất khử chất oxh Fex+2y/x Oy + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + Nn+2m/n Om + H2O Chất khử chất oxh (5n -2m)... Chun Lý Tự Trọng- TPCT 33 Hóa 10 Chun Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa _khử V- GIẢI TỐN OXI HĨA – KHỬ BẰNG BẢO TỒN ELECTRON *Ngun tắc: ∑ e cho = ∑ e nhận * Áp dụng: + Phản ứng xảy ra là phản ứng oxi hóa – khử + Phản ứng xảy ra phức tạp: một chất khử với với nhiều chất oxi hóa và ngược lại, nhiều giai đoạn, nhiều q trình... TPCT 35 Hóa 10 Chun Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa _khử CHƯƠNG 3 : SỰ ĐIỆN PHÂN Một số phản ứng oxi hóa – khử lại có liên quan đến dòng điện và được phân loại theo hai hướng chính: - Nhờ dòng điện để có phản ứng oxi hóa – khử: sự điện phân - Phản ứng oxi hóa – khử dẫn đến phát sinh dòng điện: pin hay ngun tố galvanic... Biết tỉ khối của hỗn hợp khí đối với H2 bằng 16,75 Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 18 Hóa 10 Chun Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa _khử -c FexOy + HNO3 → NnOm + … (Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường THPT Bến Tre– Bến Tre - năm học 1999-2000) Bài làm: a FeS2 + HNO3 → H2SO4 + NO + Fe(NO3)3 FeS2 → Fe3+... FeS2 + HNO3( đun nóng) → SO42- + NO2 + … (Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường THPT Chun Trần Hưng Đạo – Bình Thuận - năm học 2000) Bài làm: 1 a CuFeS2 + Fe2(SO4)3 + O2 + H2O → CuSO4 + FeSO4 + H2SO4 2Fe+3 +2e → 2Fe+2 O2 + 4e → 2O-2 Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 19 Hóa 10 Chun Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa _khử ... Câu 14: Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau theo phương pháp cân bằng ion – electron Nêu q trình oxi hóa và q trình khử: a MnO4- + SO32- + … → Mn2+ + SO42- + … b MnO4- + Fe3O4 + … → Fe2O3 + MnO2 + … c MnO4- + SO32- + … → MnO42- + SO42- + … d Cr2O72- + C3H7OH + H+ → C2H5COOH + Cr3+ + … Cho biết tính oxi hóa của MnO4- trong các mơi trường khác nhau (Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường... I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O Sự khử: 2 NO2- + 1e + 2H+ → NO + H2O Sự oxi hóa: 2I- → I2 + 2e NO2- + 2I- + 4H+ → 2NO + I2 + H2O 2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 → 2NO↑ + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O Câu 16: Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử a Cl2 + I- + H2O → IO3- + … b Cl2 + I- + OH- → IO4- + c NaClO + KI + H2O → d NaNO2 + KI + H2SO4 → NO + … e Cu2FeSx + O2 → Cu2S + Fe3O4 + SO2 (Trích đề thi đề nghị của trường THPT chun... H2SO4 → NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O Sự khử: 2 NO2- + 1e + 4H+ → NO + 2H2O Sự oxi hóa: 2I- → I2 + 2e Trường THPT Chun Lý Tự Trọng- TPCT 21 Hóa 10 Chun Nguyễn Thế Chiến http://www.ebook.edu.vn Chuyên đê: Oxi hóa _khử -2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 → 2NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O e Cu2FeSx + O2 → Cu2S + Fe3O4 + SO2 Sự khử: (6x+7) O2 + 4e → 2O2Sự oxi hóa: . 4H 2 O 5NO 2 - + 2MnO 4 - + 6H + → 5NO 3 - + 2Mn 2+ + 4H 2 O 5KNO 2 + 2KMnO 4 + 6H 2 SO 4 → 5KNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O d.CH ≡ CH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → HOOC-COOH. 5HNO 3 → 2H 2 SO 4 + 5NO + Fe(NO 3 ) 3 FeS 2 + 8HNO 3 → 2H 2 SO 4 + 5NO + Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 O b. Fe + HNO 3 → NO + N 2 O + Fe(NO 3 ) 3 + H 2 O Gọi x là số mol NO trong mỗi mol. a. KMnO 4 + C 6 H 12 O 6 + H 2 SO 4 → CO 2 + …. b. FeO + HNO 3 → N x O y + … c. KNO 2 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → KNO 3 + … d. CH ≡ CH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → HOOC-COOH + … Nguyeãn