Ae ZOOZ
BO GIAO DUC VA DAO TAO
DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH TRUONG DAI HOC SU PHAM
TRƯƠNG THỊ PHANH THẢO
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP BÀI TẬP HĨA HỌCVỀ PHÁN ỨNG OXIHĨA-KHỬ VA DIEN PHAN BO MON: LY LUAN DAY HOC HOA HOC
Giảng viên hướng dẫn : TRỊNH VĂN BIEU ;
Giảng viên phản biện : TRAN THI VAN
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1999
Trang 2L09 CAM ON
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong bạn chủ nhiệm khoa, tổ bộ mơn phương pháp giảng dạy dã nhiệt tình giáp đỡ em trong suốt quá trình hồn thành luận
văn này Đặc biệt là thầy Trinh Van Biéu —
người đã gợi cho em những ý tưởng ban đầu,
đĩng gĩp cho em những ý kiến quí giá và
hướng dẫn cho em từng bước trên con đường
nghiên cứu khoa học giáo dục
Xin cảm ơn tập thể sinh viên lớp hĩa 3
(khĩa học 1996-2000) trường ĐHSP' và các
bạn thân hữu đã tạo mọi điều kiện để giúp
đỡ em trong quá trình làm luận văn
Vì thời gian và năng lực cĩ hạn nên
khơng thể tránh được những sai sĩi Rất
Trang 3MỞ ĐẦU | Trang
[ Ly do chon dé tai -+ + - 3
II: Mc đích và nhiềm vũ của để ti —————=ireiesseeradeereoee 3 III.Khách thể và đối tượng nghién ctfu - 4
IV.Gia thuyét khoa hoc - 4
V Phuong phap nghién ctfu. - 4
Chương 1:CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỀN CỦA VAN DE NGHIÊN CỨU I.I.Khái niệm về bài tập hố hoc. -— 5
I.2.Tác dụng của bài tập hod hoc - 5
1.3.Các dạng của bai tap hod hoc - 7
I.4.Thực trạng giải bài tập của sinh viên Hố 3 DHSP - 7
Chương2: PHÁN ỨNG OXIHỐ-KHỬ 2.1.Lý thuyết về phản ứng oxihố khử -~~- 14
2.1.1 Số oxihoẩ, -=-<===e====c=ese===eeseeekeeieieeeeeeeeaecie 14 2.1.2 Phản ứng oxihố-khỬ. -~ -~ ~ ~~-~========~=== 16
2.1.3 Điều kiện để phản ứng oxihố-khử xảy ra - -16
2.2 Phân loại phản ứng oxihố-khử - 17
2.3 Cin bang phan tng oxiho4-khv - 18
2.3.1 Phương pháp cân bằng electron - I§ 2.3.2 Phương pháp cân bằng ion -electron - 20
2.3.3 Một số trường hợp dac biét - 23
2.4 Một số dạng bài tốn về phản ứng oxihố-khử trong dung dịch. 28
2.4.1 Tốn về hai kim loại tác đụng với một axit - 28
2.4.2 Tốn về hai kim loại tác dụng với hỗn lợp hai axit -31
2.4.3 Tốn về hỗn hợp hai kim loại lần lượt tác dụng với axit,baz. -33
2.4.4 Tốn về hai kim loại A, B cho vào dung dịch chứa lái tron kim loại C"',D™" 37
Trang 1
Trang 4Luận văn tốt nghiệp
Chương3 : DIE.N PHAN
3.1 Lý thuyết về sự dién phin. - 40
3.1.1 Dinh nghia - 40
3.1.2 Dién phan néng chay - 40
3.1.3 Dién phan dung dich. - 4]
3.2 Dinh luat Faraday - 44
3.3 Một số dạng bài tốn điện phan. - 45
3.3.1 Bài tốn về điện phân dung dich chifa hai ion kim loai -45 3.3.2 Bài tốn về dự đốn quá trình điện phân dựa trên lượng sẩn phẩm thốt ra ở điện cực - 46
Chương 4: KẾT LUẬN 4.1 Những kết luận rút ra từ luận văn. -~-=-=-=========== 5]
4.2 Đề suất và kiến nghi. - 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO
CÁC KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN
I CTCT : cơng thức cấu tạo
2.CTPT : cơng thức phân tử
3 ĐHSP: Đại học sư phạm
4 dpdd : dién phan dung dich
5 đpnc : điện phân nĩng chảy 6 ĐS: đáp số
JCP BIECHGN
8 hh : hỗn hợp
9.KL,: kim loại
I0 PTCS : phổ thơng cơ sở
II PTTH: phổ thơng trung học
12 mi.n.x : mang ngăn xốp
I3 SV: sinh viên
Trang 5Luận văn tốt nghiệp
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Xã hội ngày càng hiện đại , nền khoa học kỹ thuât ngày càng phát triển
mạnh mẽ, địi hỏi con người cần phải được giáo dục tốt hơn để thích ứng nhu
cầu ngày càng phức tạp và đa dạng cũng như để sử dụng những tiện nghi vật
chất do thành tựu khoa học kỹ thuật đem lại
Nền giáo dục nước ta đang từng bước chuyển biến Nghị quyết T.W lần thứ
IV khĩa VII về “tiếp tục đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo ' đã khẳng
định : “muốn đào tạo được những con người tự chủ , năng động, sáng tạo thì
phương pháp giáo dục phải hướng đến việc khơi dậy rèn luyện kỹ năng nghĩ
và làm một cách tự chủ .”.Sự khẳng định này hết sức đúng đắn và phù hợp với yêu cầu xã hội Việt Nam hiện nay
Đối với nghề thầy giáo -nghê đào tạo con người thơng qua việc truyền thụ
kiến thức ,kỹ năng ,kỹ xảo Người thầy phải cĩ những năng lực sư phạm cần
thiết Thực tế , cơng tác đào tạo giáo viên ở trường Đại Học Sư Phạm vẫn
chưa đáp ứng được yêu cầu cung cấp hệ thống những tri thức và ky năng nghề
nghiệp Trong chương trình đào tạo, nội dung rèn luyện cho sinh viên cịn
thiên về lý thuyết
Hố học là bộ mơn khoa học tự nhiên trong đĩ bài tập là khâu cơ bản cĩ
tác dụng làm rỏ và mở rộng kiến thức nhưng việc giải bài tập đối với học sinh
cịn gặp nhiều khĩ khăn do việc khơng biết áp dụng các kiến thức đã học và khơng nắm được cách giải các dạng bài tập Bên cạnh đĩ ,bài tập trong sách
giáo khoa cịn rất ít vàchỉ ở mức độ đơn giản ,bài tập trong sách tham khảo thì
khơng hệ thống được các dạng bài tập và khơng hướng dẫn cặn kế cách giải đối với từng trường hợp Hơn nưã ,đối với các giáo viên tương lai ,ngồi việc phải cung cấp hệ thơng kiến thức cịn phải trang bị cho họ những kỹ năng cơ bẩn về nghiệp vụ như kỹ năng chuẩn bị bài giảng ,kỹ năng giải bài tập, kỹ
năng sử dụng bài tập v.v Các kỹ năng này rất cần thiết đối với sinh viên
khoa Hố trong việc chuẩn bị cho cơng tác giẩng dạy sau này
Xuất phát từ những yêu cầu trên ,chúng tơi đã chọn đề tài “bài tập hĩa
học về phản ứng oxihĩa-khử và điện phân "
I MUC DICH VA NHIEM VU CUA DE TAT: 1.Mục đích :
- Nâng cao kiến thức hiểu biết về bài tập và hệ thống bài tập hố học
- Rèn luyện kỹ năng giải và sử dụng một số dạng bài tập hố học ở PLTH
- Gĩp phần nâng cao chất lượng giảng dạy cuả bộ mơn hố học
Trang 6_— luận văn tốt nghiệp _
2.Nhiệm vụ :
- - Nghiên cứu hệ thống lý luận về bài tập hố học
- Điều tra thực trạng cuẩả sinh viên Hố 3 về nắm vững lý thuyết và khả năng cân bằng phản ứng oxihố-khử
- Hệ thống lại kiến thức và vận dụng những hiểu biết ,kinh nghiệm đi
sâu vào nghiên cứu cách giải và sử dụng một số dạng bài tập hố học về phản
ứng oxihố-khử và sự điện phân
II KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHÌN CỨU :
1 Khách thể: nghiên cứu quá trình dạy và học mơn hố ở trường ĐHSP 2 Đối tượng nghiên cứu : việc phân loại , hệ thống kiến thức ,cách giải một số dạng bài tập hố học ở phổ thơng
IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC:
Nếu hệ thống phân loại hợp lý ,biết cách giải và sử dụng một số dạng
bài tập hố học ở PTTH sẽ gĩp phần nâng cao chất lượng dạy và học mơn hố
ở PTTH và ở trường ĐHSP
V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Đọc và nghiên cứu các tài liệu liên quan đến dé tai
Đọc và sưu tầm các dạng bài tập và phương pháp giải bài tập
Phân tích và hệ thống các cách giải và sử dụng một số dạng bài tập
Thực nghiệm điều tra Tổng kết
Trang 7Luận văn tốt nghiệp -
Chương: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 KHÁI NIỀM BÀI TẬP HĨA HOC:
Sau khi truyền thụ kiến thức cho học sinh , giáo viên chỉ cĩ thể an tâm được khi học sinh thật sự hiểu biết bài và biết vận dụng những kiến thức đã
học để làm bài tập mà mình đưa ra
Vậy bài tập hố học là một hình thức vận dụng những điều đã học để
giải quyết nhiệm vụ đề ra
Nội dung của bài tập hố học phải chứa đựng các kiến thức trọng tâm ở bài giảng nhưng ở mức độ khác nhau Bài tập hố học cĩ thể là những câu hỏi đơn giản khơng cần phải tính tốn hoặc là một bài tốn tổng hợp địi hỏi học sinh phải vận dụng những kiến thức cả về hố học lẫn tốn học Hoặc cĩ
những bài tập chỉ yêu cầu học sinh kiểm định lại (bài tập trắc nghiệm )
nhưng cũng cĩ khí chỉ là câu gợi ý nhỏ bắt buộc học sinh phải suy luận dựa
trên những kiến thức vừa học được Tuỳ theo mục đích sử dụng mà bài tap được xây dựng dưới nhiều hình thức và nội dung khác nhau
1.2 TÁC DỤNG CUẢ BÀI TẬP HỐ HỌC :
Giáo viên bằng nhiều cách cĩ thể kiểm tra trình độ nhận thức của học sinh Một trong những phương pháp được xem là tích cực nhất là thơng qua việc ra các bài tập cho học sinh làm, bởi vì bài tập hố học cĩ các tác dụng lớn sau :
a Lam rõ và khắc sâu kiến thức học sinh :bài tập giúp học sinh nhớ lại
và hiểu rõ hơn nội dung của bài học như là nhớ lại tính chất hố học của các
chất , các phương trình phản ứng diễn ra ,hiểu sâu hơn về các nguyên lý và
định luật hố học Những kiến thức nào chưa nắm vững , thơng qua việc giải
bài tập ,học sinh sẽ hiểu cặn kẽ hơn Ngồi ra ,việc giải bài tập hố học cũng giúp cho học sinh ơn lại các kiến thức về các mơn học khác nhau như : tốn, lý ,sinh
Ví dụ : Sau khi học bài anken ,giáo viên đưa ra bài tập như sau:
Dan luồng khí etylen vào dung dich nước brom cĩ màu nâu đỏ , ta thấy
dung dịch nước brơm bị mất màu và khối lượng cuả dung dịch nước brơm tăng
lên Hãy giải thích hiện tượng trên
Để giải được bài này,học sinh phải nhớ lại tính chất hố học của anken ,brơm tồn tại ở dạng nào thì cĩ màu nâu đỏ và học sinh biết được là khi tham
gia phẩn ứng cộng với brơm tạo ra sản phẩm được giữ lại trong bình nên khối
lượng tăng lên của bình chính là khối lượng của etylen
b_ Hệ thống kiến thức : phần lớn các bài tập hĩa học địi hỏi học sinh phải vận dụng tổng hợp các kiến thức của nhiều phan trong bài hoặc kiến
thức của bài trước và bài sau Đối với loại bài tập tổng hợp này ,học sinh phải
Trang 8Luận văn tốt nghiệp
uy động vốn kiến thức của nhiều chương ,nhiều bộ mơn Ngồi ra ,nĩ cịn
cĩ tác dụng quan trọng là giúp học sinh ơn lại các kiến thức cũ
Ví dụ :sau khi học xong phần Hydrocacbon khơng no, giáo viên cho học sinh bài tập như sau :
Bằng phương pháp hĩa học, hãy nhận biết các chất sau :mêtan ,etylen,
axetylen
Để giải bài tập này, học sinh cần nhớ lại tính chất hĩa học cuả
hydrocacbon no, hydrocacbon khơng no Đặc biệt là các phản ứng xẩy ra cĩ
kèm theo các hiện tượng mà mắt thường nhìn thấy được
c Cwng cấp kiến thức mới : một số bài tập ngồi nhiệm vụ củng cố kiến
thức đã học cịn cĩ tác dụng mở rộng sự hiểu biết của học sinh một cách sinh
động, phong phú về các vấn đề thực tiễn đời sống và sản xuất
Ví dự: sau khi học xong bài axitcacboxylic, giáoviên cho học sinh bổ túc
chuỗi phản ứng sau:
Tinh b6t > rudu etylic > andehit axetic > axit axetic
Giáo viên giảng giải thêm axit axetic là thành phần chính của giấm ăn
Nội dung bài này rất gần gũi với đời sống thực tế, tạo sinh động, hứng thú cho học sinh trong quá trình tìm hiểu và giải bài tập
d Bài tập hố học cịn cĩ tác dụng rèn luyện một số kỹ năng, kỹ xảo như:
- Lập cơng thức, cân bằng phương trình
Tính theo cơng thức và phương trình
Các tính tốn đại số; giải phương trình bậc 1,2; giải hệ phương trình Kỹ năng giải từng dạng bài tập hĩa học khác nhau
Trong quá trình giải bài tập học sinh đã tự rèn luyện cho mình các kỹ năng trên cùng với thủ thuật tính tốn
Nhờ việc thường xuyên giải bài tập lâu dân học sinh sẽ nhớ và các kỹ
năng đĩ sẽ dân dần phát triển thành các kỹ xảo giúp học sinh ứng xử nhanh trước các tình huống
e Phát triển tư duy: phân tích tổng hợp, quy nạp, diễn dịch, loại suy Đối với các bài tập cĩ nhiều điểm gút, học sinh bắt buột phải tìm tịi,
suy luận để cuối cùng tìm ra phương pháp giải Để đạt được mục đích đĩ, học
sinh phải biết sử dụng và kết hợp nhiều thao tác tư duy như : phân tích tổng
hợp, quy nạp, diển dịch, loại suy Nhờ vậy mà tư duy của học sinh được phát
triển và năng lực làm việc của học sinh được nâng cao Giáo dục đạo đức tư tưởng:
Thơng qua việc giải bài tập , học sinh rèn luyện tính kiên nhẫn, tính cẩn thận, tính sáng tạo khi xử lý các vấn để xảy ra
Trang 9Luận văn tốt nghiệp :
Mặt khác,việc giải bài tập hĩa học thường xuyên cũng gĩp phần rèn
luyện cho học sinh tỉnh thần kỷ luật, tính tự kiểm chế, cách suy nghĩ và trìnkt bày chính xác khoa học, qua đĩ nâng cao lịng yêu thích bộ mơn
1.3 CAC DANG BAIL TAP HOA HOC :
u.Khi nghiên cứu về việc phân loại bài tập hố học ở phổ thơng cĩ các cách phán loạt như sau:
- Bài tập lý thuyết (khơng cĩ tiến hành thí nghiệm) : bao gồm hai loại: + Bài tập định tính (khơng cĩ tính tốn )
+ Bài tập định lượng (cĩ tính tốn )
- Bài tập thực nghiệm (cĩ tiến hành thí nghiệm) b Dưa vào nội dụng của bài tập hố học: gồm cĩ: -_ Bài tập hĩa đại cương
Bài tập hĩa vơ cơ
- Bài tập hĩa hữu cơ Án
c Dựa vào đặc điểm về phương'giải bài tập hĩa học :
Câng bằng phương trình phản ứng
Nhận biết
Tách các chất ra khỏi hỗn hợp Viết chuỗi phản ứng, điều chế
Tính theo cơng thức và phương trình Lập cơng thức
Xác định thành phần hổn hợp
d Dưa vào khối lượng kiến thức hay mức độ phức tạp đơn giản của bài tap:
- Bai tap don giản
- Bai tap phifc tap
e.Dua vao cach tién hanh kiém tra: - Bai tap trac nghiém
- Bai tap tự luận
Mỗi cách phân loại cĩ những ưu điểm riêng của nĩ Tuỳ từng trường
hợp cụ thể mà giáo viên sử dụng hệ thống phân loại này hay hệ thống phân loại khác 1.4 THỰC TRẠNG VỀ KHẢ NĂNG GIẢI BÀI TẬP HĨA HỌC CUẢ SINH VIÊN HĨA 3 ĐHSP: 1 Cách tiến hành thực nghiệm điều tra : a Chuẩn bị :
Với mục đích kiểm tra kiến thức của SV hĩa 3 về phản ứng oxihĩa-khử chúng tơi đã tiến hành kiểm tra với nội dung như sau :
Cdu / : định nghĩa phần ứng oxihĩa-khử , chất oxihĩa , chất khử , hĩa trình
oxihĩa , hĩa trình khử Cĩ cách nào để ghi nhớ các định nghĩa trên
Trang 10Luận văn tốt nghiệp Cáu 2 : định nghĩa số oxihĩa Tính số oxihĩa trung bình và số oxihĩa thực của Cr trong natripeoxidicromat : Na;Cr;zO;
O—Ð O—O
Na— O “tí O— O—Cr—O—Na O—O O—O
Giải thích vì sao cĩ sự khác nhau giữa hai kết quả trên
Câu 3: cân bằng các phản ứng oxihĩa-khử sau bằng phương pháp cân bằng e , chỉ rõ chất khử và chất oxihĩa :
a FeSO, + KMnO; + H;SO, -> Fe;z(SO,)› + K;SO, + MnŠ9,+H;O
C;H;OH + K;Cr;O; + HạSO¿ —-> CHyCHO + Cr;(SO¿)¿ + K;SO¿ + HạO
FeS; + HNO; -> Fe;z(SO,); +NO; † + H;SO, + HạO Fe,O, + H;SO¿, => Fez(SO); + SO;Ÿ + H;O
k—CH == R + KMnO, + H,SO,; — RCOOH + R— (C—CH;
CH, O
+ K,SO, + MnSO, + H,O
Câu 4 : Trong các chất sau đây , chất nào cĩ khả năng là chất oxihĩa, chất
khử hoặc vừa là chất khử vừa là chất oxihĩa : KCI, SO; , FeSO, , KMnO,, Cl; , Cu và cho biết cách xác định đĩ
b Tiến hành kiểm tra :
Trang 11Luận văn tốt nghiệp 2.Kết quả : a LY thuyết phản ứng oxthĩa- khử : ——ẽễ ———————— Nội dung Số bài trả |Phần trăm " —— llờiđúng — |(%) * Định nghĩa : - Phẩn ứng oxihĩa-khử 82 100
- Chat oxihéa ,chat khử 82 100
- Qua trình oxihĩa , quá trình khử 8 | 98,8
* Cách ghi nhé cac dinh nghia trén 60 T3.2 * Số oxihĩa : - - Định nghĩa số oxihĩa 35 422 - Xác định số oxihĩa trung bình S] 62,2 - - Xác định số oxihĩa thực tế 36 43,9 - - Giải thích sự khác nhau giữa số oxihĩa trung bình và số oxihĩa thực tế 7 8.5 * Xét khả năng oxihĩa- khử của | chat l6 19,5 ¡ - cách xác định khẩ năng oxihĩa-khử 12 14,6 L
Thiếu sĩt mà SV mắc phải trong phần này là khơng ghi dấu( cộng hoặc trừ)
trước số oxihĩa, khi xác định số oxihĩa trung bình và số oxihĩa thực tế của Cr
trong natripeoxidicromat với số lượng là 12 bài ( chiếm 14,6 % )
* Nhận xét : đối với những câu thuần túy về lý thuyết thì SV nắm được nhưng
khi áp dụng vào để tính số oxihĩa , xác định khả năng oxihĩa - khử của 1 chất
, giải thích sự khác biệt giữa số oxihĩa trung bình và số oxihĩa thực tế , cách
xác định khả năng oxihĩa —- khử của I chất thì chỉ cĩ 1 số ít SV giải đáp được những yêu cầu trên Điều đĩ cĩ thể do 2 lí do sau :
- _ Sinh viên chỉ tiếp thu 1 cách máy mĩc phần lý thuyết mà khơng tìm tịi ,
nghiên cứu để hiểu sâu hơn , suy rộng ra nhiều vấn đề
- Khi học ở phổ thơng , kiến thức mà SV tiếp thu được cịn quá sơ sài ,
Trang 12Lugn vin tot nghiép pumice Thiếu hệ số 2 Khơng đem hệ số 2 ra trước Fe 38 13 46,3 15,9 * C,H;OH + K>Cr,0, + H,SO, — CH,CHO + Cr;(SO¿)à + K;SO; + HO — Nội dung Sốlượng (bài) Phần tram (%)
- Bai giai ding
- Khican bang ban phản ứng :
2Cr + 2x3e = 2Cr
Thiếu hệ số 2
Khơng đem hệ số 2 ra trước
- - Nhầm lẫn số oxihĩa của C trong - CH;OH với
số oxihĩa trung bình (ghi nhầm : CạH;OH) 16 38 13 12 19,5 46,3 15,9 14,6 *FeS, + HNO, — Fe2(SO,);+ NO, T+ H,O Nội dung Số lượng(bài) | Phần trăm (%) - Bài giải đúng 9 1] - _ Khi cân bằng 2 bán phan ứng : +2 +8 2Fe - 2xle = 2Fe (1) ~4 +S 4S - 4x7e =35 (2)
2FeS, - 30e =2Fe +48
Thiếu hệ số 2 đối với bán phản ứng (1) ; 26 31,7
Khơng ràng buộc hệ số giữa Fe và S(số nguyên tử S phải gấp đơi số nguyên tử Fe trong
phân tử FeS; ) 21 25,6
Khơng nhận ra S cĩ sự thay đổi số oxihĩa 15 18,3
*Fe,O, + H2SO, > Fe2(SO,); + SO, T+ H,0
Trang 13Luận văn tốt nghiệp =F —— —*2W#— x r5 TT - Tính sai số e mà Fe nhường để trở thành Fe 24 29,3 (2 (2y — 3x )) — + ’ ee CH=C—R + KMnO; + H;SO,-> RCOOH + R=(—CH; + K;SO¿ Ct, O + MnSO; + HạO Nội dung Số lượng (bài) | Phan tram (%) - Bài giải đúng 9 1]
- Khơng nhận ra sự thay đổi số oxihĩa từ 3
nguyên tứ C cĩ số oxihĩa khác nhau (C-> € 7 8,5 ,C > C) Những sai sĩt chung trong quá trình cân bằng các phẩn ứng oxihĩa-khử trên là: Nội dung Số lượng Phan tram (bai) (% ) - - Khơng xác định số oxihĩa trước khi cân bằng 38 46,3
- - Nhầm số oxihĩa với điện tích 17 20,7
- Khơng ghi số oxihĩa ngay trên đỉnh đầu của 20 244- nguyên tố Xác định chất oxihĩa , chất khử khơng rỏ ràng (ghi ngay trong bán phản ứng ) 36 43,9 +2 + Víidu: 2Fe -2xle = 2Fe : chất khử +7 +2 Mn - Se = Mn: chat oxihda * Nhận xé! -
- Trong cân bằng , SV cịn những sai sĩt nhỏ như khơng đem hệ số ra đằng
trước trong các bán phản ứng , cĩ những sai cơ bản như xác định sai số oxihĩa đặc biệt là trong hợp chất hữu cơ
- 9V cịn gặp nhiều khĩ khăn khi cân bằng phản ứng oxihĩa-khử hữu cơ, phản ứng oxihĩa-khử phức tạp
- _ Đa số SV khơng thận trọng khi làm bài
Trang 15Luận văn tốt nghiệp
Chương 2 :PHÁN ỨNG OXIHĨA -KHỬ
2.1 LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG OXIHĨA- KHỬ:
2.1.1 Số oxihĩa:
I Khdiniém :
Số oxihĩa là điện tích của nguyên tử trong phân tử nếu giả định rằng các
cặp e dùng chung chuyển hẳn về nguyên tử cĩ độ âm điện lớn hơn ( nghĩa là nếu phân tử cĩ liên kết ion ) Cơng thức Lọai liên kết Mức độ chuyển | Số oxihĩa electron dich e H; H:H Cộng hĩa trị Khơng 6 khơng phân cực H; HCl H ‘Cl: Cộng hĩa trị Coi như chuyển SN E4 | 7 phân cực hẳn HCI NaCl LjNat ;Clx| Liên kết ion Chuyển hẳn vua Í Na? („cử] NaCl 2 Cách vác định số oxi hĩa:
số oxihĩa trong đơn chất bằng 0
Đối với các ion đơn nguyên tử , số oxihĩa bằng điện tích của ion đĩ Trong các hợp chất :
+ số oxi hĩa của H thường là +1 trừ hợp chất với kim loại ví dụ : NaH
+ Số oxihĩa của O thường là -2, trừ :
Dpeoxít =-l, ví dụ : H;O; ; Na2O> =
supeoxit = -}/; ,ví đụ : KO;
hợp chất với flo = +2 : F;O
Trong một phân tử , tổng số oxi hĩa của nguyên tử bằng 0 * Riêng với hợp chất hữu cơ , cĩ hai cách xác định số oxihĩa :
Cách ï: xác định số oxihĩa trung bình của € hoặc tổng số oxihĩa
(35;soh) :đựa vào CTPT
Cách 2: xác định từng số oxihĩa của từng nguyên tử C dựvào CTPT với các tính chất như sau:
Bỏ qua liên kết với nguyên tử cùng loại
Liên kết với nguyên tử cĩ độ âm điện lớn hơn (mũi tên ra) thì số oxihĩa
là +l: +2; +3 ứng với liên kết đơn, liên kết đơi , liên kết ba
Liên kết với nguyên tử cĩ độ âm điện nhỏ hơn (mũi tên vào ) thì số oxihĩa là -I, -2, -3 ứng với liên kết đơn, liên kết đơi , liên kết ba
Trang lá
Trang 16Luận văn tốt ngiiệp - - Tính tổng số oxihĩa Vidu : xác định số oxihĩa của € trong hợp chất hữu cơ sau : a CH,OH: #t ví sổ -Theo CTPT : CạHO x+(+l.4)+(-2) = 0 > x = -2 - Theo CTCT: H+C*+O-+H Số oxihĩa của C trong CH,OH 1a -2 li b CH,COOH: - Theo CTPT : ¿nĨ 2x+(+1.4)+(-22) =0 > x= 0 Hoặc >` soh của C =0; (C›:)H.,O; - Theo CTCT : Hl 3 O Số oxihĩa của C¡= -3 H Ci — Số oxihĩa của C› = +3
H O-~-H Ssoh cia C = 0
Trang 17Luận văn tốt nghiệp 2.1.2 Phản ứng oxihĩa-khử : L Sự ovthĩa, sự khử :
Quan niệm ở PTCS_ | Quan niệm ở PTTH |
Su oxihéa | Sự kết hợp oxi vào | Quá trình nhường e của nguyên tố trong một chất một chất (làm tăng số oxihĩa)
Sự khứ Sự lấy oxi của một | Quá trình nhận e của nguyên tố trong |
chat một chất (làm giẩm số oxihĩa)
Chất oxihĩa | Chất cung cấp oxi Chất cĩ nguyên tố nhận e (số oxi hĩa | giảm) Chất khử Chất kết hợp với oxi | Chất cĩ nguyên tố nhường e (số oxi hĩa tăng) 2 Định nghĩa :
Phản ứng oxihĩa-khử là phản ứng trong đĩ cĩ sự biến đổi số oxihĩa của
các nguyên tố (thường kèm theo sự dịch chuyển e từ nguyên tố này sang nguyên tố khác)
5.Chất oxihĩa , chất khử:
Chất oxihĩa là chất nhận e
Chất khử là chất nhường e_
* Cách ghi nhớ các định nghĩa trên :
“ khử cho - o nhận ” hoặc “' khử cho tăng -o nhận giảm ” với o là oxihĩa
2.1.3 Điều kiện để phản ứng oxihĩa -khử xảy ra:
* Phản ứng oxihĩa-khử xảy ra khi tạo ra chất oxihĩa và chất khử yếu hơn chất oxihĩa và chất khổ ban đâu
OXmạnh + Khmanm = ƠXy£u + Khye
Ví dụ: Fe + Cu?” = Fe”*+ Cu
Phản ứng oxihĩa-khử trên xảy ra vì chất khử Fe tạo ra chất khử Cu yếu hơn nĩ, chất oxihĩa Cu”” tạo ra chất oxihĩa Fe”*yếu hơn nĩ
* Độ mạnh của các cặp oxihĩa-khử liên hợp (trong dung mơi là HO) :
Để biết một số phản ứng oxihĩa khử cĩ xảy ra được hay khơng , ta cần biết độ mạnh tương đối của các cặp chất oxihĩa-khử :
Trang 18Luận văn tốt nghiệp - * Chủ ÿ :
1 Các kim loại kiểm ( Na, K Lï, ) và một số kim loại kiểm thổ (Ca,Ba , ) mặc dù là những kim loại hoạt động mạnh , trên nguyên tắc cĩ thể khử được kim loại đứng sau Nhưng trên thực tế khi cho các kim loại kiểm và kim loại kiểm thổ nĩi trên vào dung dịch muối M”"", chúng khử H;O để tạo thành H; và bazơ Sau đĩ bazơ sẽ tác dụng với M'” tạo ra hidroxit kết tủa
Ví dụ : Cho Na vào dung dịch FeSO¿ , khơng cĩ phản ứng giữa Na và Fe”*, mà thực tế là :
2Na +2H;O = 2NaOH + H;Ÿ
FeSO, + 2NaOH = Fe(OH);} + Na;SO;
Riêng trường hợp với Mg, dù cùng chung nhĩm với Ca và Ba , nhưng Mẹ vẫn cĩ thể khử được các ion kim loại khác nhờ Mpg phản ứng chậm với H,O
2 Trong đãy điện hĩa trên , ngồi cặp M"!M cịn cĩ thể cĩ những cặp khác
như Fe`*/Fe”' , Cu”/Cu* .Tùy vào vị trí tương đối của các cặp này so với
cặp M"*/M, ta cũng cĩ thể dự đốn phản ứng cĩ thể xảy ra hay khơng Ví dụ : dựa vào cặp Fe”!/Fe và Fe */e”'
Fe”! Fe™
Fe Fe**
Ta c6é phan tfng : Fe + Fe’* = Fe”
Bởi vì : Fe cĩ tính khử mạnh hơn Fe”* va Fe** c6 tinh oxihĩa mạnh hơn Fe”'
Ngồi ra, người ta cịn cĩ thể dựa vào thế điện cực tiêu chuẩn để dự đốn
chiều của phản ứng oxihĩa khử xảy ra trong dung mơi là HạO
2.2 PHAN LOAI PHAN ỨNG OXIHĨA - KHỬ :
1 Phản ứng oxihĩa -khử thơng thường : chất oxihĩa và chất khử thuộc 2 phân tử khác nhau „ ¬ eae
Ví du : 4NH; + 5O; =4 NO + 6H;O
(chất khử) (chất oxihĩa)
2 Phản ứng tự oxihĩa- khử : chỉ cĩ l nguyên tố trong cùng I1 chất thay đổi số oxihĩa ( I chất vừa đĩng vai trị chất khử vừa đĩng vai trị là chất oxihĩa)
° -2 +4
Vidu: 3S + 6KOH = 2K;S +K;SO¡+ 3HO
3 Phản ứng oxihĩa- khử nội phân tử : Chất khử và chất oxihĩa là những nguyên tử khác loại cùng nằm trong cùng I chất (cĩ 2 nguyên tố thay đổi số oxihĩa trong cùng | chat)
49 72 Vi du: 2 KCIO,;, = 2KCI + 30)
Trang 19Luận văn tốt nghiệp -
4 Phản ứng oxihĩa - khử cĩ axit tham gia là mơi trường :
- „€ +
Vi du : 3 CHCHOH + 2 K;Cr;O; + 8HSO¿ = 3CH;COOH
+2 K,SO, + 2Ct> (SOx) + |] HạO
§.Phản ứng oxihĩa — khử cĩ bazơ tham gia là mơi trường : -3 ot o an ae +2 Vi du : CH;CH, OH + 21, + 4NaOH = CH;I + HCOONa + 3 Nal + 3 HO 6 Phản ứng oxihĩa —- khử trong đĩ chất khử đồng thời là mơi trường : +4 -4 +2 0 Ví dụ :MnO; + 4HCI = MnCl; + Cl: + 2HạO ( chất khử) 7 Phản ứng oxihĩa- khử trong đĩ chất oxihĩa đồng thời là mơi trường : 5 & +2 +4 Ví dụ :Cu + 2 H;ạSO¿ = CuSO¿ + SO; Ì + 2 HạO (chất oxihĩa) 8 Phản ứng oxihĩa- khử phức tạp ( cĩ nhiều nguyên tố thay đổi số oxihĩa) vã -1 eS +3 +4 + Ví dụ : 2 FeS; + 30 HNO¿ = Fe,(SO,); + 30 NO,t+ H;§O, + l4 HạO 9 Phản ứng oxihĩa - khử dạng tổng quát : “ay/x € +3 +4 Vi du :2Fe,O, + 2(3x - y) H)SO, = x Fe3(SO,), + (3x —2y) SO; + 2(3x-y)HạO 2.3 CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXIHĨA - KHỬ :
2.3.1 Phương pháp cân bằng electron :
Phương pháp này dựa vào sự bảo tồn e , nghĩa là tổng số e của chất khử cho bằng tổng số e của chất oxihĩa nhận Cân bằng theo 5 bước : Các Cách tiến hành bước
Viết sơ đồ phản ứng với các chất tham gia Xác định số oxihĩa thay đổi 2 Viết các bán phần ứng : - - Chất khử cho e - Chat oxihéa nhane
3 Cân bằng c : nhân hệ số để : tổng số e cho = tổng số e nhan
4 Cân bằng nguyên tố, nĩi chung theo thứ tự :
I Kim loại (ion dương) 3 Chất tạo mơi trường
— | 2 Gốcaxit(ionâm) 4 H;O ( để cân bằng hidro)
5 Kiểm sốt số nguyên tử oxi ở 2 vế ( phải bằng nhau)
Trang 20
Luận văn tốt nghiệp
Ví dụ : Cân bằng phản ứng oxihĩa - khử sau :
KMnO, + HCI -> Clạ + MnC]; + KCI + HạO +7 -4 ° +2 Budéc 1: KMnO, + HCl > Cl, + MnCl, + KCI + H,O +] 42 Buéc2: ° Mn + 5e = Mn -Ư4 ° 2Cl -2e =Cl, +7 +2 Bước 3: 2x | Mn + 5e = Mn 5x |2Cl -2e = Ch Buéc 4: 2KMnO, + HCl = SCl, + 2MnCl, + KCI + H,O -Thém2 vao KCl -Vế phải cĩ tất cả 16 ion CI” -> cĩ 16 phân tử HCI —> cĩ § phân tử HạO Cuối cùng ta được :
2KMnO, + 16 HCI = 5CI; + 2MnCl; + 2KCI + 8H;O
Bước 5: cân bằng oxi
* Ưu điểm của phương pháp cân bằng e :
Nĩi lên được bản chất của phản ứng oxihĩa- khử :
- - Đơn giản, xác định được ngay chất oxihĩa, chất khử
- - Dùng cho mọi phản ứng trong dung dịch hay khơng trong dung dịch * Khuyết điểm :
Đối với phản ứng khơng cho biết sản phẩm , khĩ xác định số oxihĩa của
nguyên tố thì cân bằng theo phương pháp này gặp nhiều khĩ khăn Bài tập : cân bằng phần ứng oxihĩa - khử sau bằng phương pháp cân
bằng e :
Al + HNO, — Al(NO;); + NHsNO, + HO C + HNO, — CO; + NO + HO
HạS + HNO;— NO +SŠ+ HO
HI + H;ạSO; -> l¿ + HạS + HO
K›MnO; + HO -—-> MnO, + KMnO,+ KOH
CrO, + H,0O, + H,SO, — Cr2(SO,4); +O, + HO
Trang 21Luận văn tốt nghiệp _
2.3.2 Phương pháp cân bằng ion — electron : Cân bằng theo 5Š bước : Céc Cách tiến hành bước
od, Tach ion , xác định các nguyên tố cĩ số oxihĩa thay đổi và viết
- các bán phản ứng oxihĩa-khử dưới dạng ion
2 Cân bằng các bán phan ting :
* Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế của bán
phản ứng :
- - Thêm H” hoặc OH”
- _ Thêm H;O để cân bằng số nguyên tử hidro
- _ Kiểm sốt số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau)
* Cân bằng điện tích : thêm e vào mỗi bán phản ứng để cân bằng điện tích
3 Cân bằng e : nhân hệ số để : tổng số e cho bằng tổng số e nhận
4 Cộng các bán phản ứng, ta cĩ phương trình ion thu gọn
5 Chuyển phương trình ion thu gọn thành phương trình ion đầy đủ và phương trình phân tử ( cộng vào 2 vế những lượng như nhau
các cation , anion.)
Sau đây là một số ví dụ cụ thể :
a.Phan ứng oxihĩa — khử cĩ axit tham gia :
Vế nào thừa oxi thì thêm H” tạo ra HO Vế nào thiếu oxi thì thêm H;O tạo ra H'
Ví dụ : cân bằng phần ứng oxihĩa- khử sau bằng phương pháp cân bằng ion-
electron :
KMnO, + KNO, +H,SO,— MnSO, + KNO, + K,SO, + HO
Bước | : K* + MnO, + K* + NO; + 2 H* + SO, > Mn”* + SO, + K* + NO} 42
K* + SO; +H,0
MnO, — Mn’**
NO; —> NO;
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố :
MnO, -> Mn”: vế trái thừa oxi nên thêm H' tạo ra H;O
NO; -> NO;: vế phải thừa oxi nên thêm H;O tạo H'
Đồng thời cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố và cân bằng điện tích,
ta được :
MnO, + 8H* + 5e = Mn” + 4H,O
NO; + H;O - 2e = NƠ; + 2H
Trang 22Luận văn tốt nghiệp
Bước 3 : Cân bằng e :
2x | MnO;y + 8H' + 5e = Mn” + 4H;O
as NO; + HO - 2e = NO; + 2H Bước 4 : Ta cĩ :
2MnO; + I6H†+ 10e = 2Mn”' + §H;O
5NO; +5HO - 10e = 5NO; + 10H"
2 MnO¡ + 5NOy + 16H* + 5H,O =2Mn™* +5NO;, + 10H’
+ 8H,O
Gian uéc H' va H,O 6 2 vé , tacé:
2MnOr + 5NO; + 6H* = 2Mn”* + ZNOï +3H;O Bước 5: thêm vào mỗi vế : 7 K* và 3 SƠ, ta được :
2K' + 2MnOr + 5K! + 5NO; + 6H" + 3SƠ = 2Mn”
+ 2SO%+ 5K* + 5NO, + 2K* + SO; + 3H;O
hay :2 KMnO; + 5KNO, + 3H,SO, = 2MnSO, + 5 KNO; +K,SO,+3H,O
* Bài tập : cân bằng cdc phan tfng oxihdéa — khử sau bằng phương pháp cân
bằng ¡ion- electron :
1 Na.S + Na,SO; + H,SO, > S++ Na,SO, + H,0
2 K,Cr,O, + KI + H, SO, > I, + Crm(SO,4); + K,SO, + H,0
3 KMnO, +FeSO, + H;ạSO, — Fe;(SO,) + K;SO; + MnSO, + HO
4 K;Cr:O; + K;SO; + H;SO¿ > Cr;ạ(SO¿)s+ K;SO, + HO
5 MnO; + K;MnO; + H;SO; — KMnOx; + MnSO, + K;SO; + HO b Phan ứng cĩ kiểm tham gia :
Vế nào thừa oxi thì thêm H;O tạo ra OH `
Vế nào thiếu oxi thì thêm OH tao ra H,0
Vi du : NaCrO, + Br; + NaOH — Na,CrO, + NaBr + H,O Buéc |: Na’ + CrO; + Br, + Na* + OH — 2Na* + CrO¿ +Na!
+ Br +H,O
CrƠ; -> CrO‡
Br, — 2Br
Bước 2: cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố :
CrO; -> CrO¿ : vế trái thiếu oxi nên thêm OHtạo HO
Brn > 2Br-
Đồng thời cân bằng điện tích , ta được :
Trang 23Luận văn tốt nghiệp
Bước 4: ta cĩ : _ `
2CrO; + 8OH - 6e = 2CrO, + 4H;O
3Br + 6e = OBr |
2CrO; + 3Br; + 8§OH= 2CrƠ{ + 6Br + 4H;O
Bước Š: Thêm vào mỗi vế 10 Na"
2Na' + 2CrO; + 3Br; + 8Na' + 8OH = 4Na* + 2CrƠi—
+6ưNa' + 6Br + 4H;O
hay :2 NaCrO; + 3 Br; + §NaOH = 2 NaCrO¿ + 6 NaBr + 4H,0
* Bài tập : Cân bằng các phản ứng oxihĩa- khử sau bằng phương pháp cân
bang ion-e :
I Na;SOy + KMnO, + NaOH -—> Na;SO; + K;MnO¿ + Na;MnO; + HO
2 NaCrO; + Clạ + NaOH -> Na;CrO, + NaC]l + HO
3 Crz(SO¿)y + Brạ + NaOH -> Na;CrO, + NaBr + Na;SOx¿ + HO
c Phản ứng cĩ H;O tham gia :
Nếu sản phẩm sau phản ứng cĩ axit tạo thành, ta cân bằng theo phản ứng cĩ axit tham gia
Nếu sản phẩm sau phản ứng cĩ kiểm tạo thành , ta cân bằng theo phản ứng cĩ kiểm tham gia
Ví dụ : KMnO, + K;ạSO: + HạO — MnO, + K,SO, + KOH
Bước I: K* + MnO¡7+ 2K' + SƠOïT+ H,O MnO, + 2 K* + SO
+ K+OH:-
MnO, -> MnO;
SOQ; — SO;
Bước 2 : Sau phản ứng cĩ kiểm tạo thành nên ta cân bằng theo phan ting cĩ kiểm tham gia
MnO, -> MnO; : vế trái dư oxi nên thêm H;O tạo OH SOS -> SƠ: vế trái thiếu oxi nên thêm OHtạo HạO Đồng thời cân bằng điện tích , ta được :
MnƠO; + 2H;O + 3e = MnO; + 4OH_”
SƠ + 2OH 2e = SOZ + HạO
Bước 3:4: 2x |MnO, + 2H,O + 3e = MnO› + 4OH—”
3x | SO$ + 2OH-2e = SO; + H,O
2 MnƠO; + 3SQ° + 6OH + 4H,0 = 2MnO, + 3SO% + 8 OH”
+ 3 H,O
Giản ước OH và H;O, ta được :
2MnƠ, + 3SƠ + H;ạO = 2MnO; + 3SO2 + 2OH"
Bước 5: Thêm 8 K” vào mỗi vế của phương trình , ta được :
2 K+ 2MnO;¡ + 6K”+ 3SO) + HạO = 2MnO; + 6K”Ï+ 3SO2 ˆ
+2K+2OH_”
Trang 24Luận văn tốt nghiệp
Hay : 2 KMnO, + 3 K,SO, + H,O = 2MnO, + 3 K,SO, + 2 KOH
* Bài tập : cân bằng các phản ứng oxihĩa- khử sau bằng phương pháp cân
bằng
ion-e:
1 KMnO, + KI + H,O — MnO, + I, + KOH 2.KCIO¿ + SỐ; + HạO > KCI + H,SO,
* Uu diém cua phuong phdp can bdng ion-e:
+ Khơng cần biết mức oxihĩa của các nguyên tử nhưng vẫn xác định được
chất oxihĩa , chất khử ; dễ dàng cân bằng những phẩn ứng khĩ xác định số oxihĩa của nguyên tố
+ Thấy rổ vai trị của mơi trường là chất tham gia tích cực vào tồn bộ quá
trình
* Khuyết điểm :
Chỉ sử dụng với các phần ứng oxihĩa-khử trong dung dịch
2.3.3 Một số trường hợp đặc biệt :
1 Cân bằng phản ứng oxihĩa-khử hữu cơ :
Đối với phản ứng oxihĩa-khử hữu cơ , cĩ 2 cách cân bằng :
Cách !: Cân bằng theo nguyên tử C nào thay đổi số oxihĩa Cách 2: Cân bằng theo sự thay đổi số oxihĩa trung bình của C
Ví dụ : Cân bằng phản ứng oxihĩa-khử sau :
Trang 25Luận văn tốt nghiệp b CHE-CH=CH; + KMnO; + HO -> CHỹ CH CH) + MnO, + KOH 3 OH OH a Cách |: CH-CH= CH, + KMnO, + HO —› CHỊ CH CH, + MnO; OH OH 0 + KOH -4 C + le =C as -4{ - fe = E -2 0 cá 3x C + C - 2e =C + C +T +4 2X Mn + 3e = Mn Cách 2 2: aii CH + KNInO, + HO -> C:HạO; + MnO, + KOH -2 - 4/5 3C -2é = 3C +] +4 Mn + 3e = Mn 2X Kết quả chung : 3CHy CH= CH; + 2KMnO,+4HO -> 3CHy CH~CH,+ 2MnO; + 2KOH OH OH
Vậy „ta cĩ phương trình tổng quát :
3C,Hạ, +2KMnO,t+t4HÐ = 3C,H;¿(OH); + 2MnO; +2KOH c CH C= CH + KMnO, +KOH — CH;COOK + K,CO, +MnO,+ H,O Cách |: , CH;- C=CH+ KMnO, + KOH ~ CH; COOK + K.CO, + MnO, + H,0 ° +5 C-3e=C 4 +4 C-Se=C +3 +4 ` + C-8e=C+C 8 Xx sz + 3e= Mn Cach 2 4), <
C,H, + KMnO, + KOH > C3H,0;K + K;CO, + MnQ, + HạO
Trang 26Luận văn tốt nghiệp Kết quả chung : 3CH-C=CH + 8 KMnO, + KOH = 3 CH;COOK +3K,CO; +8 MnO;+2H;O d RCH,OH + K3Cr,0, + H,SO, —> RCOOH + Cr(SO,); + K,SO,; + HạO O v3 «4 +8 +5 R-— CH;— OH + Ks€r;O; + H,SO, + R-C + Cr;(SO¿)a \ OH 1 ° + K;SO, + H;O 3x| C-4e = C +€ +3 2x |2 Cr +2x 3e = 2Cr Két qua : 3 RCH,OH +2 K;€CraO; +8 HạSO, = 3 RCOOH + 2 Cra(SOa)a ỗ € 4 aa +2 K;SO, + 11 H;O Cc C¡;Ha;Ohy + H;SO, ` —Z CO; † + SO; † + HO +4 0 Ix|12C - 12xáe = 12C +4 ¬ S+2e=S 24x Két qua :
C¡;H;;O¡¡ + 24 H;SO¿ = 12CO; † + 24SO; † + 35H;O
Hai cách cân bằng trên đều cĩ những ưu điểm và khuyết điểm riêng Tùy
phương trình phẩn ứng mà ta lựa chọn 1 trong hai cách cân bằng trên Cu thé :
- - Đối với chất tham gia phản ứng cĩ phân tử lượng lớn , cĩ cấu tạo phức
tạp thì việc xác định số oxihĩa trung bình sé đễ dàng hơn , ta nên cân
bằng theo cách 2
- _ Cịn đối với chất tham gia phản ứng cĩ phân tử lượng nhỏ , dé dang xdc
định được số oxihĩa thực của nguyên tử cacbon hoặc đối với phản ứng dạng tổng quát , ta nên áp dụng cách cân bằng |
* Bai tap : cân bằng các phản ứng oxihĩa-khử sau theo hai cách
1 CH=CH + KMnO, + H;SO; —- CO; + MnSO; + K;SO, + HO
2 C;H;OH + KMnO, + H;SO,¿ —- CHyCOOH + K;SO; + MnSO¿ + HạO 3.C,H;OH + I, + NaOH > CH,I + HCOONa + Nal + H,0
4-H,C,0,+ KMnO, + H,SOQ, CO; + MnSO, + K;SO; + HO (axit oxalic) ä
5-Cg H;NO, + Fe + H,O > C.H;NH, + Fe,O,
2.Phan ting oxihĩa- khử dạng tổng quát : Cân bằng theo các bước cân bằng e
Yêu cầu : xác định đúng sự tăng hoặc giảm số oxihĩa của các nguyên tố
Ví dụ : Cân bằng các phẩn ứng oxihĩa-khử sau :
Trang 27Luận văn tốt nghiệp + |; t5 r5 +2yk se Fe,O, + HNO, — Fe(NO;); + N,O, + H20 + B/», +9/s, 5x —2y) |3Fe -1 e = 3Fe + 24/x | xĐ +(5x-2y)e=xN (5x — 2y) Fe,O, +(46x — 18y) HNO, = 5(5x - 2y) Fe(NQh) + N,Oy + (23x - 9y) HạO +2 yA © Fe,Q, + HO, > Fex(SO,); + SO; + H,0 tay )x +3 | 2x Fe - 2(3x-2y) = 2x Fe +§ +4 (3x - 2y) S+2e=S
2Fe,O, + 2(3x - y) H;SOa = xFe;(SO¿) + (3x - 2y) SO; + 2(3x - y) HO * Chú ý : cách tính số e nhường hoặc nhận trong các bán phản ứng :
- - Số oxihĩa tăng : chất khử : sau trừ trước (mang dấu trừ )
- - Số oxihĩa giảm(xuống) : chất oxihĩa: trước trừ sau (mang dấu cộng)
* Bài tập : cân bằng các phản ứng oxihĩa-khử sau : I.Fe,O, + H;ạSO;-> Fe;(SO¿); + SO; + H;ạO 2.M,O, + H;SO; — M,(SO,), + SO, T+ H20 3.M,O, + HO — MOH +0,T
3.Phản ứng oxihĩa - khử phức tạp :
a Phản ứng trong đĩ chất khử cĩ nhiều nguyên tố thay đổi số oxthĩa: Cĩ 2 cách cân bằng :
Cách | : Viết mọi phương trình biểu diễn sự thay đổi số oxihĩa , chú ý sự ràng buộc hệ số ở 2 vế của phản ứng và ràng buộc hệ số trong cùng phân
tử
Cách 2: Nếu l phân tử cĩ nhiều nguyên tố thay đổi số oxihĩa, cĩ thể xét
chuyển nhĩm hoặc tồn bộ phân tử , đồng thời chú ý sự ràng buộc ở vế
sau
Vi du : Can bang phan ứng oxihĩa - khử sau :
Trang 28Luận văn tố! nghiệp +11 Ce me ° i ah 2x | 2(FeS;) - 22e = 2(Fe ; 25) oO O; — 11x + 4e =20 Kết quả chung : |
4FeS, + 110, = 2 Fe,0, + 8 SO, 7
* Bài tập : cân bằng phản ứng oxihĩa-khử sau :
I Crl + Clạ + KOHI —> K,CrO, + KIO, + KCI + H,O
2 As)S; + HNO; + H,O -> H;AsO, + H2SO, + NOT
b Phản ứng cĩ _ nguyên tổ tăng hoặc giảm số oxihĩa ở nhiều nấc : Cĩ 2 cách cân bằng :
Cách l: Viết mọi phương trình thay đổi số oxihĩa , đặt ẩn số cho từng
ndc tăng hoặc giảm số oxihéa
Cách 2: Tách ra thành 2 hay nhiều phương trình phản ứng với từng nấc số oxithĩa tăng hoặc giảm Nhân hệ số trước khi gom phản ứng lại
Ví dụ : cân bằng phản ứng oxihĩa- khử sau :
Al+ HNO, — AI(NO;); +NO + N,O + HO Caen: 1; ° is (3x+8y)- | Al - 3e = Al “5 v2 3, |xN + 3xe = xN 5i¿ |ByNI so Ưye siêy Đ Kết quả :
(3x + 8y) Al + 6(2x + 5y) HNO, = (3x + 8y)Al(NO‡); + 3x NO †
+ấy NO + 3 (2x + Sy) H,O
Cách 2: Tách thành 2 phương trình phan ting : Ơ +3 1 | Al -3e = Al +35 +2 I | N +3e=N => Al + 4 HNO, = Al(NO;),; + NO + 2 H,O Ị “2 8-| Al-3e = Al 45 +4 3 | 2N +2.4e=2N = 8 Al + 30 HNO, = 8 AI(NO,); + 3N,O + 15 H,O Ta được :
as |AI + 4HNO; = Al(NƠ‡); + NO + 2 HO
b- |8AI + 30 HNO; = §Al(NO;) + 3N;O + 15H;O
(a + 8b) Al + (4a + 30b) HNO, = (a + 8b) Al(NO;),+aNOT
+ 3bN,O † + (2a + I5b) H;ạO
Trang 29
Luận văn tốt nghiệp
* Nhdn vét : khi giải tốn , nên cân bằng theo cách 2
2.4 MOT SO DANG TOAN VE PHAN UNG OXIHOA-KHU TRONG DUNG DICH:
2.4.1 TOAN VIE 2 KIM LOAL TAC DUNG VGI1 AXIT
1 Phương pháp giải :
Trong trường hợp chỉ biết tổng khối lượng 2 kim loại (mà khơng biết số mol mỗi kim loại) và số mol ban đầu mỗi axit , vấn đề đặt ra là hỗn hợp kim loại cĩ tan hết trong lượng axit nĩi trên khơng ?
Ta cĩ thể áp dụng phương pháp sau đây:
Gọi A, B là khối lượng nguyên tử của 2 kim loại A, B với A<B ;M là
khối lượng nguyên tử trung bình của hỗn hợp, ta cĩ : A< M< B /} — ah <= na <— B M A * Muốn chứng minh hỗn hợp(hh) tan hết ,ta giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại nhẹ A lê SH”, ae, Nếu đủ axit để hịa tan hết A thì hỗn hợp thật sẽ dư axit ( hỗn hợp tan hét) * Muốn chứng minh khơng cĩ đử axit để hịa tan hỗn hợp , ta giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại nặng B — Tin H BT <i hh B Nếu khơng cĩ đủ axit để hịa tan hết B thì sẽ khơng hịa tan hết hỗn hợp ( hỗn hợp khơng tan hết)
Kim loại nào cĩ tính khử mạnh hơn sẽ tan trước „ khi kim loại đĩ hết rồi
mới đến kim loại kia |
Các lí luận trên chỉ đúng chắc chắn khi A,B cĩ cùng hĩa trị
2 Ví dụ:
Bài 1: Cho 22 g hỗn hợp A gồm Al va Fe tac dụng với 2 I dung dich HCI 0,3M Chứng tỏ rằng hỗn hợp A*t tai hết
Giải
Gọi Mụ,, là khối lượng nguyên tử trung bình của hỗn hợp
Mại < Mi, < M; nên
Trang 30Luận văn tốt nghiệp -
— Ty
TH SH
hh
Để chứng tổ rằng hỗn hợp A khơng tan hết trong dung dich HCI , ta gia st?
hỗn hợp chỉ gồm Fe (m loại nặng hơn trong 2 kim loại) Khi đĩ : nụ = ”⁄44 =_ 0,39 mol < nụ tại
Fe + 2HClI= FeCl, + HT
0,39 mol 0,78 mol
Số mol HCI cần để hịa tan hết 0,39 mol Fe là 0,78 mol
Nyict es = 0,3 x 2 = 0,6 mol < 0,78 mol
Vậy HCI đã cho khơng đủ hịa tan hết 0,39 mol Fe
Ma nụ, > 0,39 mol
Hơn nữa, I mol AI tiêu thụ 3 mol HCI khi hịa tan (trong khi 1 mol Fe chỉ
tiêu thụ 2 mol HCI )
Nên với lượng HCI trên , khơng đủ để hịa tan 22 g hỗn hợp gồm Fe và Al Bài 2 : Cho 9,96 g hỗn hợp gồm Fe và AI tác dụng với 1,175 Ì dung dich HC]
IM ta được dung dich A Sau khi thém 800 g dung dịch NaOH 6% vào dung
dich A , loc thu két ttia và nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi được chất rắn cĩ khối lượng 13,65 g Tính khối lượng AI và Fe trong hỗn hợp Giải Trước hết ta phải chứng minh 9,96 g hỗn hợp AI và Fe tan hết trong 1,175 | dung dich HC] 1M Gọi Mụ, là nguyên tử lượng trung bình của hỗn hợp = _ m Ah 27<M,, <56>n,, <n,, ==— <n, Mh
Muốn chứng minh hỗn hợp tan hết , ta giả sử hỗn hợp chỉ cĩ AI (kim loại
nhẹ hơn trong 2 kimiloại )
Ay, = 20 0,3689 mol
2 Al + 6HCI =2AICl, + 3H,T
0.3689 mol 1,1 mol
Số mol HCI cần để hịa tan hết 0,3689 mol AI là 1.1.mol
Nicics = 1X1,175= 1,175 mol > 1,1 mol
Hơn nữa , số mol HCI cần để hịa tan I mol AI lớn hơn số mol HCI cần để hịa
tan | mol Fe
Vay HCl du’, Al và Fe tan hết
GoiX =n } Y= Ne trong hén hdp
Trang 31Luận văn tốt nghiệp
yyy, = 27x + S6y = 9,96 (1)
2Al + 6HCI = 2AICl, + 3H;T
x mol Xmol x mol
Fe + 2HCI = FeCl, + H;Ï
y mol 2y mol ymol
( 1,175 - 3x - 2y ) mol HCI dư
dung dich A chứa X mol AICI,
y mol FeCl,
NN ONban đâm — aye = 1,2mol
100x40
Khi thêm NaOH vào dung dịch A., xẩy ra các phản ứng sau :
NaOH + HCly = NaCl + HạO (1,175-3x-2y) (1,175 - 3x- 2y) mol
3NaOH + AICI, = Al(OH); + 3NaCl
3x mol x mol x mol
2NaOH + FeCl, = Fe(OH) } + 2NaCI
2y mol y mol y mol
2 Fe(OH), + 1⁄2O;+ HO =2Fe(OH); }
y mol y mol
Nnaon pr = 1,175 - 3x - 2y + 3x +2y = 1,175 mol = Nnaondy = 1,2 — 1,175 = 0,025 mol
NaOH du héa tan Al(OH), theo phan ứng :
Al(OH), + NaOH = NaAlO, + 2H;0O
* 1rường hợp I: nếu x <0,025 : Al(OH), tan hét , két ttia chỉ cịn lại y mol
Fe(OH) , + , khidem nung ngồi khơng khí : 2Fe(OH) =E= Fe;O, + 3 HạO
y mol Yay mol
le = y/2 = OS > y= 0,17 mol
thé y = 0,17 vao (1) , ta dude x = 0,015 < 0,025 mol: thỏa mãn điều kiện
ban dau
ma, = 0,015 x27 =044g Mie = 0,17 x 56 = 9,52 g
* Truong hop 2: x > 0,025: AI(OH); tan mét phan
Kết tủa gồm ( x — 0,025 ) mol Al(OH),
ymol Fe(OH),
dem nung ngoai khéng khi :
2AI(OH) ===_ Al;O,¿ + 3H;O
(x — 0,025) mol %( x -—0,025) mol
Trang 32Luận văn tốt nghiệp 2Fe(OH); == Fe,0, + 3H,0 y mol Yay mol Mo oxi = 42 (x — 0,025) 102 + 2y 160 = 13,65 ¢ <> 51x +80y = 14,955 (2)
Giải (1) và (2) „ ta được : x= 0,056 mol và y = 0,IST mol
x = 0,056 > 0,025 mol : thỏa mãn điều kiện ban đầu
=> ma, = 0,056.27 = 1,512 2 my = 0,151.56 = 8,448 g
3.Bài tập tự giải :
Một hỗn hợp gồm Zn và Fe cĩ khối lượng 37,2 g Đem hịa tan hỗn hợp nay trong 2 1 dung dich H,SO, 0,5 M
a Chứng tỏ hỗn hợp này tan hết
Trang 33Ludn van tét nghiép 2 Vidu:
Hồn hợp X gdm 2 kim loai A, B (déu c6 héa tri 2) v6i ma~= mpg , cho
9,7 g hén hop X tan hét trong 200 ml dung dịch Y chứa H;SO, 12 Mvà HNO:
2 M tạo ra hỗn hợp Z gồm 2 khí SO; và NO cĩ tỉ khối với hidro bằng 23,5 và
V = 2,688 | (dktc)
a Tính số mol mỗi khí trong hén hdp Z
b Xác định A, B và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X Giải Gọi X=nso, Y=nwo_ cĩ trong hơn hợp Z n, = EY os =0,12 mol > x + y = 0,12 (1) a 1, - | d,,4, = oe =23,5=>M, = 4740 2 Ny c 64x + 30y _ 47(2) x+y
Thé (1) vao (2), ta dude: 64x + 30y = 5,64 (3) Giai (1) va (3) , ta dude: x = y = 0,06 mol
=> Ngo, = Nvo = 0,06 mol : b =ng cĩ trong hỗn hợp X đề 2 axit HNO, va H,SO, thể hiện tính oxihĩa ở S ( trong SO,” ) và N (trong NO) b.Gọi a =nạ : +5 +2 N + 3e = N ¢ 9,18 mol 0,06 mol 3 + 2e =S 0,12 mol 0,06 mol 2 kim loại A, B nhường e : A -2e = A* amol 2amol B -2e = B” b mol 2 b mol mA 2 Menhinbdi2axit = 2D echobdi2kL MEN: 2a + 2b= 03 >avt b = O15 (1) => My ="hois = 64,6dvC <=> My, < 64,6 < Mp Vi Ma My nén tachonM, = 64; My = 65 Vậy A là Cu, B là Zn My, =64a + 65b = 97 (2) Giải (1) và (2), ta được :
a=0,05 mol Cu > me, = 3,2 g
2 le nhận bởi 2 axit 0,3 mol
3 le cho bởi 2 kimloại # 2a+2b
Trang 34Luận văn tốt nghiệp
b=0ImolZn =m¿„ = 6,58 3 Bài tập tự giải :
Một hỗn hợp X cĩ khối lượng 18,2 g gồm 2 kim loại A ( hĩatrt 2) và B ( hĩa
trị 3) tan hết trong 200ml dung dịch H;SO, 10M và HNO, 8M cho ra hén hợp Z gồm 2 khí SO; và NO ; dzjy, = 27 va Vy, = 4,48 |
a Tính số mol SO; và N;O trong hỗn hợp Z
b Xác định 2 kim loại A, B và thành phần phần trăm mỗi kim loại trong hỗn hợp Biết rằng 2 kim loại cĩ số mol bằng nhau , B chỉ cĩ thể là AI hoac Fe
c Kiểm chứng rằng dung dịch Y hịa tan hết hỗn hợp X Tìm giới hạn trên và dưới của khối lượng các muối khan thu được khi hịa tan X trong dung dịch Y DS : a Nso, = NN o = 0,1 mol b Alà Cu,Blà AI %Cu = 70,33 % ; % AI = 29,67 % c 66,2ø < mauù < 80,28 2.4.3 TỐN VỀ HỖN HỢP KIM LOẠI LẦN LƯỢC TÁC DỤNG VỚI AXIT , BAZƠ 1 Phương pháp giải :
Bài tập về hịa tan hỗn hợp 2 kim loại vào axit hoặc bazơ mà khơng biết
số mol của hỗn hợp ban đầu , chỉ cĩ một kim loại tan Cần khảo sát các trường hợp cĩ thể cĩ , áp dụng phương pháp tổng quát như : lập phương trình , giải , nghiệm phải dương và thỏa mãn điều kiện ban đầu
2 Ví dụ :
Bài 1 : Hỗn hợp A gồm Fe và Cu cĩ khối lượng 10,48 g Cho A tác dụng
với 80 ml dung dịch HCI 1 M , thu được dung dịch B, chất rắn C va V lít H; (đktc) Hịa tan chat ran C trong HNO; lỗng dư, cĩ 2,0264NO thốt ra (đktc)
và được dung dịch D Tính % Fe , Cu trong hỗn hợp A Giải a Gọi x=nự., y = nc„ trong hỗn hợp A Wy = 56x + 64y = 10,48 (1) Nic, = 0,08 1 = 0,08 mol Wo = CO nam = 0,09 mol Trong hỗn hgp A , chỉ cĩ Fe tác dụng với HCI Đặt x là số mol Fe phản ứng với HC] Fe + 2HCI = FeCl + H;Ỷ
x'mol 2x'mol — x’mol x mol Nếu x< x:thì dư Fe
x=x : thì Fe tác dụng hết
Chất rắn C thu được gồm y mol Cu và ( x — x’) mol Fe du Với HNO: cả 2 đều phản ứng :
Trang 35Luận văn tốt nghiệp
Fe + 4HNO, = Fe(NO,); + NOT+2H,0 (x - x) mol (x-X)mol (x —x )mol
3Cu + 8HNO, = 3Cu(NO‡); + 2NOT + 4H;O
y mol y mol 2/3 y mol
no =(x-X) + 223y =0,09 (2)
Cĩ 2 trường hợp:
*Jrường hợp Ï : Sau phản ứng giữa Fe và HCT, dư Š và hét HCI Dư Fe nên x< x, hết HCl nên 2xX= 0,08 > x = 0,04 mol
Vậy điều kiện là x > 0,04 mol (2) >x-0,04 + 2/3 y = 0,09 © 3x+ 2y =0,39 (2) (2) va (1) => x=0,05 mol Fe và y = 0,12 mol Cu Vi x = 0,05 > 0,04 Diéu kién ban đầuđược thỏa mãn nên trường lợp này đúng Thành phần phần trăm hỗn hợp A : 0 vehi = 0:05%56x100% _ 46 790, 10,48 % Cu = 100 —- 26,72 = 73,28 % * Truong hop 2: Sau phan ttng gitfa Fe va HCI, hét Fe va HCI hét hoac du Hét Fe nén x=x’ Mic pr = 2x’ < 0,08 >x=x < 0,04 (2) > y= 0135ãmol { x = x = 0,04 mol Fe ° y = 0,135 mol Cu Kiểm chứng trường hợp này đúng hay sai, ta tìm mạ mụ =56.0/004 +64.0,135 = 10,88 g+10,48 g nén trường hợp này sal x < 0,04 “1 y = 0,135 (1) = 56x = 10,48 — 8,64 = 1,84 = x = 0,033 < 0,04 Điều kiện ban đầu được thỏa mãn nên trường hợp này đúng 9 %Cu = Seles = 82,44% 10,48 % Fe = 100 - 82.44 = 17,56 % Bai2: Cho 5,2 g hỗn hợp A gồm Fe, AI, Cu tác dụng với 20 ml dung dich NaOH
6 M thu được 2,688 £H; (đktc) Sau đĩ thêm tiếp 400 ml dung dich HCI 1 M
và đun nĩng cho đến khi khí H; ngừng thốt ra Lọc tách lấy chất rắn B
Trang 36Luận văn tốt nghiệp ` Cho B tác dụng với HNO;: lỗng thu được dung dịch C va 0,672 { khí NO (đktc) Tính phần trăm khối lượng các kim loại trong A Biết các phản ứng đều xảy ra hồn tồn Giải Gọi x=nại, y= nge,Z=nc„ cĩ trong hỗn hợp A m, = 27x+56y + 64z2=5,2 (1) Nnaon = 6 0,02 = 0,12 mol Nie, = 1 0,4 = 0,4 mol 2,688 ny = : 22a = 0,12 mol 2 ~—» 0,672 NNO = ee Í52 4 = 0,03 mol
Cho hỗn hợp A vào dung dịch NaOH, chỉ cĩ AI tác dụng
Al + NaOH + H,O = NaAlO; + 3⁄2 H;Ÿ
ni, = 0.12 mol => Nyaonpy = 0,08 mol
DNaon py < D1 NaOH banddu = 0,12 mol — nén du’ NaOH , hét Al (“i phan ứng hồn tồn) Vay : x = 0,08 mol Al NnNaoH dr = 0,12 — 0,08 = 0,04 mol Hỗn hợp sau phản ứng chứa r¿ 0,04 mol NaOH dư 0,08 mol NaAlO› y mol Fe z mol Cu Khi thém HCI vao hỗn hợp trên : HCl + NaOH = NaCl + HO 0,04 mol 0,04 mol 4HCI + NaAlO; = AICI, + NaCl + 2H;O 0,32 mol 0,08 mol Tổng số mol HCI ding cho 2 phan tng nay : 0,04 + 0,32 = 0,36 mol Vậy cịn lại : 0, 4 - 0,36 = 0,04 mol HCI dùng để tác dụng với Fe (Cu khơng phản ứng ) Gọi y` là số mol Fe phản ứng với HCI ( y< y) Fe + 2HCI = FeCl + HT Nếu : y = y: Fe tác dụng hết
y< y: Fe con du
Chat rin B g6m (y - y) mol Fe
{ z mol Cu, B tác dụng với HNOỷ dư theo phản ứng:
Trang 37Luan vdn tt nghiép —
Fe + 4HNO, = Fe(NO;); + NOT +2H,0
(y-y) mol (y-y)mol (y- y) mol
3Cu + §HNO, = 3Cu(NO,), + 2NOT + 4H,0
z mol z mol 2/3z mol
Ono =(y-y) + 2/3z =0,03 (3)
Vì khơng biết số mol của Fe nên sau phẩn ứng giữa Fe và 0,04 mol HCI, khơng biết dư hay hết Fe ,„ ta phân biệt 2 trường hợp :
* Truong hyp 1: du Fe , hét HCI Hét HCI nén 2y'= 0,04 = y = 0,02 Do du Fe nén y>y’' vay y > 0,02 (3) => y-002 = 2/32 = 003 <= 3y + 2z =0,15 (3) (1) => S6y +64z = 5,2-0,08.27= 3,04 (4) (1) va(3) => y =0,044 mol Fe va z = 0,009 mol Cu
Trang 38Luận văn tốt nghiệp 1.4.4 TỐN VỀ 2 KIM LOẠI A ,B_ CHO VÀO ĐUNG DỊCH CHỨA 2 ION KIM LOẠI C”*,P”* A,B đứng trước C, D) 1 Phương pháp giải : | A B *Nếu biết số mol ban đầu của A,B,C"',D"*, chỉ cần tính số mol theo thứ tự phản ứng : A + pD™ A + €”"!( nếu dư A, hết D"*) B + D"”'( nếu hết A, dư D”*) B + C"”'( nếu dưB., hết D"*)
*Nếu khơng biết số mol ban đâu , dựa trên số mol ion tổn tại trong dung dich sau phan ting dé du đốn chất nào hết , chất nào cịn
Vi du : nếu dung dịch sau phần ứng chứa 3 ion kim loại ( A’*, B,C")
= liết D""; hết A., B ( vì cịn dư C"*)
#Ta cĩ thể dùng phương pháp tính sau đây :
n+ +
›3 lÌ e cho bởi A > 2 he nhận bởi (' + |)
2.Ví dụ :
Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg và 0,1! mol Fe vào 4 t dung dịch Z chứa
AgNO; và Cu(NO));_, thu được dung dịch G mất màu hồn tồn và 20 g
chất rắnF Thêm NaOH dư vào dunh dịch G , được kết tửa H gồm 2 hidroxit Nung H ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi, cuối cùng được chất rắn K cĩ khối lượng 8,4 g Tính nỗng độ mol của AgNO, va
Cu(NO)); trong dung dịch Z, Các phản ứng xảy ra hồn tồn
Giải
Goix=na,” ;y= ncụ”” cĩ trong dung dịch Z
H6n hop X: 0.15 molMg = hénhdpZ: x mol Ag* { 0,1 mol Fe { y molCu** Cu** Ag* > TỶ Mg Fe
Dung dịch đ mất màu hồn tồn nên Cu”*đã hết
Do Ag" cĩ tính oxihĩa mạnh nên phần ứng trước Cu?* nên Ag” cũng hết
Do tủa H gồm 2 hidroxit nên dung dịch G chứa 2 ion kim loại là Mg””' và Fe”' Vậy Fe đã tham gia phản ứng :
Fe - 2e = Fe”
Nên Mg đã tham gia phản ứng hết Tom lai :hét Mg , hét Ag*, hét Cu** , dư Fe
Gol Z= Ne pe
Mg - 2e = Mg”
0,15 mol 0.15 mol
Trang 39Luận văn tốt nghiệp Fe - 2e = Fe” z mol z mol Cu* + 2e = Cud ymol y mol Agt +e = Agd x mol x mol x mol Ag
Chat rin F 2 y mol Cu dung dich G ¢ 0,15 mol Mg™*
(O.l-z) molFe dư { z mol Fe”!
Mp = May + Moy + Mpeg = 108x + 64y + 56(0,1 - z) = 20 <=> 108x + 64y - 56z = 14,4 (1) Dung địch G với NaOH dư : Mg” + 2OH_ = Mg(OH); } 0,15 mol 0.,1S5mol Fe* + 20H = Fe(OH);sỶ z mol z mol 2Fe(OH); + 1⁄2O; + HO = 2Fe(OH);l z mol z mol Kết tủa H gồm { z mol Fe(OH), 0,15 mol Mg(OH), + Nung H ngồi khơng khí :
Trang 40Luận văn tốt nghiệp Giải (1) và(2), tađược : x = 0,06 mol > [AgNO:›] = 0,06 M y = 0,15 mol [ Cu(NO;);] =0,15 M 3 Bài tập tự giải :
Bài 1: Cho hỗn hợp X gồm 0,03 mol AI và 0,05 mol Fe tác dung vdi 100 ml
dung dich A chtfa AgNO, va Cu(NO;), Sau phản ứng thu được dung dịch B
và 8,12 g chat ran C gém 3 kim loại Chất rắn C tác dụng với HCI dư, thu
được 6,721 H; Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch A Biết các thể tích đo ở đktc, các phẩn ứng xảy ra hồn tồn
DS :[ AgNO,] = 03M
[Cu(NO;)2] =0,5M
Bài 2: Hồn hợp X gồm AI và Fe cĩ khối lượng 8,3 g Cho X vao | lit dung
dịch A chtfa AgNO; 0,1 M_ va Cu(NO;)> 0,2M Sau phản ứng kết thúc được
chất rắn B và dung dịch € (mất màu hồn tồn ) , B hồn tồn khơng tác dụng
với dung dịch HCT
a Tính khối lượng chất rắn B., thành phần phần trăm của Fe và AI trong hỗn hợp X
b Dùng một lượng X như trên cho vào l lít dung dịch Y chứa AgNO; và Cu(NO)); ( nồng độ khác với dung dịch A) Sau khi phản ứng kết thúc,
thu được chất rắn D cĩ khối lượng 23,6 g và dung dịch E ( màu xanh đã
nhạt bớt ) Thêm NaOH dư vao dung dich E , thu được kết tủa , đem
nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi , được 24 g một chất
rin F Tinh néng độ mol AgNO, va Cu(NO3), trong dung dich Y
Các phản ứng đều xẩy ra hồn tồn
Đ5 : a.mp = 23,6 g; % AI = 32,53 % ; % Fe = 67,47 %
b [AgNO;] = 0,1M; [Cu(NO;);] = 0,4M