Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 169 Chương trình Hóa học VẤN ĐỀ III HÓA VÔ CƠ VIẾT CÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG GẶP (CÁC CHẤT OXI HÓA, CHẤT KHỬ THƯỜNG GẶP) Để viết được các phản ứng oxi hóa khử thì chúng ta cần biết một số chất oxi hóa và một số chất khử thường gặp. Chất oxi hóa sau khi bị khử thì tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng); Cũng như chất khử sau khi bị oxi hóa thì tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng). Ta phải biết các chất khử và chất oxi hóa tương ứng thì mới viết được phản ứng oxi hóa khử. I. Các chất oxi hóa thường gặp I.1. Các hợp chất của mangan: KMnO 4 , K 2 MnO 4 , MnO 2 (MnO 4 - , MnO 4 2- , MnO 2 ) +7 +6 +4 - KMnO 4 , K 2 MnO 4 , MnO 2 trong môi trường axit (H + ) thường bị khử thành muối +2 Mn 2+ Thí dụ : +7 +2 +2 +3 2KMnO 4 + 10FeSO 4 + 8H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 8H 2 O Kali pemanganat Sắt (II) sunfat Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat Thuốc tím (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +3 +2 +5 2KMnO 4 + 5KNO 2 + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5KNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O Kali nitrit Kali nitrat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +4 +2 +6 2KMnO 4 + 5K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 3H 2 O Kali sunfit Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +2 +2 +3 K 2 MnO 4 + 4FeSO 4 + 4H 2 SO 4 → MnSO 4 + 2Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O Kali manganat Sắt (II) sunfat Managan (II) sun fat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 -1 +2 0 MnO 2 + 4HCl(đ) → 0 t MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 170 Mangan đioxit Axit clohđric (đặc) Mangan(II) clorua Khí clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 +2 +2 +3 MnO 2 + 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4 → MnSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O Mangan đioxit Sắt (II) sunfat Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -1 +2 0 2KMnO 4 + 10NaCl + 8H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5Cl 2 + K 2 SO 4 + 5Na 2 SO 4 + 8H 2 O Kali pemanganat Nat ri clorua Mangan (II) sunfat Khí clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -1 +2 0 2KMnO 4 + 16HCl → 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 2KCl + 8H 2 O Kali pemanganat Axit clohđric Mangan (II) clorua Khí clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +2 +2 +3 MnO 4 - + 5Fe 2+ + 8H + → Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2 O Ion pemanganat Ion sắt (II) Ion mangan (II) Ion sắt (III) (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -3 +2 +5 8KMnO 4 + 5PH 3 + 12H 2 SO 4 → 8MnSO 4 + 5H 3 PO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O Kali pemanganat Photphin Mangan (II) sunfat Axit sunfuric (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 0 +2 +2 2KMnO 4 + 5Zn + 8H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 5ZnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O Kẽm +7 +3 +3 +2 +4 2KMnO 4 + 5HOOC-COOH + 3H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + 10CO 2 + K 2 SO 4 + 8H 2 O Axit oxalic Khí cacbonic (Chất oxi hóa) (Chất khử) - KMnO 4 trong môi trường trung tính (H 2 O) thường bị khử thành mangan đioxit (MnO 2 ) Thí du : +7 +4 +4 +6 2KMnO 4 + 4K 2 SO 3 + H 2 O → MnO 2 + K 2 SO 4 + KOH Kali pemanganat Kali sunfit Man ganđioxit Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +2 +4 2KMnO 4 + 3MnSO 4 + 2H 2 O → 5MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4 Kali pemanganat Mangan (II) sunfat Mangan đioxit (Chất oxi hóa) (Chất khử) Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 171 +7 -1 +4 0 2KMnO 4 + 3H 2 O 2 → 2MnO 2 + 3O 2 + 2KOH + 2H 2 O Hiđro peoxit Mangan đioxit Khí oxi (Chất oxi hóa) (Chất khử) - KMnO 4 trong môi trường bazơ (OH - ) thường bị khử tạo K 2 MnO 4 Thí dụ : +7 +4 +6 +4 2KMnO 4 + K 2 SO 3 + 2KOH → 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O Kali pemanganat Kali sunfit Kali manganat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +3 +3 +6 +4 2KMnO 4 + KOOC-COOK + 2KOH → 2K 2 MnO 4 + 2KHCO 3 Kali pemanganat Kali oxalat Kali manganat Kali cacbonat axit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -2 +6 0 2KMnO 4 + 2KOH → 2K 2 MnO 4 + 2 1 O 2 + H 2 O Kali pemanganat Kali manganat Oxi (Chất oxi hóa cũng là chất khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) Ghi chú G.1. KMnO 4 trong môi trường axit (thường là H 2 SO 4 ) có tính oxi hóa rất mạnh, nên nó dễ bị mất màu tím bởi nhiều chất khử như: Fe 2+ ; FeO; Fe 3 O 4; SO 2 ; SO 3 2- ; H 2 S; S 2- ; NaCl; HCl; KBr, HBr, HI; KI; Cl - ; Br - ; I - ; NO 2 - ; Anken; Ankin; Ankađien; Aren đồng đẳng benzen; … Thí dụ : +4 +7 +6 +2 5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 Khí sunfurơ Kali pemanganat Axit sunfuric Mangan (II) sunfat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Khí sunfurơ làm mất màu tím của dung dịch KMnO 4 (dung dịch thuốc tím), trong đó SO 2 đóng vai trò chất khử. Khí SO 2 và CO 2 đều làm đục nước vôi trong (vì có tạo chất không tan CaSO 3 , CaCO 3 ), nhưng CO 2 không làm mất màu dung dịch KMnO 4 . G.2. Để làm môi trường axit (H + ) cho các chất oxi hóa thì người ta thường dùng H 2 SO 4 hay H 3 PO 4 mà không dùng các axit HCl, HBr, HI vì các axit này ngoài sự cung cấp H + , chúng còn đóng vai trò chất khử (Cl - , Br - , I - ). Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 172 G.3. KMnO 4 có thể đóng vai trò chất oxi hóa trong môi trường axit (H + ), bazơ (OH - ) hoặc trung tính (H 2 O). Còn K 2 MnO 4 , MnO 2 chỉ có thể đóng vai trò chất oxi hóa trong môi trường axit. G.4. Người ta dùng KMnO 4 trong dung dịch KOH đậm đặc để rửa dụng cụ thủy tinh. II.2. Hợp chất của crom: K 2 Cr 2 O 7 ; K 2 CrO 4 (Cr 2 O 7 2- ; CrO 4 2- ) K 2 Cr 2 O 7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K 2 CrO 4 (Kali cromat) trong môi trường axit (H + ) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr 3+ ) Thí dụ : +6 +2 +3 +3 K 2 Cr 2 O 7 + 6FeSO 4 + 7H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O Kali đicromat Sắt (II) sunfat Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +4 +3 +6 K 2 Cr 2 O 7 + 3K 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 4K 2 SO 4 + 4H 2 O Kali đicromat Kali sunfit Crom (III) sunfat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 0 K 2 Cr 2 O 7 + 6KI + 7H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O Kali đicromat Kali iođua Crom (III) sunfat Iot (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -2 +3 0 K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3S + K 2 SO 4 + 7H 2 O Kali đicromat Hiđ ro sun fua Crom (III) sunfat Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 0 K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr → 2CrBr 3 + 3Br 2 + 2KBr + 7H 2 O Kali đicromat Axit bromhđric Crom (III) bromua Brom Kali bromua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 0 K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 2KCl + 7H 2 O Kali đicromat Axit clohiđric Crom (III) clorua Clo Kali clorua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +2 +3 +4 K 2 Cr 2 O 7 + 3SnCl 2 + 14HCl → 2CrCl 3 + 3SnCl 4 + 2KCl + 7H 2 O Kali đicromat Thiếc (II) clorua Axit clohiđric Crom (III) clorua Thiếc (IV) clorua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 +1 K 2 Cr 2 O 7 + 3CH 3 CH 2 OH + 4H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + 7H 2 O Kali đicromat Rượu etylic Crom (III) sunfat Anđehit axetic (Chất oxi hóa) (Chất khử) Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 173 +6 +4 +3 +6 K 2 Cr 2 O 7 + 3SO 2 + H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O Kali đicromat Khí sunfurơ Crom (III) sunfat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) Ghi chú G.1. Trong các phản ứng trên, màu đỏ da cam của dung dịch K 2 Cr 2 O 7 trở thành màu tím của ion Cr 3+ trong nước. Do đó trong hóa phân tích, K 2 Cr 2 O 7 trong môi trường axit thường được dùng làm chất oxi hóa để chuẩn độ các chất khử (Căn cứ sự mất màu vừa đủ dung dịch K 2 Cr 2 O 7 sẽ biết được lượng K 2 Cr 2 O 7 phản ứng vừa đủ và từ đó biết được nồng độ của dung dịch chất khử cần xác định) G.2. Người ta thường dùng hỗn hợp gồm hai thể tích bằng nhau của dung dịch axit sunfuric đậm đặc (H 2 SO 4 ) và dung dịch bão hòa kali đicromat (K 2 Cr 2 O 7 ), gọi là hỗn hợp sunfocromic hay hỗn hợp cromic, để súc các chai lọ thủy tinh. Dung dịch này tẩy mỡ, cũng như các chất hữu cơ bám vào thành thủy tinh, nhờ tính oxi hóa mạnh của dung dịch này. G.3. Trong môi trường trung tính , muối cromat (CrO 4 2- ) thường bị khử tạo crom (III) hiđroxit (Cr(OH) 3 ) Thí dụ : +6 -2 +3 0 2KCrO 4 + 3(NH 4 ) 2 S + 2H 2 O → 2Cr(OH) 3 + 3S + 6NH 3 + 4KOH Kali cromat Amoni sunfua Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) (Chất khử) G.4. Người ta dùng CrO 3 (Crom (VI) oxit, Anhiđrit cromic, chất rắn có màu đỏ thẫm) trong dụng cụ thử độ cồn của tài xế. CrO 3 oxi hóa hơi rượu etylic (CH 3 CH 2 OH) tạo anđehit axetic (CH 3 CHO), còn CrO 3 bị khử tạo crom (III) oxit (Cr 2 O 3 , chất rắn có màu xanh thẫm). Căn cứ vào mức độ đổi màu hay không đổi màu của CrO 3 mà cảnh sát giao thông biết được người lái xe đã uống rượu nhiều, ít hay không uống rượu. +6 -1 +3 +1 2CrO 3 + 3CH 3 CH 2 OH → Cr 2 O 3 + 3CH 3 CHO + 3H 2 O Anhiđrit cromic Etanol Crom (III) oxit Eta nal (Đỏ thẫm) (Xanh thẫm) (Chất oxi hóa) (Chất khử) G.4. Giữa đicromat (Cr 2 O 7 2- , màu đỏ da cam) và cromat (CrO 4 2- , có màu vàng tươi) trong dung dịch (nước, H 2 O) có sự cân bằng do sự thủy phân như sau: Cr 2 O 7 2- + H 2 O 2CrO 4 2- + 2H + Đicromat Cromat (màu đỏ da cam) (màu vàng) Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 174 Do đó khi cho a xit (H + , như HCl) vào một dung dịch cromat (CrO 4 2- , như K 2 CrO 4 ) thì thấy dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam. Nguyên nhân là khi thêm axit vào thì nồng độ ion H + tăng lên, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng Le Châtelier, thì cân bằng dịch chuyển theo chiều làm hạ nồng độ ion H + xuống, tức theo chiều ion H + kết hợp ion cromat để tạo ion đicromat vì thế ta thấy dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam. Còn khi thêm bazơ (OH - , như NaOH) vào dung dịch đicromat (Cr 2 O 7 2- , như K 2 Cr 2 O 7 ) thì thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam ra màu vàng. Nguyên nhân là khi thêm OH - vào thì ion OH - sẽ kết hợp ion H + (tạo chất không điện ly H 2 O) khiến cho nồng độ ion H + trong dung dịch giảm, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại sự giảm ion H + , tức là chiều tạo ion H + , cũng là chiều tạo cromat, vì thế ta thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam ra màu vàng tươi. 2K 2 CrO 4 + 2HCl → K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O (Màu đỏ da cam) (Màu vàng tươi) K 2 Cr 2 O 7 + 2NaOH → K 2 CrO 4 + Na 2 CrO 4 + H 2 O (Màu đỏ da cam) Natri cromat (Màu vàng tươi) 2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O Natri cromat Natri đicromat Na 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → Na 2 CrO 4 + K 2 CrO 4 + H 2 O G.5. Khi cho dung dịch muối bari (Ba 2+ , như BaCl 2 , Ba(NO 3 ) 2 ) vào dung dịch cromat (CrO 4 2- ) hay dung dịch đicromat (Cr 2 O 7 2- ) đều thu được kết tủa màu vàng bari cromat (BaCrO 4 ). Không thu được bari đicromat (BaCr 2 O 7 ) vì chất này tan trong nước. Và vì có tạo kết tủa BaCrO 4 , nên nồng độ CrO 4 2- giảm, nên cân bằng dịch chuyển từ Cr 2 O 7 2- thành CrO 4 2- (nếu cho Ba 2+ vào Cr 2 O 7 2- , coi sự cân bằng giữa đicromat và cromat ở ghi chú 4 trên). BaCl 2 + K 2 CrO 4 → BaCrO 4 + 2KCl Bari clorua Kali cromat Bari cromat Kali clorua BaCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 O → BaCrO 4 + K 2 CrO 4 + 2HCl Bari clorua Kali đicromat Bari cromat Kali cromat Axit clohiđric Ba(NO 3 ) 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 O → BaCrO 4 + Na 2 CrO 4 + 2HNO 3 Bari nitrat Natri đicromat Bari cromat Natri cromat Axit nitric I.3. Axit nitric (HNO 3 ), muối nitrat trong môi trường axit (NO 3 - /H + ) +5 +4 - HNO 3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO 2 . Các chất khử thường bị HNO 3 oxi hóa là: các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe 3 O 4 ), một số phi kim (C, S, P), một số hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 175 hay trung gian (H 2 S, SO 2 , SO 3 2- , HI), một số hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa trung gian (Fe 2+ , Fe(OH) 2 Thí dụ : 0 +5 +3 +4 Fe + 6HNO 3 (đ, nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Sắt Axit ntric Sắt (III) nitrat Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí có mùi hắc, màu nâu) Trong 6 phân tử HNO 3 trên thì chỉ có 3 phân tử là chất oxi hóa, còn 3 phân tử tạo môi trường axit, tạo muối nitrat. +2 +5 +3 +4 FeO + 4HNO 3 (đ) → Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 2H 2 O Sắt (II) oxit +8/3 +5 +3 +4 Fe 3 O 4 + 10HNO 3 (đ) → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 5H 2 O Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO 3 là chất o xi hóa, 9 phân tử tham gia trao đổi) +2 +5 +3 +4 Fe(OH) 2 + 4HNO 3 (đ) → Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 3H 2 O Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO 3 là chất oxi hóa, 3 phân tử trao đổi, tạo môi trường axit) 0 +5 +4 +4 C + 4HNO 3 (đ) → 0 t CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O Cacbon Khí cacbonic Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Cho từng giọt dd HNO 3 đậm đặc vào than nung nóng, than bùng cháy) 0 +5 +6 +4 S + 6HNO 3 (đ) → 0 t H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O Lưu huỳnh Axit nitric Axit sunfuric Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Cho bột lưu huỳnh vào dd HNO 3 đậm đặc đã được đun nhẹ, thấy bột lưu huỳnh tan nhanh và có khí màu nâu đỏ bay ra) 0 +5 +5 +4 P + 5HNO 3 (đ) → 0 t H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O Photpho Axit photphoric (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +1 +4 Ag + 2HNO 3 (đ) → AgNO 3 + NO 2 + H 2 O Bạc Bạc nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 176 0 +5 +2 +4 Cu + 4HNO 3 (đ) → Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Đồng Đồng (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +2 +4 Pb + 4HNO 3 (đ) → Pb(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Chì Chì (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Al + 6HNO 3 (đ, nóng) → Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O +5 +2 - HNO 3 loãng thường bị khử thành NO (khí nitơ oxit). Các chất khử thường gặp là: các kim loại, các oxit kim loại hay hợp chất kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe(OH) 2 , Fe 3 O 4 , Fe 2+ ), một số phi kim (S, C, P), một số hợp chất của phi kim trong đó phi kim có số oxi hoá thấp nhất có số oxi hóa trung gian (NO 2 - , SO 3 2- ). Thí dụ : 0 +5 +3 +2 Fe + 4HNO 3 (l) → Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O Bột sắt Axit nitric (loãng) Sắt (III) nitrat Nitơ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí không có, không không có màu) +2 +5 +3 +2 3Fe(OH) 2 + 10HNO 3 (l) → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 8H 2 O Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 +5 +3 +2 3FeO + 10HNO 3 (l) → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O Sắt (II) oxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) +8/3 +5 +3 +2 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 (l) → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO + 14H 2 O Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +3 +2 Cr + 4HNO 3 (l) → Cr(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O Crom Crom (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +2 +2 3Cu + 8HNO 3 (l) → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O Đồng Đồng (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 177 0 +5 +1 +2 3Ag + 4HNO 3 (l) → 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O Bạc Bạc nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +2 +2 3Hg + 8HNO 3 (l) → 3Hg(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O Thủy ngân Thủy ngân (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +6 +2 S + 2HNO 3 (l) → H 2 SO 4 + 2NO Lưu huỳnh Axit nitric (loãng) Axit sunfuric Nitơ oxit 0 +5 +5 +2 3P + 5HNO 3 (l) + 2H 2 O → 3H 3 PO 4 + 5NO Photpho Axit nitric (loãng) Axit photphoric (Chất khử) (Chất oxi hóa) - Muối nitrat trong môi trường axit (NO 3 - /H + ) giống như HNO 3 loãng , nên nó oxi hóa được các kim loại tạo muối, NO 3 - bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước (H 2 O) Thí dụ : 0 +5 +2 +2 3Cu + 2NO 3 - + 8H + → 3Cu 2+ + 2NO + 4H 2 O Đồng Muối nitrat trong môi trường axit Muối đồng (II) (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Dung dịch có màu xanh lam) Khí NO không màu thoát ra kết hợp với O 2 (của không khí) tạo khí NO 2 có màu nâu đỏ 0 +5 +2 +2 3Cu + 2NaNO 3 + 8HCl → 3CuCl 2 + 2NO + 2NaCl + 4H 2 O 0 +5 +2 +2 3Cu + Cu(NO 3 ) 2 + 8HCl → 4CuCl 2 + 2NO + 4H 2 O Chất khử Chất oxi hóa Ghi chú G.1. Ba kim loại sắt (Fe), nhôm (Al) và crom (Cr) không bị hòa tan trong dung dịch axit nitric đậm đặc nguội (HNO 3 đ, nguội) cũng như trong dung dịch axit sunfuric đậm đặc nguội (H 2 SO 4 đ, nguội) (bị thụ động hóa, bị trơ). Fe, Al, Cr HNO 3 (đ, nguội) Fe, Al, Cr H 2 SO 4 (đ, nguội) Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 178 G.2. Để nhận biết muối nitrat, người ta cho vài giọt dung dịch axit thông thường (như H 2 SO 4 loãng, HCl) vào, sau đó cho miếng kim loại đồng vào, nếu thấy tạo dung dịch màu xanh lam và có khí màu nâu bay ra thì chứng tỏ dung dịch lúc đầu có chứa muối nitrat ((NO 3 - ). G.3. Các kim loại mạnh như magie (Mg), nhôm (Al), kẽm (Zn) không những khử +5 +4 +2 +1 0 -3 HNO 3 tạo NO 2 , NO, mà có thể tạo N 2 O, N 2 , NH 4 NO 3 . Dung dịch HNO 3 càng loãng thì bị khử tạo hợp chất của N hay đơn chất của N có số oxi hóa càng thấp. Thí dụ : Al + HNO 3 (đ, nguội) Al + 6HNO 3 (đ, nóng) → Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Al + 4HNO 3 (l) → Al(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O 8Al + 30HNO 3 (khá loãng) → 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O 10Al + 36HNO 3 (rất loãng) → 10Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 + 18H 2 O 8Al + 30HNO 3 (quá loãng) → 8Al(NO 3 ) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O G.4. Dung dịch HNO 3 rất loãng và lạnh có tác dụng như một axit thông thường (tác nhân oxi hóa là ion H + ) Thí dụ : Al + 3HNO 3 (rất loãng) lạnh Al(NO 3 ) 3 + 2 3 H 2 Fe + 2HNO 3 (rất loãng) lạnh Fe(NO 3 ) 2 + H 2 G.5. Một kim loại tác dụng dung dịch HNO 3 tạo các khí khác nhau, tổng quát mỗi khí ứng với một phản ứng riêng . Chỉ khi nào biết tỉ lệ số mol các khí này thì mới viết chung các khí trong cùng một phản ứng với tỉ lệ số mol khí tương ứng. Bài tập 80 Cho m gam bột kim loại kẽm hòa tan hết trong dung dịch HNO 3 , thu được 13,44 lít hỗn hợp ba khí là NO 2 , NO và N 2 O. Dẫn lượng khí trên qua dung dịch xút dư, có 11,2 lít hỗn hợp khí thoát ra. Cho lượng khí này trộn với không khí dư (coi không khí chỉ gồm oxi và nitơ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó cho hấp thụ lượng khí màu nâu thu được vào dung dịch KOH dư, thu được dung dịch D. Dung dịch D làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO 4 0,4M trong môi trường H 2 SO 4 có dư. Thể tích các khí đo ở đktc. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. [...]... Kali peoxit 2H2O H 2O 2 Nước + BaSO4 Hiđro peoxit → 2NaOH + Bari peoxit Axit sunfuric K2O2 BaO2 Bari hiđroxit Bari peoxit H2O2 → Ba(OH)2 Hiđro peoxit Na2O2 → 2HCl Axit clohiđric Bari sunfat + 2H2O H2O2 + Hiđro peoxit 2KCl Kali clorua I.10 Oxit kim loại (Oxid kim lọai) Oxit kim loại bị khử tạo kim loại tương ứng hay oxit kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa thấp hơn Các chất khử thường. .. O2) oxi hóa được các hợp chất của phi kim hay kim loại có số oxi hóa trung gian cũng các hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất như CO, NO, SO2, Na2S2O3, FeS2, FeCl2, FeSO4, FeO, Fe3O4, FeS, NH3, H2S, PH3, KI, KBr, CH4,… Thí dụ: +2 0 2CO + → O2 Cacbon oxit (Chất khử) 2CO2 Oxi (Chất oxi hóa) +2 Cacbon đioxit 0 2NO + Nitơ oxit (Chất khử) +4 -2 → O2 Oxi (Chất oxi hóa) +2 CO +4 -2 t0 Nitơ đioxit... (II) oxit Cacbon (Chất oxi hóa) (Chất khử) MgO CO2 Khí cacbonic (Chất khử) +2 PbO + Sắt (II) oxit +2 (Chất oxi hóa) CO2 Cacbon đioxit +2 t0 Sắt từ oxit Cacbon oxit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +2 + Sắt từ oxit +2 Fe3O4 +4 2Fe3O4 Cacbon oxit (Chất khử) Biên soạn: Võ Hồng Thái +2 Pb Chì + CO Cacbon oxit 0 t → Al 0 t → H2 0 K 2O + CO t → CaO + H2 t → Na2O + C t → Al2O3 0 0 Dpnc → Nhơm oxit... 2HF as → (Phản ứng nổ mạnh ngay cả trong bóng tối ở nhiệt độ rất thấp, -2000C) 2HCl (Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối, phản úng xảy ra rất chậm Nhưng khi đun nóng hay chiếu sáng mạnh thì phản ứng xảy ra ngay và kèm theo tiếng nổ mạnh) Br2 + H2 0 t → I2 + H 2 t0 cao 2S + Cl2 → 2HBr 2HI (Phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng) (Phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng ở nhiệt độ cao và phản ứng thuận nghịch)... khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao là Al, H2, CO, C Tuy nhiên bốn chất khử này chỉ khử được các oxit kim loại trong đó kim loại ứng sau nhơm trong dãy thế điện hóa Các oxit kim loại Al, Mg, kim loại kiềm, kiềm thổ, chỉ bị khử tạo kim loại tương ứng tại catot bình điện phân khi điện phân nóng chảy các oxit kim loại tương ứng trên K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au +3 0 Fe2O3 + (Chất oxi. .. nhạt, có mùi xốc Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi, nó phá hủy các chất hữu cơ, oxi hố nhiều kim loại, trong đó có bạc Ozon có tính oxi hóa mạnh là do nó khơng bền, dễ bị phân hủy tạo thành oxi ngun tử (O) [O ngun tử có tính oxi hóa mạnh hơn oxi phân tử, O2, vì khơng cần cung cấp năng lượng để cắt đứt liên kết đơi giữa O với O, O=O, trong phân tử O2]: → O2 O3 + O Ozon Oxi Oxi ngun tử - Ozon đẩy được... nước (H2O) ở nhiệt độ thường chỉ oxi hóa được các kim loại rất mạnh là kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) và kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba, Ra) Kim loại kiềm, kiềm thổ bị oxi hóa tạo hiđroxit kim loại, còn H+ của nước bị khử thành khí hiđro (H2) Vì nồng ion H+ của nước rất nhỏ, nên ở nhiệt độ thường nó chỉ oxi hóa các kim loại rất mạnh là kiềm, kiềm thổ, mà khơng oxi hóa được các kim loại khác Thí... dung dịch D Các phản ứng xảy ra hồn tồn (Ca = 40; H = 1; Br = 80; Cl = 35,5) ĐS: m = 0,6g; 336ml H2; CaBr2 0,8%; CaCl2 0,222% I.6 Ion kim loại Ion kim loại ln ln là ion dương Tất cả ion kim loại đều có thể là chất oxi hóa Nếu là chất oxi hóa thì nó bị khử tạo ion kim loại có số oxi hóa thấp hơn hay thành kim loại đơn chất tương ứng - Ion kim loại (trong dung dịch) oxi hóa được các kim loại ứng trước... kim loại bị khử tạo muối tương ứng (ion kim loại) K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au Thí dụ: Zn + 2HCl 0 → +1 Zn (Chất oxi hóa) 0 (Chất khử) → (Chất oxi hóa) Al 3H+ H2 0 Fe2+ + → AlBr3 + +3 → (Chất khử) (Chất oxi hóa) Phản ứng trên xảy ra được là do: H2 (Chất khử) Tính khử: Fe > H2 Tính oxi hóa: H+ > Fe2+ +1 + FeSO4 + (Chất oxi hóa) Phản ứng trên xảy ra được là do: 0 (Chất... ta thường dùng phản ứng này để định phân dung dịch Na2S2O3 bằng dung dịch I2 (nhằm xác định nồng độ dung dịch Na2S2O3 khi biết nồng độ dung dịch I2 hoặc ngược lại) Sau khi phản ứng vừa đủ, một giọt dư dung dịch I2 làm cho dung dịch phản ứng có màu vàng rất nhạt (Hoặc một lượng dung dịch I2 có dư sẽ làm cho dung dịch hồ tinh bột lỗng có màu xanh dương, do đã cho vào dung dịch phản ứng trước đó) Nhờ các . VIẾT CÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG GẶP (CÁC CHẤT OXI HÓA, CHẤT KHỬ THƯỜNG GẶP) Để viết được các phản ứng oxi hóa khử thì chúng ta cần biết một số chất oxi hóa và một số chất khử thường gặp. . tương ứng) . Ta phải biết các chất khử và chất oxi hóa tương ứng thì mới viết được phản ứng oxi hóa khử. I. Các chất oxi hóa thường gặp I.1. Các hợp chất của mangan: KMnO 4 , K 2 MnO 4 ,. (NO 3 - /H + ) +5 +4 - HNO 3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO 2 . Các chất khử thường bị HNO 3 oxi hóa là: các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe 3 O 4 ),