skkn giảng dạy phản ứng oxi hoá – khử phần vô cơ theo hướng dạy học tích cực

+ Nghiên cứu sự phân hoá học sinh theo từng cấp độ và chọn bài tập phần oxi hoá khử, dạy học sinh định hướng theo các hướng hệ thống bài tập liên quan.+ Cuối cùng tác giả đánh giá k

Biên hoà

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI

Đơn vị: Trường THPT Vĩnh Cửu

Mã số:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

GIẢNG DẠY PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ PHẦN

VÔ CƠ THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC

Người thực hiện: Th.S Nguyễn Văn Đoàn

Lĩnh vực nghiên cứu:

- Phương pháp giảng dạy

- Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học

Đồng Nai, tháng 01 năm 2014

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1 Họ và tên: Nguyễn Văn Đoàn

2 Ngày tháng năm sinh: 09 – 12 – 1985

8 Đơn vị công tác: trường THPT Vĩnh Cửu

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sĩ

- Năm nhận bằng: 2013

- Chuyên ngành đào tạo: Hoá vô cơ và ứng dụng

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: phương pháp giảng dạy hóa học và hoá vô cơ, ứng dụng

- Số năm có kinh nghiệm: 6 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 6 năm gần đây:

+ Sử dụng phần mềm Microsoft Powerpoint thiết kế bài giảng hỗ trợ việc dạy học một số tiết thực hành hóa học trung học phổ thông ban cơ bản

MỤC LỤC

MỤC LỤC

NỘI DUNG 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Tổ chức thực hiện đề tài 1

2.1 Cơ sở lí luận 1

2.1.1 Nội dung oxi hoá khử giảng dạy trong hoá học: 1

2.1.2 Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử : 3

2.1.3 Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử : 4

2.1.4 Các phương trình phản ứng oxi hóa khử thường gặp : 4

2.1.5 Cân bằng phản ứng oxi hóa khử : 9

2.2 Ứng dụng phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp tích cực 18

2.2.1 Cân băng phản ứng oxi hoá khử theo các tính nhẩm thông thường 18

2.2.2 Qui tắc 5-4: 19

2.2.3 Ứng dụng phản ứng oxi hoá khử trong chương trình hoá học 11 21

3 Phương pháp 32

3.1 Khách thể nghiên cứu 32

3.2 Thiết kế nghiên cứu: 32

3.3 Quy trình nghiên cứu: 33

4 Phân tích dữ liệu và bàn luận kết quả: 34

4.1 Kết quả kiểm tra trước và sau tác động của 2 nhóm: 34

4.2 Phân tích số liệu thu được: 35

4.3 Bàn luận kết quả: 35

5 Kết luận và khuyến nghị: 36

PHỤ LỤC 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

NỘI DUNG

Tên SKKN:

GIẢNG DẠY PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ PHẦN VÔ CƠ

THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC

1 Lý do chọn đề tài

Trong thời đại ngày nay, thời đại thông tin mở, đòi hỏi người giáo viên luôn năng động và trao dồi kiến thức đầy đủ, vững chắc và cập nhật thường xuyên.Trong chương trình phổ thông, học sinh được tiếp cận những kiến thức mới và đồngthời yêu cầu học sinh cần tổng hợp kiến thức đã học Một trong những nội dung mà học sinh ứng dụng trong chương trình bài tập nhiều là phản ứng oxi hoá-khử và cách vận dụng những nguyên lý xoay xung quanh phản ứng oxi hoá-khử

Chính điều đó, đòi hỏi người giáo viên phải biết thiết kế bài giảng, chọn lựa nội dung cho phù hợp với kiến thức chương trình, trình độ học sinh và thực tế giảngdạy Nhằm đáp ứng yêu cầu của chương trình, đề thi và nhất là học sinh sử dụng thuần thạo phản ứng oxi hoá-khử một cách nhanh chóng , hiệu quả nhất

Với những lí do trên, tôi chọn đề tài là: “Giảng dạy phản ứng oxi hoá-khử phần

vô cơ theo hướng dạy học tích cực”

2 Tổ chức thực hiện đề tài

2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Nội dung oxi hoá khử giảng dạy trong hoá học:

Phần nội dung oxi hoá khử được phân phối trong chương trình hoá học trunghọc phổ thông là: Chương IV: Oxi hoá khử (Lớp 10), trong chương trình học kì II lớp 10, học kì I lớp 11 và học kì II lớp 12, học sinh được ứng dụng kiến thức oxi hoá khử

Phản ứng oxi hoá khử đã được nhiều tác giả nghiên cứu như:

+ “ Dạy học phân hoá bằng hệ thống bài tập ở phần phản ứng oxi hoá khử và phi kim lớp 10(cơ bản) trung học phổ thông ” Phương Thị Thể - SKKK

2011

Trong đề tài tác giả đã:

+ Nghiên cứu sự phân hoá học sinh theo từng cấp độ và chọn bài tập phần oxi hoá khử, dạy học sinh định hướng theo các hướng hệ thống bài tập liên quan.

+ Cuối cùng tác giả đánh giá kết luận của việc thực hiện cho viện phân hoá bài tập: Bài tập đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình nhận thức của học sinh, nó không chỉ là thước đo khả năng nhận thức, củng cốkiến thức của học sinh mà còn là phương tiện để rèn cho học sinh các kĩ năng giải bài tập Trong quá trình giảng dạy với mỗi đối tượng học sinh giáo viên nên giao cho các em những loại bài tập vừa sức trong khi giải bài tập cảm thấy thích thú ngoài ra còn kích thích trí tò mò của các em để khi học sinh giải xong bài tập này lại muốn giải những bài tập khác ở mức độ cao hơn

+ “ Một số biện pháp giảng dạy áp dụng trong chương oxi hoá khử lớp 10”

Nguyễn Thị Hồng Nhung – SKKN 2008

Trong đề tài tác giả đã:

+ Tác giả khái quát chương trình hoá học phần oxi hoá khử từ năm lớp 8 đến lớp 10

+ Soạn giáo án cho từng bài theo nhiều phương pháp: đàm thoại, nêu vấn đề, gợi mở…Sau đó tiến hành giảng dạy và khảo sát nội dung chọn lọc qua các bài kiểm tra của học sinh

+ Tác giả đánh giá như sau: Đây là phần kiến thức khó và đòi hỏi học sinh cần có khả năng cao Giáo viên dạy cần nhấn mạnh và giảng chậm Ban giám hiệu nên phân hoá học sinh hàng năm để học sinh cố gắng hơn

Nhận xét chung:

+ Hầu như các đề tài trên chỉ đưa ra cách nhìn nhận kiến thức oxi hoá khử, sau đó ứng dụng và kiểm tra Một điều còn chưa đề cập đến là: thực tiễn nhìn nhận chiều ngược Tuy nhiên, những đề tài trên cung cấp những kiến thức hay và hữu ích

+ Kiến thức oxi hoá khử đến với học sinh cần nhẹ nhàng và học sinh sử dụngđược, học sinh yếu thì sử dụng ngay, học sinh khá hơn và giỏi thì sử dụng bằng cách nhẩm nhanh Khi học sinh khái quát cách làm thì nhìn nhận bài tập và kiến thức sẽ nhẹ nhàng và hiệu quả hơn

2.1.2 Khái niệm phản ứng oxi hóa khử :

2.1.2.1 Số oxi hóa :

Để thuận tiện khi xem xét phản ứng oxi hoá - khử và tính chất của các nguyên tố, người ta đưa ra khái niệm số oxi hoá (còn gọi là mức oxi hoá hay điện tích hoá trị)

Số oxi hoá là điện tích quy ước mà nguyên tử có được nếu giả thuyết rằng cặp e liên kết (do 2 nguyên tử góp chung) chuyển hoàn toàn về phía nguyên tử có

độ âm điện lớn hơn

2.1.2.2 Quy tắc xác định số oxi hóa :

- Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử trung hoà điện bằng 0

- Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích của ion

Ví dụ trong ion HSO

-4, số oxi hoá của H là +1, của O là -2 của S là +6

1 + 6 + (-2 4) = - 1

- Trong đơn chất, số oxi hoá của các nguyên tử bằng 0

Ví dụ: Trong Cl2, số oxi hoá của Cl bằng 0

- Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi như sau

+ Kim loại kiềm luôn bằng +1

+ Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2

+ Oxi ( trừ trong peoxit, supeoxit bằng – 1, +1, +2) luôn bằng - 2

+ Hiđro ( trừ trong hiđrua kim loại bằng - 1) luôn bằng - 1

2.1.3 Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử :

Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi e giữa các nguyên tử hoặc ion của các chất tham gia phản ứng, do đó làm thay đổi số oxi hoá của chúng

Ví dụ:

Zn Cu Cl    Cu Zn Cl 

- Chất nhường e gọi là chất khử (hay chất bị oxi hoá)

- Chất thu e gọi là chất oxi hoá (hay chất bị khử)

- Quá trình kết hợp e vào chất oxi hoá được gọi là sự khử

2.1.4 Các phương trình phản ứng oxi hóa 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

Các chất oxi hóa thường gặp :

- Các hợp chất của mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4-, MnO42-, MnO2)

Mn O trong môi trường axit (H

) thường bị khử thành muối

(Chất oxi hóa) (Chất khử)

- KMnO4 trong môi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit (MnO2)

Ví du:

+7 +4 +4 +6

2KMnO4 + 4K2SO3 + H2O → MnO2 + K2SO4 + KOH

Kali pemanganat Kali sunfit Mangan đioxit Kali sunfat

(Chất oxi hóa) (Chất khử)

- KMnO4 trong môi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4

Ví dụ:

+7 +4 +6 +4

2 KMnO4 + K2SO3 + 2 KOH → 2 K2MnO4 + K2SO4 + H2O

Kali pemanganat Kali sunfit Kali manganat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử)

- Hợp chất của crom: K2Cr2O7; K2CrO4 (Cr2O72-; CrO42-)

K2Cr2O7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K2CrO4 (Kali cromat) trong môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr3+)

Ví dụ:

+6 +2 +3 +3

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

Kali đicromat Sắt (II) sunfat Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat

(Chất oxi hóa) (Chất khử)

Trong môi trường trung tính, muối cromat (CrO42-) thường bị khử tạo crom (III) hiđroxit (Cr(OH)3)

Ví dụ:

+6 -2 +3 0

2K2CrO4 + 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH

Kali cromat Amoni sunfua Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) (Chất khử)

- Axit nitric (HNO 3 ), muối nitrat trong môi trường axit (NO 3 - /H + )

- Axit HNO3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO2 Các chất khử thường bị HNO3 oxi hóa là: Các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe3O4), một số phi kim (C, S, P), một số hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất hay trung gian (H2S, SO2, SO32-, HI), một số hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa trung gian (Fe2+, Fe(OH)2

Ví dụ:

0 +5 +3 +4

Fe + 6 HNO3 (đ, nóng) → Fe(NO3)3 + 3 NO2 + 3 H2O

Sắt Axit nitric Sắt (III) nitrat Nitơ đioxit

(Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí có mùi hắc, màu nâu)

- Axit HNO3 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, Fe3O4, Fe2+), 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 (SO32-)

Ví dụ:

0 +5 +3 +2

Fe + 4HNO3(l) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Bột sắt Axit nitric (loãng) Sắt (III) nitrat Nitơ oxit

(Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí không có màu)

- Muối nitrat trong môi trường axit (NO3-/H+) giống như HNO3 loãng, nên nó oxi hóa được các kim loại tạo muối, NO3 

bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước (H2O)

Ví dụ:

0 +5 +2 +2

3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

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 O2 (của không khí) tạo khí NO2 có màu nâu đỏ

- Axit sunfuric đậm đặc nóng, H 2 SO 4 (đ, nóng); Khí sunfurơ (SO 2 )

- H2SO4 (đ, nóng) thường bị khử tạo khí SO2 Các chất khử thường tác dụng với

H2SO4(đ, nóng) là: các kim loại, các hợp chất của kim loại số oxi hóa trung gian (như FeO, Fe3O4), một số phi kim (như C, S, P), một số hợp chất của phi kim (như

HI, HBr, H2S)

Ví dụ:

0 +6 +2 +4

Cu + 2H2SO4(đ, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Đồng Axit sunfuric (đặc, nóng) Đồng (II) sunfat Khí sunfurơ

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

Các kim loại mạnh như Mg, Al, Zn không những khử H2SO4 đậm đặc, nóng thành SO2 mà còn thành S, H2S H2SO4 đậm đặc nhưng nếu loãng bớt thì sẽ bị khử tạo lưu huỳnh (S) hay hợp chất của lưu huỳnh có số oxi hóa thấp hơn (H2S)

Nguyên nhân của tính chất trên là do kim loại mạnh nên dễ cho điện tử (để H2SO4nhận nhiều điện tử) và do H2SO4 ít đậm đặc nên nó không oxi hóa tiếp S, H2S

- Khí sunfurơ (SO2) oxi hóa được các chất khử mạnh như các hợp chất của phi kim

có số oxi hoá thấp (như H2S, CO), một số phi kim (như H2, C), các kim loại mạnh (như Na, K, Ca, Ba, Mg) Nếu SO2 là chất oxi hóa thì nó thường bị khử tạo S +4 -2 0

SO2 + H2S → S + H2O

Khí sunfurơ Khí hiđro sunfua Lưu huỳnh

(Chất oxi hóa) (Chất khử)

Khí mùi hắc Khí có mùi trứng thúi Chất rắn, màu vàng nhạt

Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 loãng là axit thông thường (tác nhân oxi hóa là

H+), chỉ dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng mới là axit có tính oxi hóa mạnh (tác nhân

oxi hóa là SO42

) Trong khi dung dịch HNO3 kể cả đậm đặc lẫn loãng đều là axit cótính oxi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là NO3 

Fe + 6HNO3(đ, nóng) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Ba kim loại Al, Fe, Cr không bị hòa tan trong dung dịch H2SO4 đậm đặc nguội (cũng như trong dung dịch HNO3 đậm đặc nguội) (bị thụ động hóa, trơ)

(Chất khử) (Chất oxi hóa) (Chất oxi hóa) (Chất khử)

2.1.5 Cân bằng phản ứng oxi hóa khử :

2.1.5.1 Nguyên tắc khi cân bằng :

Tổng số e mà chất khử cho phải bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận và số nguyên tử của mỗi nguyên tố được bảo toàn

Các bước tiến hành cân bằng phản ứng :

Bước 1: Viết phương trình phản ứng, nếu chưa biết sản phẩm thì phải dựa vào điều kiện cho ở đề bài để suy luận

Bước 2: Xác định số oxi hoá của các nguyên tố có số oxi hoá thay đổi Đối với những nguyên tố có số oxi hoá không thay đổi thì không cần quan tâm

Bước 3: Viết các phương trình e (cho - nhận e)

Bước 4: Cân bằng số e cho và nhận

Bước 5: Đưa hệ số tìm được từ phương trình e vào phương trình phản ứng

Bước 6: Cân bằng phần không tham gia quá trình oxi hoá - khử

Ví dụ 1: Cho miếng Al vào dung dịch axit HNO3 loãng thấy bay ra chất khí không màu, không mùi, không cháy, nhẹ hơn không khí, viết phương trình phản ứng và cân bằng

10Al + 6HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + H2O

Bước 6: Ngoài 6 HNO3 tham gia quá trình oxi hoá - khử còn 3.10 = 30 NO3 tạo thành muối nitrat (10 Al(NO3)3)

Vậy tổng số phân tử HNO3 là 36 và tạo thành 18 H2O

Phương trình cuối cùng:

10Al + 36 HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O

Dạng ion:

10Al + 36H+

+ 6NO3 

→ 10Al3+ + 3N2 + 18H2O

 Chú ý: Đối với những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tố ở nhiều số

oxi hoá khác nhau, ta viết riêng từng phản ứng đối với từng sản phẩm, sau đó nhân các phản ứng riêng với hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu bài Cuối cùng cộng gộp các phản ứng lại

8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (2)

Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với rồi cộng 2 phương trình lại:17Al + 66HNO3 → 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O

2.1.5.2 Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử:

2.1.5.2.1 Phương pháp đại số :

- Nguyên tắc: Số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau

- Các bước cân bằng: Thực hiện các bước sau:

+ Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầubài yêu cầu bổ sung phản ứng rồi mới cân bằng)

+ Đặt các hệ số bằng các chữ a, b, c, d, đứng trước các chất trong phản ứng.+ Lập hệ phương trình toán học liên hệ giữa các hệ số này với nguyên tắc sốnguyên tử của từng nguyên tố bên tác chất và bên sản phẩm bằng nhau Nếu phản ứng ở dạng ion thì còn đặt thêm một phương trình toán nữa là điện tích bên tác chất và bên sản phẩm bằng nhau

+ Giải hệ phương trình toán Thường số phương trình toán lập được ít hơn một phương trình so với số ẩn số Tuy nhiên ta có thể chọn bất cứ một hệ số nào đóbằng 1 Do đó có số phương trình toán bằng số ẩn số, nên sẽ giải được Sau đó, nếucần, ta nhân tất cả nghiệm số tìm được với cùng một số thích hợp để các hệ số đều là số nguyên.

Ví dụ :

Cu + NO3-+ H+    Cu2+ + NO + H2O

aCu +bNO3-+ cH+    dCu2+ + eNO + fH2O

2.1.5.2.2 Phương pháp cân bằng electron :

- Nguyên tắc: Dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử

cho phải bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận

+ 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 để 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 them hệ số thích hợp

+ Phối hợp các phản ứng cho, nhận điện tử; các hệ số cân bằng tìm được; vàphản 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

2 x Mn + 5e- Mn (Phản ứng khử)

+2 +3

5 x 2Fe 2Fe + 2e (Phản ứng oxi hóa)

2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4    2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

2.1.5.2.3 Phương pháp cân bằng ion – electron :

- Phạm vi áp dụng: Đối với các quá trình xảy ra trong dung dịch, có sự tham gia

của môi trường (H2O, dung dịch axit hoặc bazơ tham gia)

+ Viết các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (chính là các phản ứng oxi hóa, phản ứng khử) Viết nguyên cả dạng ion hay phân tử, với số oxi hóa để 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 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) bằng cách nhân hệ số thích hợp Xong rồi cộng

vế với vế các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử

+ Cân bằng điện tích Điện tích hai bên phải bằng nhau Nếu không bằng nhau thì thêm vào ion H+ hoặc ion OH- tùy theo phản ứng được thực hiện trong môi trường axit hoặc bazơ Tổng quát thêm H+ vào bên nào có axit (tác chất hoặc sản phẩm); Thêm OH- vào bên nào có bazơ Thêm H2O phía ngược lại để cân bằng

số nguyên tử H (cũng là cân bằng số nguyên tử O)

+ Phối hợp hệ số của phản ứng ion vừa được cân bằng xong với phản ứnglúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu (Chuyển phản ứng dạng ion trở lại thành dạng phân tử)

+ Cân bằng các nguyên tố còn lại, nếu có, như phản ứng trao đổi

- Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion -

5 2Fe2+ → 2Fe3+ + 2e (Quá trình oxi hóa )

2MnO4- + 10Fe2+ → 2Mn2+ + 10Fe3+

2 x MnO4- + e → MnO42- (Quá trình khử )

1 x SO32-→ SO42- + 2e (Quá trình oxi hóa )

2MnO4- + SO32- → 2MnO42- + SO4

2-Điện tích : 2(-1) + 1(-2) 2(-2)+ 1(-2)

2MnO4- + SO32- + 2OH- → 2MnO42- + SO42- + H2O2KMnO4 + K2SO4 + 2KOH → 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O

2.1.5.3 Các dạng phản ứng oxi hóa khử phức tạp :

2.1.5.3.1 Phản ứng oxi hóa khử có hệ số bằng chữ :

- Nguyên tắc: Cần xác định đúng sự tăng giảm số oxi hoá của các nguyên tố

- Ví dụ:

Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O

(5x – 2y) x 3Fe+8/3 → 3Fe3+ + e

1 x x N+5 + (5x – 2y)e → xN+2y/x

(5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y) HNO3 → (15x-6y) Fe(NO3)3 + NxOy+(23x-9y) H2O

2.1.5.3.2 Phản ứng có chất hóa học là tổ hợp của hai chất khử :

Nguyên tắc :

Cách 1 : Viết mọi phương trình biểu diễn sự thay đổi số oxi hoá, chú ý sự ràng buộc

hệ số ở hai vế của phản ứng và ràng buộc hệ số trong cùng phân tử

Cách 2 : Nếu một phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá có thể xét chuyển nhóm hoặc toàn bộ phân tử, đồng thời chú ý sự ràng buộc ở vế sau

Luyện tập: Cân bằng phản ứng sau :

2.1.5.3.3 Phản ứng có nguyên tố tăng hoặc giảm số oxi hóa ở nhiều nấc :

b x 8Al + 30 HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

(a+8b)Al + (4a+30b) HNO3 → (a+8b) Al(NO3)3 + a NO + 3b N2O+(2a+15b) H2O

2.1.5.3.4 Phản ứng không xác định rõ môi trường :

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

2.2 Ứng dụng phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp tích cực

2.2.1 Cân băng phản ứng oxi hoá khử theo các tính nhẩm thông thường

Để giả quyết nhanh chóng các bài tập toán liên quan đến phản ứng oxi hoá -

khử, đặc biệt là các bài tập tính toán liên quan đến các phản ứng oxi hoá - khử giữa kim loại và axit, muốn nhanh chóng có được kết quả của bài toán, ta phải cân

bằng nhanh chóng các phản ứng oxi hoá - khử trong bài toán Nếu cân bằng theo kiểu thông thường, tức là phải viết riêng biệt các quá trình oxi hoá và quá trình khử rồi sau đó cân bằng (tức là phương pháp mà SGK lớp 10 đã giới thiệu) thì lâu và ảnh hưởng đến thời gian giải toán Thay vì như vậy chúng ta có thể cân bằng nhẩm các phản ứng oxi hoá - khử một cách nhanh chóng

Cơ sở của phương pháp này chính là phương pháp thăng bằng electron, muốn cân bằng nhẩm được nhanh chóng thì chắc chắn chúng ta phải cân bằng thànhthạo theo kiểu thông thường

Ví dụ:

3Cu + 8HNO0 +5 3 3Cu(NO+2 3)2 + 2NO + 4H+2 2O

3FeO + 10HNO+2 +5 33Fe(NO+3 3)3 + NO + 5H+2 2O

Đối với hai phản ứng trên thì học sinh cân bằng nhanh và học hứng thú hơn.Hạn chế của phương pháp nhẩm là học sinh thường bỏ qua số lượng nguyên tử khi chính nguyên tử đó thay đổi số oxi hoá

2.2.2.2 Nội dung qui tắc 5-4:

Bước 1: Xác định số oxi hoá khử của các nguyên tố thay đổi số oxi hoá.Bước 2: Cân bằng tạm thời và xác định lại số oxi hoá của các nguyên tố thay đổi số oxi hoá

Bước 3: Kiểm tra tăng giảm các vị trí thay đổi số oxi hoá

Bước 4:Nhân chéo hệ số tối giản

Bước 5: Kiểm tra lại lần lượt số lượng cúa các nguyên tố theo thứ tự sau:

+ Kim loại+ Phi kim

+ Hidro

+ Oxi

2.2.2.3 Các ví dụ ứng dụng qui tắc 5-4

Cân bằng các phản ứng oxi hoá - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron

Ví dụ 1.

Al + HNO0 +5 3 Al(NO+3 3)3 + N+12O + H2O

Các hệ số 3e và 8e ta đặt ở vế nào có nhiều chất hơn

Đặt hệ số 8 trước Al(NO3)3, hệ số 3 trước N2O

Al + HNO3    8Al(NO3)3 + 3N2O + H2O

Kiểm tra lại:

+ Kiểm tra nguyên tố kim loại: Kim lại ở đây là Al, sau phản ứng có 8Al, vậy trước phản ứng phải có 8Al

8Al + HNO3    8Al(NO3)3 + 3N2O + H2O

+ Kiểm tra nguyên tố phi kim Trong phản ứng này có sự tham gia của các

nguyên tố phi kim là N, H, O, tuy nhiên N lại nằm trong gốc axit (gốc NO−3 ) tức là để kiểm tra lại bước 3, H và O để kiểm tra lại ở bước 3 và 4 nên trong việc kiểm tra xem như là không có phi kim

+ Kiểm tra gốc axit là gốc NO 3

 Một kinh nghiệm mà học sinh cần chú ý là nếu 1 phản ứng có sự tham giacủa n nguyên tố thì ta chỉ cần cân bằng (n - 1) nguyên tố, nguyên tố cuối cùng sẽ tự động cân bằng (không cần kiểm tra mất thời gian).

2.2.3 Ứng dụng phản ứng oxi hoá khử trong chương trình hoá học 11.

Bài 1 Cân bằng các phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron, xác định chất

oxi hóa, chất khử quá trình oxi hóa, quá trình khử

(1) NH3 + O2    N2 + H2O

(2) NH3 + O2    NO + H2O