169 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái 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 phản ứng oxi hóa khử cần biết số chất oxi hóa số chất khử thường gặp. Chất oxi hóa sau bị khử tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng); Cũng chất khử sau bị oxi hóa tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng). Ta phải biết chất khử chất oxi hóa tương ứng viết phản ứng oxi hóa khử. I. Các chất oxi hóa thường gặp I.1. Các hợp chất mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4-, MnO42-, MnO2) +7 +6 +4 - KMnO4, K2MnO4, MnO2 môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối +2 Mn2+ Thí dụ: +7 +2 +2 +3 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Kali pemanganat Sắt (II) sunfat Thuốc tím (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 Mangan (II) sunfat +3 Sắt (III) sunfat +2 +5 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O Kali nitrit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 Kali nitrat +4 +2 +6 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O Kali sunfit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 Kali sunfat +2 +2 +3 K2MnO4 + 4FeSO4 + 4H2SO4 → MnSO4 + 2Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O Kali manganat Sắt (II) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 MnO Managan (II) sun fat -1 + +2 t0 4HCl(đ) → Sắt (III) sunfat MnCl2 + Cl2 + 2H2O © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 170 Giáo khoa hóa vô Mangan đioxit (Chất oxi hóa) Biên soạn: Võ Hồng Thái Axit clohđric (đặc) Mangan(II) clorua Khí clo (Chất khử) +4 +2 MnO2 +3 2FeSO4 + 2H2SO4 → MnSO4 + Mangan đioxit (Chất oxi hóa) +2 Sắt (II) sunfat (Chất khử) +7 + Fe2(SO4)3 + 2H2O Mangan (II) sunfat -1 +2 Sắt (III) sunfat 2KMnO4 + 10NaCl + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Cl2 + K2SO + 5Na2SO4 + 8H2O Kali pemanganat Nat ri clorua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 Mangan (II) sunfat -1 2KMnO4 Kali pemanganat (Chất oxi hóa) +2 Axit clohđric (Chất khử) +7 MnO 5Fe + 8H + Ion pemanganat Ion sắt (II) (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 5Cl2 → + 8H2O +3 2+ Mn 5Fe3+ + 4H2O + Ion mangan (II) -3 + 2KCl Khí clo +2 2+ + + Mangan (II) clorua +2 - 16HCl → 2MnCl2 + Khí clo Ion sắt (III) +2 +5 8KMnO4 + 5PH3 + 12H2SO4 → 8MnSO4 + 5H3PO4 + 4K2SO4 + 12H2O Kali pemanganat Photphin (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 Mangan (II) sunfat +2 Axit sunfuric +2 2KMnO4 + 5Zn + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5ZnSO4 + K2SO4 + 8H2O Kẽm +7 +3 +3 +2 +4 → 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O 2KMnO4 + 5HOOC-COOH + 3H2SO4 Axit oxalic (Chất khử) (Chất oxi hóa) - Khí cacbonic KMnO4 môi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit (MnO2) Thí du: +7 2KMnO4 +4 + 4K2SO3 +4 + Kali pemanganat Kali sunfit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 2KMnO4 H2O → MnO2 Man ganđioxit +2 + 3MnSO4 + 2H2O Kali pemanganat Mangan (II) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 + K2SO4 + KOH Kali sunfat +4 → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4 Mangan đioxit © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 171 Giáo khoa hóa vô +7 -1 2KMnO4 + +4 3H2O2 → 2MnO2 Hiđro peoxit (Chất oxi hóa) (Chất khử) Biên soạn: Võ Hồng Thái + 3O2 Mangan đioxit + 2KOH + 2H2O Khí oxi - KMnO4 môi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4 Thí dụ: +7 +4 2KMnO4 + +6 +4 → 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O K2SO3 + 2KOH Kali pemanganat Kali sunfit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 Kali manganat +3 +3 Kali sunfat +6 +4 → 2K2MnO4 2KMnO4 + KOOC-COOK + 2KOH Kali pemanganat (Chất oxi hóa) Kali oxalat (Chất khử) Kali manganat +7 -2 2KMnO4 +6 + 2KOH + 2KHCO3 → Kali cacbonat axit 2K2MnO4 + Kali pemanganat Kali manganat (Chất oxi hóa chất khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) O2 + H2O Oxi Ghi G.1. KMnO4 môi trường axit (thường H2SO4) có tính oxi hóa mạnh, nên dễ bị màu tím nhiều chất khử như: Fe2+; FeO; Fe3O4; SO2; SO32-; H2S; S2-; NaCl; HCl; KBr, HBr, HI; KI; Cl-; Br-; I-; NO2-; Anken; Ankin; Ankađien; Aren đồng đẳng benzen; … Thí dụ: +4 +7 +6 +2 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 Khí sunfurơ Kali pemanganat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Axit sunfuric Mangan (II) sunfat Khí sunfurơ làm màu tím dung dịch KMnO4 (dung dịch thuốc tím), SO2 đóng vai trò chất khử. Khí SO2 CO2 làm đục nước vôi (vì có tạo chất không tan CaSO3, CaCO3), CO2 không làm màu dung dịch KMnO4. G.2. Để làm môi trường axit (H+) cho chất oxi hóa người ta thường dùng H2SO4 hay H3PO4 mà không dùng axit HCl, HBr, HI axit cung cấp H+, chúng đóng vai trò chất khử (Cl-, Br-, I-). © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 172 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái G.3. KMnO4 đóng vai trò chất oxi hóa môi trường axit (H+), bazơ (OH-) trung tính (H2O). Còn K2MnO4, MnO2 đóng vai trò chất oxi hóa môi trường axit. G.4. Người ta dùng KMnO4 dung dịch KOH đậm đặc để rửa dụng cụ thủy tinh. II.2. Hợp chất crom: K2Cr2O7; K2CrO4 (Cr2O72-; CrO42-) K2Cr2O7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K2CrO4 (Kali cromat) môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr3+) Thí dụ: +6 +2 +3 +3 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 Kali đicromat Sắt (II) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 Crom (III) sunfat +4 Sắt (III) sunfat +3 +6 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 Kali đicromat (Chất oxi hóa) Kali sunfit (Chất khử) +6 K2Cr2O7 -1 +3 Kali iođua (Chất khử) +6 Crom (III) sunfat -2 + Kali đicromat (Chất oxi hóa) +3 -1 +3 K2Cr2O7 + 14HBr → +6 -1 Kali đicromat Axit clohiđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) 2CrBr3 + +3 + 2KBr Brom + 3Cl2 Crom (III) clorua Kali bromua + 2KCl Clo +3 + + 7H2O + 7H2O Kali clorua +4 14HCl → 2CrCl3 + 3SnCl4 + 2KCl + 7H2O Kali đicromat Thiếc (II) clorua Axit clohiđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) -1 3Br2 2CrCl3 +2 3SnCl2 + K2SO4 + 7H2O Lưu huỳnh Crom (III) bromua K2Cr2O7 + 14HCl → K2Cr2O7 + Crom (III) sunfat Kali đicromat Axit bromhđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 Iot 3H2S + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3S Hiđ ro sun fua (Chất khử) +6 +6 Kali sunfat → Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O + 6KI + 7H2SO4 Kali đicromat (Chất oxi hóa) K2Cr2O7 Crom (III) sunfat Crom (III) clorua Thiếc (IV) clorua +3 +1 K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3CH3CHO + K2SO4 + 7H2O Kali đicromat (Chất oxi hóa) Rượu etylic (Chất khử) Crom (III) sunfat Anđehit axetic © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 173 Giáo khoa hóa vô +6 +4 Biên soạn: Võ Hồng Thái +3 +6 K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 Kali đicromat (Chất oxi hóa) Khí sunfurơ (Chất khử) + K2SO4 + H2O Crom (III) sunfat Kali sunfat Ghi G.1. Trong phản ứng trên, màu đỏ da cam dung dịch K2Cr2O7 trở thành màu tím ion Cr3+ nước. Do hóa phân tích, K2Cr2O7 môi trường axit thường dùng làm chất oxi hóa để chuẩn độ chất khử (Căn màu vừa đủ dung dịch K2Cr2O7 biết lượng K2Cr2O7 phản ứng vừa đủ từ biết nồng độ dung dịch chất khử cần xác định) G.2. Người ta thường dùng hỗn hợp gồm hai thể tích dung dịch axit sunfuric đậm đặc (H2SO4) dung dịch bão hòa kali đicromat (K2Cr2O7), gọi hỗn hợp sunfocromic hay hỗn hợp cromic, để súc chai lọ thủy tinh. Dung dịch tẩy mỡ, chất hữu bám vào thành thủy tinh, nhờ tính oxi hóa mạnh dung dịch này. G.3. Trong môi trường trung tính, muối cromat (CrO42-) thường bị khử tạo crom (III) hiđroxit (Cr(OH)3) Thí dụ: +6 2KCrO4 -2 +3 + 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH Kali cromat (Chất oxi hóa) Amoni sunfua (Chất khử) Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh G.4. Người ta dùng CrO3 (Crom (VI) oxit, Anhiđrit cromic, chất rắn có màu đỏ thẫm) dụng cụ thử độ cồn tài xế. CrO3 oxi hóa rượu etylic (CH3CH2OH) tạo anđehit axetic (CH3CHO), CrO3 bị khử tạo crom (III) oxit (Cr2O3, chất rắn có màu xanh thẫm). Căn vào mức độ đổi màu hay không đổi màu CrO3 mà cảnh sát giao thông biết người lái xe uống rượu nhiều, hay không uống rượu. +6 2CrO3 -1 + 3CH3CH2OH Anhiđrit cromic (Đỏ thẫm) (Chất oxi hóa) Etanol +3 +1 → Cr2O3 + 3CH3CHO + 3H2O Crom (III) oxit (Xanh thẫm) Eta nal (Chất khử) G.4. Giữa đicromat (Cr2O72-, màu đỏ da cam) cromat (CrO42-, có màu vàng tươi) dung dịch (nước, H2O) có cân thủy phân sau: Cr2O72- + H2O Đicromat (màu đỏ da cam) 2CrO42- + 2H+ Cromat (màu vàng) © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 174 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái Do cho a xit (H+, HCl) vào dung dịch cromat (CrO42-, K2CrO4) thấy dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam. Nguyên nhân thêm axit vào nồng độ ion H+ tăng lên, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân Le Châtelier, cân dịch chuyển theo chiều làm hạ nồng độ ion H+ xuống, tức theo chiều ion H+ kết hợp ion cromat để tạo ion đicromat ta thấy dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam. Còn thêm bazơ (OH-, NaOH) vào dung dịch đicromat (Cr2O72-, K2Cr2O7) thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam màu vàng. Nguyên nhân thêm OH- vào ion OH- kết hợp ion H+ (tạo chất không điện ly H2O) khiến cho nồng độ ion H+ dung dịch giảm, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng, cân dịch chuyển theo chiều chống lại giảm ion H+, tức chiều tạo ion H+, chiều tạo cromat, ta thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam màu vàng tươi. 2K2CrO4 → + 2HCl K2Cr2O7 + 2NaOH → K2CrO4 + Na2CrO4 + H2O (Màu đỏ da cam) K2Cr2O7 (Màu vàng tươi) (Màu đỏ da cam) + 2KCl + H2O Natri cromat (Màu vàng tươi) → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O 2Na2CrO4 + H2SO4 Natri cromat Natri đicromat → Na2CrO4 + K2CrO4 + H2O Na2Cr2O7 + 2KOH G.5. Khi cho dung dịch muối bari (Ba2+, BaCl2, Ba(NO3)2) vào dung dịch cromat (CrO42-) hay dung dịch đicromat (Cr2O72-) thu kết tủa màu vàng bari cromat (BaCrO4). Không thu bari đicromat (BaCr2O7) chất tan nước. Và có tạo kết tủa BaCrO4, nên nồng độ CrO42- giảm, nên cân dịch chuyển từ Cr2O72- thành CrO42- (nếu cho Ba2+ vào Cr2O72-, coi cân đicromat cromat ghi trên). → BaCrO4 BaCl2 + K2CrO4 Bari clorua Kali cromat Bari cromat + 2KCl Kali clorua → BaCrO4 BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O Bari clorua Kali đicromat + K2CrO4 + 2HCl Bari cromat → BaCrO4 Ba(NO3)2 + Na2Cr2O7 + H2O Bari nitrat Natri đicromat Bari cromat Kali cromat Axit clohiđric + Na2CrO4 + 2HNO3 Natri cromat Axit nitric I.3. Axit nitric (HNO3), muối nitrat môi trường axit (NO3-/H+) +5 +4 - HNO3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO2. Các chất khử thường bị HNO3 oxi hóa là: kim loại, oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe3O4), số phi kim (C, S, P), số hợp chất phi kim có số oxi hóa thấp © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 175 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái hay trung gian (H2S, SO2, SO32-, HI), số hợp chất kim loại kim loại có số oxi hóa trung gian (Fe2+, Fe(OH)2 Thí dụ: +5 +3 +4 → Fe(NO3)3 + 6HNO3 (đ, nóng) Fe + 3NO2 + 3H2O Sắt Axit ntric Sắt (III) nitrat Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí có mùi hắc, màu nâu) Trong phân tử HNO3 có phân tử chất oxi hóa, phân tử tạo môi trường axit, tạo muối nitrat. +2 +5 +3 +4 FeO + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O Sắt (II) oxit +8/3 +5 +3 +4 Fe3O4 + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO3 chất o xi hóa, phân tử tham gia trao đổi) +2 +5 +3 +4 → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O Fe(OH)2 + 4HNO3(đ) Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO3 chất oxi hóa, phân tử trao đổi, tạo môi trường axit) +5 C + +4 4HNO3(đ) t0 → +4 CO2 + 4NO2 + 2H2O Cacbon Khí cacbonic Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Cho giọt dd HNO3 đậm đặc vào than nung nóng, than bùng cháy) S +5 + 6HNO3(đ) +6 t0 → H2SO4 +4 + 6NO2 + 2H2O Lưu huỳnh Axit nitric Axit sunfuric Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Cho bột lưu huỳnh vào dd HNO3 đậm đặc đun nhẹ, thấy bột lưu huỳnh tan nhanh có khí màu nâu đỏ bay ra) P +5 + Photpho (Chất khử) Ag 5HNO3(đ) +5 → H3PO4 + 5NO2 + H 2O Axit photphoric (Chất oxi hóa) +5 + +4 t0 2HNO3(đ) Bạc (Chất khử) (Chất oxi hóa) +1 → +4 AgNO3 + NO2 + H2O Bạc nitrat © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 176 Giáo khoa hóa vô +5 Cu + +2 4HNO3(đ) Đồng (Chất khử) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O + 2H2O (Chất oxi hóa) +5 + +2 4HNO3(đ) → Chì (Chất khử) (Chất oxi hóa) Al 6HNO3(đ, nóng) +4 Pb(NO3)2 + 2NO2 Chì (II) nitrat + → +5 - +4 Đồng (II) nitrat Pb Biên soạn: Võ Hồng Thái Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O +2 HNO3 loãng thường bị khử thành NO (khí nitơ oxit). Các chất khử thường gặp là: kim loại, oxit kim loại hay hợp chất kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2+), số phi kim (S, C, P), số hợp chất phi kim phi kim có số oxi hoá thấp có số oxi hóa trung gian (NO2-, SO32-). Thí dụ: +5 Fe + Bột sắt (Chất khử) +3 → 4HNO3(l) Fe(NO3)3 Axit nitric (loãng) (Chất oxi hóa) +2 + +2 → → +2 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Sắt (III) nitrat +5 3Fe3O4 + 28HNO3(l) +3 → +2 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (Chất oxi hóa) +5 + +3 4HNO3(l) Crom (Chất khử) → +2 Cr(NO3)3 + NO + 2H2O Crom (III) nitrat (Chất oxi hóa) Đồng (Chất khử) 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O +3 Sắt (II) oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) 3Cu +2 (Chất oxi hóa) 3FeO + 10HNO3(l) Sắt từ oxit (Chất khử) + 2H2O Sắt (III) nitrat +5 +8/3 NO +3 10HNO3(l) Sắt (II) hiđroxit (Chất khử) + Sắt (III) nitrat Nitơ oxit (Khí không có, không màu) +5 3Fe(OH)2 Cr +2 +5 + 8HNO3(l) +2 → 3Cu(NO3)2 Đồng (II) nitrat +2 + 2NO + 4H2O (Chất oxi hóa) © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 177 Giáo khoa hóa vô +5 3Ag + Bạc (Chất khử) +1 → 4HNO3(l) 3AgNO3 + NO + Thủy ngân (Chất khử) +2 → 8HNO3(l) +2 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O Thủy ngân (II) nitrat (Chất oxi hóa) +5 + Lưu huỳnh +6 → 2HNO3(l) +2 H2SO4 Axit nitric (loãng) + 2NO Axit sunfuric Nitơ oxit +5 3P + 2H2O (Chất oxi hóa) +5 S +2 Bạc nitrat 3Hg Biên soạn: Võ Hồng Thái + Photpho (Chất khử) +5 5HNO3(l) + → 2H2O +2 3H3PO4 Axit nitric (loãng) (Chất oxi hóa) + 5NO Axit photphoric - Muối nitrat môi trường axit (NO3-/H+) giống HNO3 loãng, nên oxi hóa kim loại tạo muối, NO3- bị khử tạo khí NO, đồng thời có tạo nước (H2O) Thí dụ: +5 3Cu + +2 2NO3- + 8H+ Đồng Muối nitrat môi trường axit (Chất khử) (Chất oxi hóa) → +2 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Muối đồng (II) (Dung dịch có màu xanh lam) Khí NO không màu thoát kết hợp với O2 (của không khí) tạo khí NO2 có màu nâu đỏ +5 3Cu +2 +2 → 3CuCl2 + 2NaNO3 + 8HCl +5 +2 3Cu + Cu(NO3)2 + 8HCl → Chất khử + 2NO + 2NaCl 4CuCl2 + 4H2O +2 + 2NO + 4H2O Chất oxi hóa Ghi G.1. Ba kim loại sắt (Fe), nhôm (Al) crom (Cr) không bị hòa tan dung dịch axit nitric đậm đặc nguội (HNO3 đ, nguội) dung dịch axit sunfuric đậm đặc nguội (H2SO4 đ, nguội) (bị thụ động hóa, bị trơ). Fe, Al, Cr Fe, Al, Cr HNO3(đ, nguội) H2SO4(đ, nguội) © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 178 Giáo khoa hóa vô G.2. Biên soạn: Võ Hồng Thái Để nhận biết muối nitrat, người ta cho vài giọt dung dịch axit thông thường (như H2SO4 loãng, HCl) vào, sau cho miếng kim loại đồng vào, thấy tạo dung dịch màu xanh lam có khí màu nâu bay chứng tỏ dung dịch lúc đầu có chứa muối nitrat ((NO3-). G.3. Các kim loại mạnh magie (Mg), nhôm (Al), kẽm (Zn) khử +5 +4 +2 +1 -3 HNO3 tạo NO2, NO, mà tạo N2O, N2, NH4NO3. Dung dịch HNO3 loãng bị khử tạo hợp chất N hay đơn chất N có số oxi hóa thấp. Thí dụ: Al + HNO3(đ, nguội) Al + 6HNO3(đ, nóng) Al + 4HNO3(l) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Al(NO3)3 + NO + 8Al + 30HNO3(khá loãng) → 8Al(NO3)3 10Al + 36HNO3(rất loãng) → 10Al(NO3)3 30HNO3(quá loãng) → 8Al(NO3)3 8Al + G.4. → 2H2O + 3N2O + 15H2O + 3N2 + 18H2O + 3NH4NO3 + 9H2O Dung dịch HNO3 loãng lạnh có tác dụng axit thông thường (tác nhân oxi hóa ion H+) Thí dụ: Al + 3HNO3(rất loãng) lạnh Fe + lạnh 2HNO3(rất loãng) Al(NO3)3 + H2 Fe(NO3)2 + H2 G.5. Một kim loại tác dụng dung dịch HNO3 tạo khí khác nhau, tổng quát khí ứng với phản ứng riêng. Chỉ biết tỉ lệ số mol khí viết chung khí phản ứng với tỉ lệ số mol khí tương ứng. Bài tập 80 Cho m gam bột kim loại kẽm hòa tan hết dung dịch HNO3, thu 13,44 lít hỗn hợp ba khí NO2, NO N2O. Dẫn lượng khí qua dung dịch xút dư, có 11,2 lít hỗn hợp khí thoát ra. Cho lượng khí trộn với không khí dư (coi không khí gồm oxi nitơ) để phản ứng xảy hoàn toàn, sau cho hấp thụ lượng khí màu nâu thu vào dung dịch KOH dư, thu dung dịch D. Dung dịch D làm màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0,4M môi trường H2SO4 có dư. Thể tích khí đo đktc. Các phản ứng xảy hoàn toàn. © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 190 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái Thí dụ: → 2KCl(dd) + Br2 Cl2 + 2KBr(dd) -1 Cl2 Chất oxi hóa -1 2Br- (dd) + Chất khử Chất khử Phản ứng xảy do: -1 → + 2KI Brom Kali iođua (Chất oxi hóa) (Chất khử ) + + F2 Flo (Fluor) Cl2 + 3F2 - Iot (Chất oxi hóa) 2NaF + Natri florua → 2NaI I2 Br2 + KF → 2NaCl + H2S + Tính oxi hóa: Br2 > I2 Tính khử: I- > Br- Natri clorua Br2 + 2HI I2 2KBr → NaCl Chất oxi hóa Kali bromua (Chất khử) Phản ứng xảy do: I2 + Br2 Tính oxi hóa: Cl2 > Br2 Tính khử: Br- > Cl- -1 Br2 2Cl- (dd) → → → 2NaCl → Cl2 Clo + I2 2HBr + I2 2HI + S +2 +3 + 2FeCl2(khan) → 2FeF3 + 2Cl2 Halogen X2 oxi hóa hầu hết kim loại để tạo muối halogenua X-. Riêng F2 (flo) có tính oxi hóa mạnh nhất, phản ứng với tất kim loại (kể vàng bạch kim) để tạo muối florua. F2, Cl2, Br2 tác dụng Fe tạo muối sắt (III), riêng I2 tạo muối sắt (II) (Vì Fe3+ oxi hóa I- tạo I2) Thí dụ: 2Na + Cl2 → 2NaCl Natri nóng chảy cháy bình khí clo cho lửa sáng chói, tạo natri clorua. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Sắt (III) clorua © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 191 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái Bột sắt nóng cháy bình khí clo tạo thành khói màu nâu, hạt nhỏ sắt (III) clorua. Fe + F2 Fe + Br2 Fe → → → + I2 Sắt (III) florua FeBr3 Sắt (III) bromua FeI2 → Cu + Cl2 FeF3 Sắt (II) iođua CuCl2 Nung sợi dây đồng nóng đỏ cho vào bình khí clo, sợi dây đồng cháy sáng, tạo đồng (II) clorua. 2Al → + 3Br2 → 2Al + 3I2 2AlBr3 2AlI3 - Cl2, Br2 oxi hóa dung dịch muối sắt (II) tạo muối sắt (III). Cl2 oxi hóa H2S tạo H2SO4. Br2, I2 o xi hoá H2S tạo S. +2 2FeCl2 + +3 -1 → Cl2 Sắt (II) clorua Clo (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 2FeCl3 Sắt (III) clo rua FeCl2 + +3 Br2 → 2FeBr3 -2 4Cl2 + -1 H 2S + 4H2O → Clo Hiđro sunfua (Chất oxi hóa) (Chất khử) Br2 + 2FeBr3 +3 -1 → 2FeBr2 + Br2 FeCl3 + → 4FeCl3 6FeCl2 + 3Br2 +2 +3 -1 + H2S FeBr3 8HCl Axit clohiđric → 2HBr +6 + H2SO4 Axit sunfuric + S Nếu cho dung dịch H2S (axit sunfuahiđric) vào nước brom, thí thấy brom màu đỏ nâu dung dịch đục (do có tạo kết tủa S) I2 + H2S → 2HI + S © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 192 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái - X2 oxi hóa SO2 dung dịch tạo H2SO4 +4 Cl2 + -1 SO2 → + 2H2O Clo Khí sunfurơ (Chất oxi hóa) (Chất khử) 2HCl + + H2SO4 Axit clohiđric +4 Br2 +6 Axit sunfuric -1 SO2 → + 2H2O +6 2HBr + H2SO4 Brom Khí sunfurơ Axit bromhiđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) Khí SO2 làm màu đỏ nâu nước brom +4 I2 + -1 SO2 → + 2H2O 2HI +6 + Iot Khí sunfurơ Axit iothiđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) Khí SO2 làm màu vàng dung dịch iot. - Axit sunfuric H2SO4 Axit sunfuric Cho luồng khí flo (fluor, F2) qua nước nóng nước bốc cháy tạo khí oxi -2 2F2 + -1 t0 → 2H2O Khí flo Hơi nước (Chất oxi hóa) (Chất khử) 4HF Hiđro florua + O2 Khí oxi Nước dập tắt lửa đám cháy, nước bốc cháy khí flo, giải phóng khí oxi. Do cho F2 tác dụng với dung dịch NaCl không thu khí clo (Cl2) mà có phản ứng khí F2 với dung môi nước (H2O) dung dịch tạo khí O2. - X2 oxi hóa phi kim như: H2, S, P F2 + Cl2 + H2 H2 → 2HF as → (Phản ứng nổ mạnh bóng tối nhiệt độ thấp, -2000C) 2HCl (Ở nhiệt độ thường bóng tối, phản úng xảy chậm. Nhưng đun nóng hay chiếu sáng mạnh phản ứng xảy kèm theo tiếng nổ mạnh) Br2 + H2 t → I2 + H t0 cao 2S + Cl2 → 2HBr 2HI (Phản ứng xảy đun nóng) (Phản ứng xảy đun nóng nhiệt độ cao phản ứng thuận nghịch) S2Cl2 © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 193 Giáo khoa hóa vô P + Cl2 → PCl3 P + Cl2 → PCl5 Br2 P + t → 2P + 3I2 - → Biên soạn: Võ Hồng Thái PBr3 2PI3 KClO3, NaClO, KBrO3, KIO3 oxi hóa chất khử như: C, S, P, Fe2+, S2- , SO32-, NH3. Còn chất oxi hóa bị khử tạo Cl-, Br-, I- Thí dụ: +5 –1 t0 → 2KClO3 + 3C Kali clo rat Cacbon (Chất oxi hóa) (Chất khử) +5 -1 KClO3 + +5 -1 → 6HBr +1 3NaClO Natri hipoclorit (Chất oxi hóa) + 2NH3 NaClO +1 + Brom + 3I2 Kali bromua -1 → 3NaCl -1 -1 → + 3H2O Iot + Amoniac (Chất khử) + H2O2 3Br2 + 3H2O KBr -3 +1 Natri hipoclorit (Chất oxi hóa) KCl -1 → Kali bromat Axit iothiđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) Kali clorua -1 + 6HI + 3CO2 KCl + 3Cl2 + 3H2O Kali clorat Axit bromhiđric (Chất oxi hóa) (Chất khử) KBrO3 6KCl Kali clo rua Khí cacbonic → KClO3 + 6HCl +4 N2 + 3H2O NaCl + O + H2O Hiđropeoxit (Chất khử) -1 NaClO + 2KI -1 + H2O → NaCl + I2 + 2KOH © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 194 Giáo khoa hóa vô +5 Biên soạn: Võ Hồng Thái -1 -1 NaClO3 + 6KI + 3H2SO4 → NaCl Natri clorat Kali iođua (Chất oxi hóa) (Chất khử) + 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O Natri clorua Iot Lưu ý L.1. Khi cho khí clo vào dung dịch xút, có phản ứng: -1 Cl2 + → 2NaOH +1 NaCl + NaClO + Clo Natri clorua Natri hipoclorit (Chất oxi hóa, Chất khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) H2O Sở dĩ có phản ứng do: Cl2 + H2O → HCl + Axit clohiđric HClO Axit hipoclorit → NaCl + H2O HCl + NaOH → NaClO + H2O HClO + NaOH L.2. Dung dịch hỗn hợp muối NaCl - NaClO (hay KCl - KClO) gọi nước Javel. Nước Javel có tính oxi hóa mạnh (do có ion hipoclorit, ClO-), dùng để tẩy trắng sợi bông, vải giấy. Nước Javel không để lâu. Trong nhà máy dệt, nhà máy giấy, nước Javel điều chế cách điện phân dung dịch NaCl loãng (15 – 20%) bình điện phân vách ngăn với catod sắt anod than chì (cacbon graphit). L.3. Khi cho khí clo tác dụng dung dịch kiềm đun nóng 1000C thu muối clorat. 3Cl2 -1 + 6NaOH Clo (Chất oxi hóa, Chất khử) 100 C → 5NaCl + NaClO3 Natri clorua (Phản ứng tự oxi hóa khử) 3Cl2 +5 -1 + 6KOH Clo (Chất oxi hóa, Chất khử) 100 C → 5KCl + 3H2O Natri clorat +5 + KClO3 Kali clorua (Phản ứng tự oxi hóa khử) + 3H2O Kali clorat Kali clorat dễ bị nhiệt phân tạo kali clorua khí oxi (khi đun nóng có MnO2 làm xúc tác). Do KClO3 dùng điều chế khí O2 phòng thí nghiệm. Với chất dễ bị cháy (đễ bị khử) lưu huỳnh (S), cacbon (than, C), photpho (P), bột nhôm (Al), đường (C12H22O11) tạo hỗn hợp nổ với KClO3 va chạm (quẹt, đập). Vì thế, KClO3 dùng làm thuốc pháo, thuốc đầu que diêm. Trong đầu diêm quẹt có chứa 50% khối lượng KClO3. © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 195 Giáo khoa hóa vô ,t MnO → KClO3 Biên soạn: Võ Hồng Thái O2 KCl + Trong công nghiệp, KClO3 điều chế cách cho khí clo qua nước vôi đun nóng lấy dung dịch nóng trộn với KCl để nguội KClO3 kết tinh (vì KClO3 tan CaCl2). Kali clorat điều chế cách điện phân dung dịch KCl 25% nhiệt độ 70 – 750C. 6Cl2 t → + 6Ca(OH)2 Ca(ClO3)2 + + 6H2O Kali clorat + 2H2O 6KOH + 5CaCl2 → 2KClO3 + CaCl2 2KCl Canxi hipoclorit 2KCl Ca(ClO3)2 + 3Cl2 đp, không vách ngăn, 750C, anod trơ t0 → 5KCl + H2 + 2KOH + Cl2 Catot Anot KClO3 + 3H2O (ít tan KCl) L.4. Clorua vôi (CaOCl2) chất bột màu trắng, xốp, có mùi xốc, bốc mùi khí clo. Clorua vôi coi muối canxi hỗn tạp axit clohiđric (HCl) axit hipoclorơ (HClO). Clorua vôi có tính oxi hóa mạnh, dùng để tẩy trắng vải, giấy để tẩy uế hố rác, cống rãnh, ổ gây dịch bệnh. Do có khả tác dụng với chất hữu cơ, nên clorua vôi dùng để hóa giải chất độc chiến tranh hóa học. Clorua vôi dùng trình tinh chế dầu mỏ. Clorua vôi tạo cho khí clo tác dụng với vôi sữa (huyền phù đặc Ca(OH)2 nước) theo phản ứng: Cl → Ca Cl2 + Ca(OH)2 + H 2O O Cl Khi cho clorua vôi tác dụng với axit clohiđric có tạo khí clo: -1 +1 CaOCl2 + 2HCl → Cl2 + CaCl2 + H2O Dưới tác dụng ánh sáng đun nóng dung dịch clorua vôi, có mặt đồng oxit sắt oxit làm xúc tác, có phân hủy clorua vôi tạo khí oxi canxi clorua. -2 +1 2CaOCl2 -1 ás (t ) CuO (Fe2O3) CaCl2 + O2 Có thể dùng hai phản ứng để điều chế khí clo oxi phòng thí nghiệm. © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 196 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái Khi để không khí, clorua vôi tác dụng với khí cacbonic có không khí giải phóng khí điclo oxit (Cl2O). Khí Cl2O có mùi giống khí clo (Cl2). Điều giải thích nguyên nhân clorua vôi có mùi khí clo. 2CaOCl2 → + CO2 CaCl2 + CaCO3 + Cl2O Trong công nghiệp, người ta điều chế clorua vôi cách cho khí clo tác dụng với vôi khô. Clorua vôi rẻ tiền hơn, chứa hàm lượng hipoclorit cao hơn, dễ bảo quản chuyên chở so với nước Javel. + Cl2 → Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O L.5. Khi hòa tan khí clo (Cl2) nước, có phần clo tác dụng với nước, tạo hỗn hợp axit clohiđric (HCl) axit hipoclorơ (HClO) -1 Cl2 + H 2O +1 HCl + HClO Clo Axit clohiđric Axit hipoclorơ (Chất oxi hóa, Chất khử; Chất tự oxi hóa tự khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) Phản ứng Cl2 giải thích làm đổi màu giấy quì xanh ướt hóa đỏ khí clo, giấy quì bị màu. Nguyên nhân axit HCl làm đỏ giấy quì xanh, axit HClO lại làm màu giấy quì (do tính oxi hóa mạnh HClO). Đây tượng đặc trưng để nhận biết khí clo (Cl2). Axit hipoclorơ tồn dung dịch, bền, dung dịch loãng HClO, có phân hủy tạo khí oxi axit HCl. Sự phân hủy xảy nhanh tác dụng ánh sáng mặt trời. Vì nước clo để sau thời gian màu vàng nhạt chứa a xit clohiđric (HCl). 2HClO as → Axit hipoclorơ 2HCl + Axit clohiđric O2 Oxi L.6. Iot (I2) tác dụng dễ dàng với dung dịch Na2S2O3 (Natri tiosunfat, Natri hiposunfit) tạo muối NaI Na2S4O6 (Natri tetrationat). Dung dịch Na2S2O3 làm màu vàng dung dịch iot. Người ta thường dùng phản ứng để định phân dung dịch Na2S2O3 dung dịch I2 (nhằm xác định nồng độ dung dịch Na2S2O3 biết nồng độ dung dịch I2 ngược lại). Sau phản ứng vừa đủ, giọt dư dung dịch I2 làm cho dung dịch phản ứng có màu vàng nhạt (Hoặc lượng dung dịch I2 có dư làm cho dung dịch hồ tinh bột loãng có màu xanh dương, cho vào dung dịch phản ứng trước đó). Nhờ tượng đặc trưng mà người ta biết phản ứng xong (giọt dư dung dịch I2 coi sai số định phân, hay phép chuẩn độ thể tích). +2 2Na2S2O3 + I2 +2,5 → Natri hiposunfit Iot (Chất khử) (Chất oxi hóa) Na2S4O6 Natri tetrationat -1 + 2NaI Natri iođua © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 197 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái I.8. Ozon (O3) [Thù hình tượng nguyên tố hóa học diện dạng đơn chất khác nhau. Thí dụ: O2 (oxi), O3 (ozon) hai chất thù hình nguyên tố oxi; Cacbon graphit (than chì), Cacbon kim cương), Cacbon vô định hình (mồ hóng, lọ nghẹ) ba chất thù hình nguyên tố cacbon; Photpho trắng (P4), Photpho đỏ (photpho tím), Photpho đen ba chất thù hình nguyên tố photpho] Ozon (O3) chất thù hình với oxi (O2). Ozon diện dạng khí điều kiện thường, có màu xanh da trời nhạt, có mùi xốc. Ozon có tính oxi hóa mạnh oxi, phá hủy chất hữu cơ, oxi hoá nhiều kim loại, có bạc. Ozon có tính oxi hóa mạnh không bền, dễ bị phân hủy tạo thành oxi nguyên tử (O) [O nguyên tử có tính oxi hóa mạnh oxi phân tử, O2, không cần cung cấp lượng để cắt đứt liên kết đôi O với O, O=O, phân tử O2]: → O2 O3 + O Ozon Oxi Oxi nguyên tử - Ozon đẩy iot (iod) khỏi dung dịch kali iođua (iodur kalium) (O2 tính chất này). Do dung dịch KI dùng để nhận biết ozon (Nếu ozon cho tác dụng với dung dịch KI thu I2, làm cho dung dịch có màu vàng, hay I2 tạo làm xanh hồ tinh bột). Hay giấy tẩm dung dịch KI hồ tinh bột (giấy iođua tinh bột) chuyển sang màu xanh có diện ozon không khí. KI + O2 -1 2KI Kali iođua (Chất khử) - H 2O → + + O3 → + H 2O Ozon (Chất oxi hóa) -2 I2 + Iot O2 + KOH Oxi Ozon oxi hóa kim loại bạc (Ag), thủy ngân (Hg). Trong oxi (O2) không tác dụng vớI kim loại bạc. Ag + O2 2Ag + → +1 → O3 -2 Ag2O + O2 - Ozon oxi hóa muối sunfua thành muối sunfat, oxi hóa amoniac thành nitrit, nitrat -2 PbS + O3 Chì (II) sunfua +6 -2 → PbSO4 + Chì (II) sunfat O2 © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 198 Giáo khoa hóa vô Biên soạn: Võ Hồng Thái Do có tính oxi hóa mạnh nên ozon diệt vi khuẩn ozon dùng để diệt trùng nước khử trùng không khí. Một lượng nhỏ ozon không khí làm cho không khí lành, có ảnh hưởng tốt đến thể người, không khí chứa nhiều ozon gây ngộ độc. Trong tự nhiên, ozon tạo thành từ oxi có sấm sét. Ở độ cao 10 – 30 km, ozon tạo thành tác dụng tia tử ngoại mặt trời. Nhờ vậy, tia tử ngoại mặt trời có hại cho sống bị ngăn chặng lại. Những năm gần đây, người ta phát lỗ thủng tầng ozon. Đây nguy nghiên cứu để khắc phục. I.9. Hiđro peoxit (H2O2) - H2O2 có tính oxi hóa mạnh môi trường axit lẫn môi trường kiềm. H2O2 oxi hóa I- thành I2, KNO2 thành KNO3, sunfua thành sunfat. H2O2 bị khử tạo H2O. -1 -1 H2O2 + H2SO4 + (Chất oxi hóa) -2 4H2O2 + Hiđro peoxit (Chất oxi hóa) - PbS 4H2O Nước -1 + Kali nit rit (Chất khử) 2H2O + I2 -2 → Chì (II) sunfua (Chất khử) +3 + K2SO4 (Chất khử) -1 KNO2 → 2KI -2 +5 H2O2 + PbSO4 Chì (II) sunfat -2 → KNO3 + Hiđro peoxit (Chất oxi hóa) +6 Kali nitrat H2O Nước H2O2 tinh khiết tương đối bền, dễ bị phân tích tạo O2 H2O có lẫn tạp chất kim loại nặng hay hợp chất kim loại này, đun nóng hay bị chiếu sáng. Do để bảo quản H2O2, người ta để chất chai thủy tinh sậm màu để nơi tối râm mát. Người ta thấy O2 tạo từ phân tử H2O2 H2O. Do liên kết O – O H2O2 không bị đứt mà anion [O - O]2- điện tử. Tất ứng dụng thực tế H2O2 dựa vào tính không bền tính oxi hóa mạnh nó. Dung dịch H2O2 3% dùng sát trùng y học, súc miệng, rửa vết thương. H2O2 dùng làm chất tẩy trắng vải, len, lụa, bông, rơm rạ, giấy, mây tre,…Ưu điểm chất tẩy H2O2 dùng dung dịch thích hợp, nồng độ không lớn, làm trắng chất có màu không làm hư hỏng vật tẩy. Các chất dễ cháy giấy, mạt cưa,… bốc cháy tiếp xúc dung dịch H2O2 có nồng độ lớn 65%. Dung dịch H2O2 đậm đặc (lớn 80%) dùng làm chất oxi hóa nhiên liệu cho động phản lực. Do tính dễ bị phân hủy nó, H2O2 dùng làm chất tạo bọt cho ngành sản xuất vật liệu xốp. H2O2 t ) as ( → Hiđro peoxit O2 Oxi + H 2O Nước © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 199 Giáo khoa hóa vô - Biên soạn: Võ Hồng Thái Peoxit (-O-O-) coi muối “axit” H2O2. Do cho H2O2 tác dụng với dung dịch kiềm mạnh (như NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) tạo peoxit kim loại tương ứng nước; Còn cho peoxit kim loại tác dụng với axit hiđro peoxit bị đẩy khỏi peoxit kim loại. (Axit mạnh đẩy axit yếu khỏi muối. H2O2 có tính axit mạnh nước, yếu nhiều so với axit thông thường khác) H2O2 + BaO2 + + → H2SO4 + Kali peoxit 2H2O H 2O 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 kim loại có số oxi hóa thấp hơn. Các chất khử thường dùng để khử oxit kim loại nhiệt độ cao Al, H2, CO, C. Tuy nhiên bốn chất khử khử oxit kim loại kim loại đứng sau nhôm dãy điện hóa. Các oxit kim loại Al, Mg, kim loại kiềm, kiềm thổ, bị khử tạo kim loại tương ứng catot bình điện phân điện phân nóng chảy 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 Fe2O3 + (Chất oxi hóa) CuO + (Chất oxi hóa) +1 + + Al2O3 → H2 +1 Cu + H2O (Chất khử) t0 → CO 2Ag +4 + CO2 (Chất khử) +2 ZnO 2Fe t0 +2 (Chất oxi hóa) (Chất oxi hóa) → 2Al +3 (Chất khử) +2 Ag2O t0 + C t0 → Zn +2 + CO (Chất khử) © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 200 Giáo khoa hóa vô +3 +2 3Fe2O3 + Sắt (III) oxit (Chất oxi hóa) +8/3 t0 → CO +8/3 + → CO FeO + +4 3FeO t0 → CO +4 Fe + + + Al2O3 + → C CaO + H2 Na2O + C Pb Chì + CO Cacbon oxit t → H2 + CO +2 t → Al K 2O Al2O3 CO2 1400 C Chì (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 t → t → t → Dpnc → Nhôm oxit 2Al Nhôm (Catot) + 3/2O2 Oxi (Anot) I.11. Một số phi kim (Không kim loại) (như halogen X2, O2, S, N2, P, C, Si, H2) Các phi kim oxi hóa kim loại tạo oxit kim loại hay muối kim loại tương ứng. Còn phi kim bị khử tạo thành hợp chất phi kim (oxit hay muối) phi kim có số oxi hóa âm. - Thí dụ: Fe + Sắt (Chất khử) 3/2Cl2 Clo (Chất oxi hóa) +3 -1 t0 → FeCl3 Sắt (III) clorua © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 201 Giáo khoa hóa vô Fe + Sắt (Chất khử) +2 –2 t0 → S Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) +8/3 -2 t0 → + 2O2 Sắt (Chất khử) FeS Sắt (II) sunfua 3Fe Biên soạn: Võ Hồng Thái Fe3O4 Oxi (Chất oxi hóa) Sắt từ oxit Nhôm tự bốc cháy tiếp xúc với halogen X2, mức độ mãnh liệt phản ứng giảmdần từ F2 đến I2. Al + → 3/2Cl2 Nhôm 2Al + 3/2O2 2Al + 3S Nhôm Nhôm clorua t → Al2O3 t → Lưu huỳnh Al2S3 Nhôm sunfua t → CuO Cu + 1/2O2 Cu + Au + 3/2Cl2 t → Ag + 1/2Cl2 t → Bạc Clo Vàng AlCl3 Clo t → Br2 Clo Li (lỏng) + Liti CuBr2 AuCl3 Vàng (III) clorua AgCl Bạc clorua 1/2H2(khí) t0 cao; Áp suất H2 cao Hiđro LiH Liti hiđrua ,p t→ NaH Na(lỏng) + 1/2H2(khí) Natri hiđrua t → 3Li + 1/2N2 Liti 3Mg Magie Nitơ + N2 Can xi t → Nitơ Ca(nóng chảy) Li3N Liti nitrua Mg3N2 Magie nitrua + H2 Hiđro t → CaH2 Canxi hiđrua © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 202 Giáo khoa hóa vô t → Ba3N2 3Ba + N2 Bari Nitơ 3Ca + 2P Canxi Bari nitrua t → Photpho Ca t → Cacbon 4Al t → Cacbon 2Ca Silic 2Mg + Ca2Si Canxi silixua t → Si Magie Al4C3 Nhôm cacbua t → + Si Canxi CaC2 Canxi cacbua + 3C Nhôm Ca3P2 Canxi photphua + 2C Can xi Mg2Si Silic Hg + Thủy ngân Biên soạn: Võ Hồng Thái Magie silixua → S Lưu huỳnh HgS Thủy ngân (II) sunfua Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh nhiệt độ thường, người ta thường dùng bột lưu huỳnh để gom hạt nhỏ thủy ngân rơi vãi nhà, tránh tác dụng độc hại thủy ngân bay tạo ra. 2Cr t → + 3Cl2 Crom Clo 2Cr + Crom t → 3S Lưu huỳnh 2Cr + N2 Crom 2CrCl3 Crom (III) clorua Cr2S3 Crom (III) sunfua t → Nitơ 2CrN Crom (III) nitrua - Phi kim mạnh oxi hóa phi kim yếu hơn. Thí dụ: 2P + Photpho (Chất khử) +5 -2 60 C → 5/2O2(dư) Oxi (Chất oxi hóa) P2O5 Photpho (V) oxit; Anhiđrit photphoric 0 +3 -2 2P + Photpho 3/2O2(thiếu) Oxi C 60 → P2O3 Photpho (III) oxit; Anhiđrit photphorơ © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 203 Giáo khoa hóa vô P + → Clo (Chất oxi hóa) PCl3 Photpho triclorua P + +5 –1 → 5/2Cl2(dư) Photpho (Chất khử) Clo (Chất oxi hóa) P +3 -1 3/2Cl2(thiếu) Photpho (Chất khử) -3 +1 300 C → 3/2H2 Photpho (Chất khử) Hiđro (Chất oxi hóa) H2 + Hiđro (Chất khử) PH3 Photphin; Photphua hiđro +1 -2 → 1/2O2 H 2O Oxi (Chất oxi hóa) PCl5 Photpho pentaclorua + Nước; Hiđro oxit N2 + -3 +1 3H2 2NH3 Fe, t0, p Nitơ Hiđro (Chất oxi hóa) (Chất khử) Amoniac; Hiđro nitrua C + -4 +1 2H2 Ni , 500 C → Cacbon Hiđro (Chất oxi hóa) (Chất khử) S +1 -2 H2 t0 → H 2S Lưu huỳnh Hiđro (Chất oxi hóa) (Chất khử) 5S + S Nitơ (Chất khử) → 2P + O2 P2S5 Điphotpho pentasunfua +4 -2 t0 → Oxi (Chất oxi hóa) N2 +5 -2 tt Photpho (Chất khử) Lưu huỳnh (Chất khử) Hiđro sunfua Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) CH4 Metan + SO2 Lưu huỳnh (IV) oxit; Anhiđrit sunfuarơ; Khí sunfuarơ + Biên soạn: Võ Hồng Thái O2 +2 -2 30000C (Tia lửa điện) Oxi (Chất oxi hóa) 2NO Nitơ oxit © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 204 Giáo khoa hóa vô Si + +4 –1 → 2F2 Silic (Chất khử) Flo; Fluor (Chất oxi hóa) Si + Silic (Chất khử) → SiO2 Silic oxit; Anhiđrit silicic Si + +4 –1 t0 → 2Cl2 Clo (Chất oxi hóa) (Phản ứng xảy nhiệt độ thường) +4 –2 t0 Oxi (Chất oxi hóa) Silic (Chất khử) SiCl4 Silic tetraclorua; Tetraclo silan S + +6 -1 → 3F2 Lưu huỳnh (Chất khử) - SiF4 Tetraflo silan; Silic tetraclorua O2 Biên soạn: Võ Hồng Thái Flo (Chất oxi hóa) SF6 Florua lưu huỳnh (VI); Hexaflorua lưu huỳnh Phi kim mạnh (như F2, Cl2, O2) oxi hóa hợp chất phi kim hay kim loại có số oxi hóa trung gian hợp chất phi kim có số oxi hóa thấp CO, NO, SO2, Na2S2O3, FeS2, FeCl2, FeSO4, FeO, Fe3O4, FeS, NH3, H2S, PH3, KI, KBr, CH4,…. Thí dụ: +2 2CO + → O2 Cacbon oxit (Chất khử) Cacbon đioxit + Nitơ oxit (Chất khử) +4 -2 → O2 Oxi (Chất oxi hóa) +2 + Cl2 +4 → C , as Oxi (Chất oxi hóa) +4 + 2NO2 Nitơ đioxit Cacbon oxit (Chất khử) 2SO2 2CO2 Oxi (Chất oxi hóa) +2 2NO CO +4 -2 t0 COCl2 Photgen (Chất độc chiến tranh) +6 -2 O2 V2O5(Pt),450 C Anhiđrit sunfuna rơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 2Na2S2O3 I2 Natri tiosunfat; Natri hiposunfit Iot (Chất khử) (Chất oxi hóa) 2SO3 Anhiđrit sunfuric + -1 +2,5 → Na2S4O6 Natri tetrationat -1 + 2NaI Natri iođua © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 205 Giáo khoa hóa vô +2 –1 2FeS2 + +3 -2 t0 → 11/2O2 Pi rit sắt; Sắt (II) pesunfua Oxi (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 FeCl2 + → +3 3/2Cl2 (Chất oxi hóa) +2 2FeO + -1 → Fe2(SO4)3 (Chất khử) → 1/2O2 Fe2O3 2Fe(OH)2 + +2 –2 +3 -2 1/2O2 + 2FeS + → t0 → 3/2O2 + Pt ,t → 5/2O2 Amoniac Oxi -2 -2 2NO + 3H2O Nitơ oxit 1/2O2(thiếu, cháy chậm) → H 2O (Chất khử) + S +4 -2 3/2O2(dư, cháy nhanh) -2 Hơi nước t0 H 2S + 3H2O Hơi nước + -2 -2 + Nitơ F2 t0 → → 2SO2 Khí sunfurơ –2 N2 Oxi -3 + Sắt (III) oxit + +4 -2 Fe2O3 Oxi Amoniac 2Fe(OH)3 Sắt (III) hiđroxit (Chất rắn màu nâu đỏ) +3 -2 t0 7/2O2 -3 → H2O Oxi Hơi nước (Không khí) Sắt (II) sunfua H 2S + FeCl3 (Chất oxi hóa) Sắt (II) hiđroxit (Chất rắn trắng lục nhạt) 2NH3 + +3 –2 t0 +2 2NH3 4SO2 Khí sunfurơ Sắt (III) clorua 3FeSO4 + + FeCl3 Clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) Fe2O3 +3 -1 1/2Cl2 +2 +4 -2 Sắt (III) oxit Sắt (II) clorua (Chất khử) Biên soạn: Võ Hồng Thái 1/2O2 + SO2 -2 + H2O -2 + H 2O -1 2HF (Chất oxi hóa) © http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái [...]... thường oxi hóa được các kim loại đứng trước H trong dãy thế điện hóa Ion H+ bị khử tạo khí H2, còn 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... Tính khử: Fe > H2 Tính oxi hóa: H+ > Fe2+ +1 + FeSO4 + (Chất oxi hóa) Phản ứng trên xảy ra được là do: 0 (Chất khử) +2 2H+ Al + 3HBr H2 Tính khử: Zn > H2 Tính oxi hóa: H+ > Zn2+ +1 + + (Chất oxi hóa) → H2SO4(l) 0 Zn2+ → Phản ứng trên xảy ra được là do: Fe + H2 +2 2H+ + (Chất khử) Fe ZnCl2 + Al3+ 3 H2 2 0 + (Chất oxi hóa) 3 H2 2 (Chất khử) Tính khử: Al > H2 Tính oxi hóa: H+ > Al3+ © http://vietsciences.free.fr... loại trong đó kim loại có số oxi hóa thấp hơn Các chất khử thường dùng để 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 đứng 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... 0 + (Chất oxi hóa) +2 S + 2CO 0 500 0 C → 2H2 +1 S + 2H2O (Chất khử) +4 SO2 +4 (Chất khử) +4 (Chất oxi hóa) H2O (Chất khử) +4 SO2 + +2 (Chất oxi hóa) SO2 S Lưu huỳnh 0 + 2Mg 0 t0 → +2 S + 2MgO (Chất khử) Ghi chú G.1 Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 lỗng là a xit thơng 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-)... Fe2O3 + (Chất oxi hóa) 0 CuO + (Chất oxi hóa) +1 + + Al2O3 → H2 +1 Cu + H2O (Chất khử) 0 t0 → CO 2Ag +4 + CO2 (Chất khử) +2 ZnO 2Fe 0 t0 +2 (Chất oxi hóa) (Chất oxi hóa) → 2Al +3 (Chất khử) +2 Ag2O 0 t0 0 + C 0 t0 → Zn +2 + CO (Chất khử) © http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 200 Giáo khoa hóa vơ cơ +3 +2 3Fe2O3 + Sắt (III) oxit (Chất oxi hóa) +8/3 t0 →... clorua (Chất khử) +3 + 2FeCl2 → 2Na2S2O3 SnCl4 Thiếc (IV) clorua +2,5 2FeCl2 + Na2S4O6 + 2NaCl Natri terationat +4 +2 Na2SO3 + H2O → Natri sunfit (Chất khử) Cu Fe + +2 Natri tiosunfat; Natri hiposun fit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +3 +4 Sắt (II) clorua +2 2FeCl3 + 2FeCl3 + 2HCl Chất khử +3 (Chất oxi hóa) 2HCl 0 +2 2KI Chất oxi hóa + + I2 + +2 -1 2FeCl3 S Chất khử +3 2FeCl3 + Chất khử +3 2FeCl3... Hồng Thái 190 Giáo khoa hóa vơ cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái Thí dụ: → 2KCl(dd) + Br2 Cl2 + 2KBr(dd) 0 -1 Cl2 Chất oxi hóa -1 2Br- (dd) + Chất khử Chất khử Phản ứng xảy ra được là do: 0 -1 → + 2KI Brom Kali iođua (Chất oxi hóa) (Chất khử ) + + F2 Flo (Fluor) Cl2 + 0 3F2 - Iot (Chất oxi hóa) 2NaF + Natri florua → 2NaI I2 Br2 + KF → 2NaCl + H2S + Tính oxi hóa: Br2 > I2 Tính khử: I- > Br- Natri clorua... http://vietsciences.org Võ Hồng Thái 193 Giáo khoa hóa vơ cơ P + 3 Cl2 2 → PCl3 P + 5 Cl2 2 → PCl5 3 Br2 2 P + → 0 t → 2P + 3I2 - Biên soạn: Võ Hồng Thái PBr3 2PI3 KClO3, NaClO, KBrO3, KIO3 oxi hóa được các chất khử như: C, S, P, Fe2+, S2- , SO32-, NH3 Còn các chất oxi hóa trên bị khử tạo Cl-, Br-, I- Thí dụ: +5 0 –1 t0 → 2KClO3 + 3C Kali clo rat Cacbon (Chất oxi hóa) (Chất khử) +5 -1 KClO3 + +5 -1 → 6HBr... sunfurơ (Chất oxi hóa) -1 2HBr 0 H2SO4(đ, nóng) Axit iothiđric (Chất khử) +6 + Axit bromhiđric (Chất khử) H2SO4(đ, nóng) 0 → +4 Br2 + Brom SO2 + 2H2O Khí sunfurơ (Chất oxi hóa) -2 H2S + 2H2O (Chất oxi hóa) -1 2HI + 2SO2 (Chất oxi hóa) 0 Photpho (Chất khử) + 2H2O Khí sunfurơ +6 C 3SO2 Axit sunfuric đậm đặc nóng (Chất oxi hóa) 0 SO2 + H2O Crom (III) sunfat +6 S +6 + Axit sun fuahiđric (Chất khử) - Sắt (III)... 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 dụ: 0 +1 2Na +1 → + 2H2O Natri (Chất khử ) 2K Nước (Chất oxi hóa) + 2H2O 0 2NaOH + Natri hiđroxit → 2KOH H2 Khí hiđro + H2 Kali 0 Ca +1 + Canxi (Chất khử ) Ba 2H2O . 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. +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 ),