sáng kiến kinh nghiệm-oxihoa khử

Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 A. Đặt vấn đề Cách cân bằng phản ứng oxihoá-khử là phần tơng đối khó đối với học sinh.Đây là kiến thức mới đối với học sinh lớp 10.ở lớp 9 học sinh đã làm quen với khái niệm phản ứng oxihoá-khử nhng trong phạm vi hẹp là phản ứng đó phải có nguyên tố oxi tham gia phản ứng.Những khái niệm xung quanh phản ứng oxihoá-khử nh chất bị khử, chất khử, chất bị oxihoá, chất oxihoá.học sinh cũng rất khó nhớ. Vây làm thế nào để học sinh nhớ- hiểu-và khắc sâu những khái niệm đó Việc cung cấp kiến thức mới cho học sinh, nếu cung cấp cùng lúc nhiều kiến thức mới thì học sinh sẽ không lĩnh hội kịp, vì thế trong quá trình giảng dạy giáo viên cần thiết nên cung cấp thêm một số kiến thức mới để tạo điêù kiện cho học sinh nhớ một cách dễ dàng Để đáp ứng những nhu cầu cần thiết trên của học sinh tôi mạnh dạn viết chuyên đề này nhằm củng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng và cung cấp kiến thức mới khi dạy phần phản ứng ôxihoá-khử. B. Cơ sở lý thuyết của sáng kiến kinh nghiệm. I. Khái niệm về liên kết cộng hoá trị và liên kết ion 1. Liên kết ion: một số hợp chất hoá học đợc tạo nên nhờ sự chuyển electron hoá trị từ nguyên tử này sang nguyên tử kia, nguyên tử mất electron biến thành ion dơng và nguyên tử thu electron biến thành ion âm, rồi các ion mang điện ngợc dấu đó hút nhau và lại gần nhau Na Cl Na Cl 3s 1 3s 2 3p 5 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Những hợp chất đợc tạo nên bằng cách nh trên gọi là hợp chất ion. Kiểu liên kết hoá học trong các phân tử đó gọi là liên kết ion.Trong trờng hợp này ta sẽ xác định đợc điện tích của nguyên tử trong phân tử. Ví dụ: NaCl: Nguyên tử Na có điện tích 1+ Nguyên tử Cl có điện tích 1- 2. Liên kết cộng hoá trị: Những phân tử đơn chất nh H 2, Cl 2 hoặc phân tử hợp chất của những nguyên tố gần giống nhau nh SO 2 , CO 2 thì việc hình thành liên kết không phải bằng cách nh trên. những phân tử loại này đợc hình thành bằng cách nguyên tử đa ra những electron hoá trị của mình để tạo thành 1 hay 2, 3 cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử Ví dụ: Cl . + . Cl Cl : Cl 1 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 Trong phân tử Cl 2 mỗi nguyên tử Cl đều không mang điện do cặp electron chung không lệch về bên nào ( điện tích của mỗi nguyên tử Cl đều bằng 0 ) Đối với phân tử HCl thì sự hình thành chúng nh sau: H + Cl H :Cl Trong phân tử HCl cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử Cl nên H mang điện tích dơng và Cl mang điện tích âm H + Cl ( < 1 ) Trong những phân tử nh thế này thì ta không thể xác định đợc số điện tích nguyên của nguyên tử II. Khái niệm số oxihoá : số oxihoá của một nguyên tố trong phân tử làđiện tích của nguyên tử nguyên tố đó nếu giả định liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion Ví dụ: Đối với phân tử đơn chất nh H 2 . Điện tích của mỗi nguyên tử bằng 0 nên số oxihoá bằng 0.Đối với phân tử có liên kết cộng hoá trị có cực nh HCl thì coi nh =1, lúc này ta mới có thể xác định đợc số oxihoá của H là +1 và của Cl là -1. Đối với phân tử có liên kết ion nh NaCl thì đơng nhiên là Na có số oxihoá +1 và Cl có số oxihoá là -1 III. Cách xác định số oxihoá: theo 4 qui tắc đã trình bày trong SGK IV. Định nghĩa : -Phản ứng oxihoá-khử: là phản ứng hoá học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng; hay phản ứng oxihoá-khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxihoá của một số nguyên tố -Chất khử là chất nhờng electron hay là chất có số oxihoá tăng sau phản ứng. Chất khử còn đợc gọi là chất bị oxihoá -Chất oxihoá là chất nhận electron hay là chất có số oxihoá giảm sau phản ứng. Chất oxihoá còn đợc gọi là chất bị khử -Sự oxihoá ( quá trình oxihoá) một chất là làm cho chất đó nhờng electron hay làm tăng số oxihoá của chất đó. -Sự khử ( quá trình khử) một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxihoá của chất đó. C. Nội dung SKKN Câu 1: Số oxihoá của một nguyên tố trong phân tử là: A. Nguyên tử khối của nguyên tố đó. B. Số liên kết của nguyên tử nguyên tố đó với các nguyên tử khác trong phân tử 2 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 C. Điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử. D. Điện tích qui ớc của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử. Giáo viên h ớng dẫn cho học sinh( GVHD ) : A. Nguyên tử khối của một nguyên tố là khối lợng nguyên tử tính theo u ( đv.C) .SAI. B. Số liên kết của nguyên tử trong phân tử là số cặp electron dùng chung mà một nguyên tử nguyên tố đó tạo ra Ví dụ: O=O O có 2 liên kết O=C=O C có 4 liên kết O có 2 liên kết SAI C.Trong hợp chất ion thì xác định đợc điện tích của nguyên tử theo đơn vị điện tích Ví dụ: Na + Cl - Nhng trong hợp chất cộng hoá trị thì không xác định đợc điện tích của nguyên tử theo đơn vị điện tích. Ví dụ: CO 2 Cặp electron dùng chung lệch về phía O .Không có sự cho hẳn electron của nguyên tử C cho O SAI. D.Trong trờng hợp phân tử có liên kết cộng hoá trị, nếu giả thiết cặp electron dùng chung lệch hẳn về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thì ta sẽ xác định đợc điện tích.Vậy đây là điện tích qui ớc chứ không phải là điện tích thật của nguyên tử. Đúng m ục đích + Khắc sâu khái niệm số oxihoá + Củng cố một số kiến thức cũ Câu 2: Chất khử là chất : A. Có số oxihoá giảm sau phản ứng B. Có số oxihoá tăng sau phản ứng C.Nhận electron D.Có số oxihoá không đổi GVHD: Chất nhờng e là chất khử Chất nhận e là chất oxihoá Ví dụ: Al + O 2 Al 2 O 3 Al 0 + 3e Al +3 Al là chất khử .Al có số oxihoá tăng sau phản ứng ( 0 lên +3 ) 3 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 O O + 2e O -2 O 2 là chất oxihoá ,có số oxihoá giảm ( 0 xuống 2) Chọn B Mục đích -củng cố kiến thức về chất khử , chất oxihoá -cung cấp kiến thức mới: trong phản ứng giữa kim loại và phi kim thì kim loại luôn đóng vai trò là chất khử còn phi kim luôn đóng vai trò là chất oxihoá Câu 3: Phản ứng oxihoá-khử là phản ứng hoá học trong đó luôn có: A. chất oxihoá và chất khử B. kim loại và phi kim C. sự thay đổi số oxihoá D. sự oxihoá và sự khử Chọn câu sai GVHD: Trong phản ứng oxihoá-khử thì luôn luôn có chất cho e và đồng thời phải có chất nhận e Vậy luôn có sự oxihoá và sự khử, luôn có sự thay đổi số oxihoá. Phản ứng oxihoá-khử không phải bao giờ cũng có mặt nguyên tố kim loại Ví dụ: S + O 2 SO 2 Vậy câu sai là B M uc đích : -Khắc sâu định nghĩa phản ứng oxihoá-khử -Nhắc lại qui ớc sự nhờng e và nhận e ở phản ứng oxihoá-khử không phải là hoàn toàn. Nếu cặp e lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thì qui ớc là nguyên tử có độ âm điện lớn hơn đó nhận e còn nguyên tử có độ âm điện bé hơn là chất nhờng e, không nên hiểu một cách đơn thuần là chỉ có kim loại mới nhờng e Câu 4. Trong phản ứng: Cl 2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H 2 O Nguyên tố Cl: A. Chỉ bị oxihoá B. Chỉ bị khử C. Không bị oxihoá, không bị khử D. Vừa bị oxihoá, vừa bị khử GVHD: Số oxihoá của Cl thay đổi từ 0 thành -1 và +1 Cl -1e Cl +1 4 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 Cl 0 + 1e Cl -1 Vậy trong phân tử Cl 2 : 1 nguyên tử Cl là chất oxihoá ( chất bị khử ), 1 nguyên tử Cl là chất khử ( chất bị oxihoá). Phản ứng tự oxihóa-khử Chọn D Mục đích: -củng cố khái niệm chất bị oxihoá, chất bị khử -kiến thức mới : khái niệm phản ứng tự oxihoá-khử Câu 5. Trong phản ứng : 2KClO 3 2KCl + 3O 2 KClO 3 là chất: A. Chỉ bị oxihoá B. Chỉ bị khử C. Không bị oxihoá, không bị khử D. Vừa bị oxihoá, vừa bị khử GVHD: xác định số oxihoá : KCl +5 O 3 -2 KCl -1 + O 2 0 Cl +5 + 6e Cl -1 O -2 -2e O 0 Cl +5 : Chất bị khử O -2 : Chất bị oxihoá KClO 3 vừa là chất bị khử, vừa là chất bị oxihoá Chọn D Cl +5 và O -2 đều thuộc phân tử KClO 3 .Phản ứng trên gọi là phản ứng oxihoá-khử nội phân tử Mục đích: - Khắc sâu khái niệm chất bị oxihoá, chất bị khử -Kiến thức mới: phản ứng oxihoá- khử nội phân tử Câu 6: Cho phản ứng : 2 H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Phát biểu nào sau đây sai : A. Phản ứng oxihoá-khử B. Phản ứng tự oxihoá-khử C. Phản ứng dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm D. H 2 O 2 là hợp chất bền HDGV: Xác định số oxihoá H 2 +1 O 2 -1 2H 2 +1 O -2 + O 2 0 5 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 O -1 +1e O -2 O -1 -1e O 0 Phản ứng trên có sự thay đổi số oxihoá nên là phản ứng oxihoá-khử. A đúng Phản ứng trên có chất khử và chất oxihoá đều thuộc cùng một nguyên tố Oxi nên là phản ứng tự oxihoá-khử. B đúng Phản ứng trên đợc dùng để điều chế oxi trong PTN .C đúng Phân tử H 2 O 2 dễ dàng bị phân huỷ dới tác dụng của xúc tác MnO 2 mà không cần nhiệt .D sai Mục đích: - củng cố khái niệm phản ứng tự oxihoá-khử, phản ứng oxihoá- khử nội phân tử - kiến thức mới : + tính không bền của H 2 O 2 + cách điều chế O 2 trong phòng thí nghiệm Câu 7: FeS 2 + O 2 Fe 2 O 3 + SO 2 Tổng hệ số nguyên của các chất trong phản ứng trên là: A. 25 B. 23 C.24 D. 26 GVHD: Cách 1 Xác định số oxihoá: Fe +2 S 2 -1 + O 2 0 Fe 2 +3 O 3 -2 + S +4 O 2 -2 Viết các quá trình oxihoá và khử. Cân bằng mỗi quá trình theo nguyên tắc tổng số e mà các chất khử cho bằng tổng số e mà các chất oxihoá nhận Fe +2 -1e Fe +3 + 2S -1 -10e 2S +4 4x FeS 2 -11e Fe +3 + 2S +4 11x O 2 + 4e 2O -2 4FeS 2 + 11O 2 4Fe +3 + 8S +4 +22O -2 Phơng trình cân bằng: 4FeS 2 +11O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Tổng hệ số của các chất trong phản ứng trên là 4+11+2+8= 25 Chọn A đúng 6 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 Cách 2: không cần xác định số oxihoá của Fe và S trong phân tử FeS 2 .Vì tổng số oxihoá của các nguyên tố trong phân tử bằng không FeS 2 -11e Fe +3 + 2S +4 ( +3 +2x4 = 11 ) Mục đích : - củng cố cách cân bằng phản ứng oxihoá-khử bằng phơng pháp thăng bằng e -Rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng oxihoá-khử -Kiến thức mới : + phản ứng cháy của FeS 2 +cân bằng phản ứng oxihóa-khử mà không cần xác định số oxihoá của một số nguyên tố trong một số hợp chất + cấu tạo phân tử FeS 2 S -1 Fe +2 Câu 8 Cân bằng phản ứng sau bằng phơng pháp cân bằng e S -1 Cu 2 FeS x +O 2 Cu 2 O + Fe 3 O 4 +SO 2 GVHD: Cách 1 Cu 2 +1 Fe +2 S x -4/x + O 2 0 Cu 2 +1 O -2 + Fe 3 +8/3 O 4 -2 +S +4 O 2 -2 3Fe +2 -2e 3Fe +8/3 xS -4/x -( 4x + 4 )e xS +4 Ta có: 2 x 3Cu 2 FeS X -( 12x +14 )e 6Cu +1 + 3Fe +8/3 +3xS +4 ( 6x +7 ) x O 2 +4e 2O -2 Phơng trình cân bằng : 6Cu 2 FeS x + ( 6x+7 )O 2 6Cu 2 O + 2Fe 3 O 4 +6xSO 2 Lu ý: có thể chọn số oxihoá của Cu là +2 , số oxihoá của Fe là +2 , lúc đó ta sẽ tính đợc số oxihoá của S là -6/x. Cách 2 : không cần xác định số oxihoá của Cu, Fe, S trong phân tử Cu 2 FeS X 3 Cu 2 FeS x -( 12x +14) e 6Cu +1 + 3Fe +8/3 +3xS +4 ( 6.1+3.8/3 +4.3x ) = 14+12x Mục đích :+ rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng oxihoá-khử theo 2 cách nh trên 7 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 + kiến thức mới: cân bằng phản ứng có hệ số bằng chữ Câu 9 Cân bằng phản ứng oxihoá-khử sau bằng phơng pháp cân bằng e Fe 3 O 4 +CO Fe + CO 2 Cách 1: xác định số oxihoá trung bình của Fe 1 x 3Fe +8/3 + 8e 3 Fe 0 4 x C +2 -2e C +4 Phơng trình cân bằng Fe 3 O 4 + 4CO 3Fe + 4CO 2 Cách 2: xác định số oxihoá riêng của từng nguyên tử Fe trong phân tử Fe 3 O 4 Fe +2 .2Fe +3 +8e 3Fe 0 Mục đích:- Rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng oxihoá-khử - Kiến thức mới : +phản ứng khử sắt từ oxit bằng CO + khái niệm số oxihoá trung bình Câu 10. Cho phản ứng : Al + HNO 3 Al(NO 3 ) 3 + NO + N 2 O +H 2 O Biết V NO : V NO = 2:3 .Tổng hệ số của chất oxihóa và chất môi trờng là: A. 48 B. 38 C.10 D. 5 GVHD: Cách 1 N +5 +3e N +2 ( NO) (1) 2N +5 +8e 2N +1 (N 2 O) (2) Nhân (1) với 2 và nhân (2) với 3 rồi cộng lại ta có: ( Do n NO : n NO =2:3 ) 1x 8N +5 + 30e 2N +5 + 6N +1 10x Al O -3e Al +3 10Al + 38 HNO 3 10Al(NO 3 ) 3 + 2NO +3N 2 O +19H 2 O Cách 2: Cân bằng 2 phản ứng : Al +4 HNO 3 Al(NO 3 ) 3 + NO +2H 2 O (1) 8 Al +30 HNO 3 8 Al(NO 3 ) 3 +3N 2 O +15H 2 O (2) Nhân phơng trình (1) với 2 rồi cộng với phơng trình (2)ta có: 10Al + 38HNO 3 10Al(NO 3 ) 3 + 2NO + 3N 2 O + 19H 2 O 8 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 Chất oxihóa là HNO 3 ( 8 phân tử ), chất môi trờng là HNO 3 (30 phân tử ) Đáp án là B Mục đích: - rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng oxihoá-khử - kiến thức mới : kim loại phản ứng với axit có tính oxihoá mạnh không giải phóng H 2 , khái niệm chất môi trờng Câu 11 : Cân bằng phản ứng sau bằng phơng pháp cân bằng e: FeS + Cu 2 S + H + + NO 3 - Fe 3+ + Cu 2+ +NO + H 2 O + SO 4 2- Cách 1 : xx FeS - 9e Fe +3 + S +6 yx Cu 2 S - 10e 2Cu +2 + S +6 zx N +5 + 3e N +2 Ta có : 9x + 10y = 3z Nếu chọn x=1 và y=3 thì z=13 Phơng trình cân bằng : FeS + 3Cu 2 S + 13NO 3 - + 20H + Fe +3 + 6Cu +2 + 4 SO 4 2- +13NO + 10H 2 O FeS +3Cu 2 S +20HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 +4CuSO 4 +2Cu(NO 3 ) 2 +13NO + 10H 2 O Nếu chọn x=3 và y=3 thì z=19 Ta có: 3FeS + 3Cu 2 S + 19NO 3 - +28H + 3Fe 3+ + 6Cu 2+ + 6SO 4 2- +14H 2 O + 19NO Hay: 3FeS + 3Cu 2 S + 28HNO 3 3Fe(NO 3 ) 3 + 6CuSO 4 + 19NO + 14H 2 O L u ý : chọn x, y là số nguyên bất kỳ để tìm z tơng ứng .Tuy nhiên để z là số nguyên thì chọn x nguyên bất kỳ, còn y nguyên và chia hết cho 3 Cách 2: Cân bằng riêng 2 phản ứng: FeS + H + +NO 3 - Fe 3+ + SO 4 2- + NO + H 2 O (1) Cu 2 S + H + + NO 3 - Cu 2+ + SO 4 2- + NO + H 2 O (2) Sau đó nhân (1) và (2) với hệ số tuỳ chọn rồi cộng lại. Hoặc nhân (1) với x và nhân(2) với y rồi cộng lại Cân bằng (1) ta có: FeS + 3 NO 3 - + 4 H + Fe 3+ + SO 4 2- + 3 NO + 2 H 2 O Cân bằng (2) ta có: 9 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 3Cu 2 S + 10 NO 3 - +16H + 6Cu 2+ + 3 SO 4 2- + 10NO + 8H 2 O Mục đích : - Rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng oxihoá-khử khi có nhiều chất oxihoá hoặc nhiều chất khử - Kiến thức mới : khi phản ứng oxihoá-khử có nhiều chất oxihoá hoặc nhiều chất khử thì hệ số của những chất đó không phải là những số nhất định Câu 12. Cho phơng trình phản ứng: CH 3 -CCH + KMnO 4 + KOH CH 3 -COOK + MnO 2 + K 2 CO 3 + H 2 O Tổng hệ số của chất khử và chất môi trờng là: A.11 B. 9 C. 4 D. 12 GVHD: Cách 1: Xác định số oxihóa riêng của từng nguyên tử Cacbon: C -3 H 3 -C 0 C -1 H + KMn +7 O 4 +KOH C -3 H 3 -C +3 OOK + Mn +4 O 2 + K 2 C +4 O 3 + H 2 O C 0 - 3e C +3 -8e x3 C -1 - 5e C +4 Mn +7 +3e Mn +4 x8 Cách 2: Xác định số oxihóa trung bình của nguyên tử Cacbon: C 3 -4/3 H 4 C 2 0 H 3 O 2 K + K 2 C +4 O 3 3.C -4/3 - 8e 2.C 0 + C +4 Cách 3: không cần xác định số oxihóa của các nguyên tử trong phân tử C 3 H 4 C 3 H 4 - 8e C -3 + C +3 + C +4 + 4H +1 ( -3+3+4+4.1=8 ) Phơng trình cân bằng: 3CH 3 -CCH + 8KMnO 4 + KOH 3CH 3 -COOK + 8MnO 4 +3K 2 CO 3 +2H 2 O Chất khử là C 3 H 4 , chất môi trờng là KOH, tổng hệ số của chất oxihóa và chất môi trờng là: 3+1=4. Vậy đáp án C Mục đích:- Rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng oxihóa-khử, xác định số oxihóa riêng của từng nguyên tử Cacbon và số oxihóa trung bình của nguyên tử Cacbon, kỹ năng xác định chất khử, chất oxihóa -Kiến thức mới: cân bằng phản ứng có chất hữu cơ tham gia, chất môi trờng là gì MộT SÔ BAI TÂP RA THÊM CHO HọC SINH 10 [...]... xung quanh phản ứng oxihoá -khử nh quá trình oxihoá là gì, sự khử một chất là gì, điện tích qui ớc là gì, cách cân bằng phản ứng oxihoá -khử nh thế nàođồng thời học sinh cũng đợc tiếp thu thêm một số kiến thức mới nh : cấu tạo phân tử FeS2 , tính không bền của H2O2, số oxihóa trung bình, chất môi trờnglà gì Tuy nhiên đây là lần đầu tiên tôi xây dựng một số bài tập trắc nghiệm, và kinh nghiệm- trình độ của... dịch HNO3 thu đợc khí duy nhất là NO và dung dịch gồm có muối nitrat của hai kim loại và axitsunfuric Viết và cân bằng phản ứng dới dạng phân tử và dạng ion ( áp dụng câu 11) Bài 4: Lập pthh của p oxihóa -khử sau: 1) KClO3 + NH3 KNO3 + KCl + Cl2 + H2O 2) NH3 + NaClO NaNO3 +Cl2 + NaCl + H2O ( áp dụng câu 11 ) d kết luận 11 Phan Thị Thái trờng PTTH quỳnh lu 1 Đề tài trên đây tôi đã áp dụng để dạy bồi dỡng . này nhằm củng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng và cung cấp kiến thức mới khi dạy phần phản ứng ôxihoá -khử. B. Cơ sở lý thuyết của sáng kiến kinh nghiệm. I chất bị khử ), 1 nguyên tử Cl là chất khử ( chất bị oxihoá). Phản ứng tự oxihóa -khử Chọn D Mục đích: -củng cố khái niệm chất bị oxihoá, chất bị khử -kiến