Hóa học 10: Phản ứng oxi hóa khử

phản ứng oxi hoá khử Cân phơng trình phản ứng oxi hoá khử I-Định nghĩa: Phản ứng oxi hoá-khử phản ứng cú cht cho e, cht nhận e có thay đổi số oxi hóa nguyên tố VÝ dô: Na - 1e = Na+ Cl + 1e = Cl S + 2e = S2II-Các khái niệm: Chất oxi hoá chất nhn electron chất khác Chất khử chất nhờng electron cho chất khác Quá trình oxi hoá (hay oxi hoá) trình xảy electron Quá trình khử (hay khử) trình xảy nhËn electron Mét chÊt chØ cã thÓ nhưêng eletron có mặt chất nhận eletron Vì phản ứng oxi hoá - khử, oxi hoá khư bao giê còng diƠn ®ång thêi Nhớ mẹo: Khử tăng O giảm Chất khử chất tăng số oxh – Chất oxi hóa chất giảm số oxh VÝ dơ: 2Na0 + Cl20  2Na+Cl ChÊt khư ChÊt oxi hoá Sự oxi hoá (hoặc trình oxi hoá): Na0 Na+ + 1e Sự khử (hoặc trình khử): Cl0 + 1e Cl III-Cách cân phơng trình phản ứng oxi hoá- khử: 1-Số oxi hoá: Số oxi hoá điện tích nguyên tử phân tử với giả định cặp electron chung chuyển hẳn phía nguyên tử có độ âm điện lớn 2-Qui tắc xác định số oxi hoá: a-Số oxi hoá nguyên tử phân tử đơn chất luôn b-Trong phân tử hợp chất, tổng đại số số oxi hoá nguyên tử c- +Với ion đơn nguyên tử, số oxi hoá điện tích ion +Với ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hoá nguyên tử điện tích ion d-Trong hợp chất: +Số oxi hoá H +1 ( trừ trờng hợp hiđrua kim loại NaH, CaH2 hiđro có số oxi hoá -1) +Số oxi hoá Na, K, Ag +1; Mg, Ca, Ba, Zn lµ +2; cđa Al lµ +3 + Sè oxi hoá oxi -2 (trừ trờng hợp peoxit H2O2 , Na2O2 , BaO2 , sè oxi ho¸ oxi -1, OF2 số oxi hoá oxi +2) Chú ý: Dựa vào số oxi hoá cđa mét nguyªn tè mét chÊt, cã thĨ dù đoán chất oxi hoá, chất khử Khi nguyên tố có số oxi hoá cao có tính oxi hoá mà có tính khử VÝ dô: KMnO4 , HClO4 , H2SO4 , K2Cr2O7 , HNO3 , Khi mét nguyªn tè cã sè oxi hoá thấp có tính khử mà có tính oxi hoá Ví dụ: HI, HBr, HCl, H2S, NH3 Khi mét nguyªn tè cã số oxi hoá trung gian, tuỳ thuộc vào điều kiện (phản ứng với chất nào) mà thể tính oxi ho¸ hay tÝnh khư VÝ dơ: + 4e  2e (+4) S  SO2  (+6)SO42 2H2S + SO2  3S + 2H2O GV: Anh Đào Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa – khử SO2 + Br2 + 2H2O  H2SO4 + 2HBr TÝnh sè electron trao ®ỉi (nhờng thu) nguyên tố phản ứng Số electron trao đổi = Số oxi hoá lớn - Sè oxi ho¸ bÐ VÝ dơ: HNO3  N2O : 2N+5 + 8e = 2N+1 HNO3  NxOy : (Sè electron trao ®ỉi: (51) = 8) 2y xN + (5x2y)e = xN (Sè electron trao ®ỉi: x (5  x ) = (5x2y) 3-Các bớc cân phơng trình phản ứng oxi hoá - khử theo phơng pháp thăng b»ng e B1: Xác định tất số oxi hóa nguyên tố PTHH B2: Viết trình cho nhận electron B3: Tìm BSCNN cho số e bỏ = số e thu vào B4: Điền hệ số vào phương trình B5: Hoµn thµnh phơng trình dạng phân tử kiểm tra lại Ví dụ: Cân phơng trình phản ứng oxi hoá khö sau: a/ KMnO4 + FeSO4 + H2SO4  MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Mn+7 + 5e = Mn+2 2 2Fe+2 = 2Fe+3 + 2e 5 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O b/ Al + HNO3 (lo·ng)  Al(NO3)3 + N2O + H2O +5  2N + 8e = 2N+1 8 Al0  3e = Al+3 8Al + 30HNO3 (lo·ng) = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 4-Trờng hợp phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá, cân theo số oxi hoá riêng nguyên tố (cần ý đến tỉ lệ số nguyên tử nguyên tố phân tử) cân theo số electron phân tử chất trao đổi As2S3 + HNO3 lo·ng + H2O  H3AsO4 + H2SO4 + NO  N+5 + 3e = N+2 28 +3 2As - 4e = 2As+5 (- 28e) 3 3S2 - 24e = 3S+6 +5 Hc: (As2S3) - 28e = 2As + (- 28e) 3S+6 3As2S3 + 28HNO3 lo·ng + 4H2O  6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO * Trong trờng hợp phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá, nên áp dụng: Trong phân tử tổng đại số số oxi hoá nguyên tố 0, tính số electron trao đổi cho phân tử đơn giản tính số oxi hoá riêng cđa tõng nguyªn tè VÝ dơ: (As2S3)0; (Fe S2)0 5-Trưêng hợp phản ứng tạo nhiều sản phẩm (của oxi hoá hay khử) có nhiều số oxi hoá khác viết riêng phản ứng sản phẩm viết gộp lại sau nhân với hệ số tỉ lệ theo đề cho viết nửa phản ứng riêng nhân với hệ số theo đề cho Ví dụ- Cân phơng trình phản ứng sau: Fe + HNO3 lo·ng  Fe(NO3)3 + N2 + N2O + H2O BiÕt tỉ khối hỗn hợp khí so với H2 20 Gi¶i: N2 (28) +5 GV: Anh Đào +2y/x Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa – khử 2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 40 = N2O (44) 12 Các phản ứng riêng: 10Fe + 36HNO3 = 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O (1) 8Fe + 30HNO3 = 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (2) §Ĩ cã tØ lệ ta nhân phơng trình (2) với cộng hai phơng trình, ta có: 34Fe + 126HNO3 loãng = 34Fe(NO3)3 + 3N2 + 9N2O + 63H2O Hc viÕt nửa phản ứng riêng: Fe + HNO3 loãng Fe(NO3)3 + N2 + N2O + H2O Fe0 = Fe+3 + 3e 34  2N+5 + 2.5e = (+34e) N2  3N+5 + 3.2.4e = +2 3N 34Al + 126HNO3 lo·ng = 34Al(NO3)3 + 3N2O + 9NO + 63H2O Bài tập vận dụng Mg + HNO3  Mg(NO3)2 + NO + H2O Al + H2SO4  Al2(SO4)3 + S + H2O Al + HNO3  Al(NO3)3 + N2 + H2O Fe + HNO3  Fe(NO3)3 + N2O + H2O Al + HNO3  Al(NO3)3 + N2 + H2O Al + HNO3  Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O FeO + HNO3  Fe(NO3)3 + N2O + H2O FeCO3 + HNO3  Fe(NO3)3 + N2 + CO2 + H2O S + HNO3  H2SO4 + NO P + KClO3  P2O5 + KCl KClO3  KCl + O2 NH3 + O2  N2 + H2O I2 + HNO3  HIO3 + NO + H2O FeSO4 + KMnO4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O H2SO4 + HI  I2 + H2S + H2O Fe2O3 + H2  Fe + H2O NO2 + O2 + H2O  HNO3 NO2 + NaOH  NaNO3 + NaNO2 + H2O KMnO4 + HCl  KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O MnO2 + HCl  MnCl2 + Cl2 + H2O KClO3 + HCl  KCl + Cl2 + H2O K2Cr2O7 + HCl  KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O H2SO4 + P  H3PO4 + SO2 + H2O HNO3 + P  H3PO4 + NO2 + H2O Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O HNO3 + P + H2O  H3PO4 + N2O Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO2+ H2O Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + N2O+ H2O Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + N2 + H2O Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NH4NO3+ H2O Fe3O4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + S + H2O Fe3O4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + H2S + H2O Fe3O4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O H2S + KMnO4 +H2SO4  S + K2SO4 + MnSO4 +H2O FeSO4 +K2Cr2O7 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O GV: Anh Đào Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa – khử 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 C2H4 + KMnO4 + H2O  C2H6O2 + KOH +MnO2 C8H8 + KMnO4 + H2O  C8H10O2 + KOH + MnO2 C2H4O + Cu(OH)2 + NaOH  C2H3O2Na + Cu2O +H2O CH2O + Cu(OH)2 + NaOH  Na2CO3 + Cu2O +H2O MnO2 + K2MnO4 + H2SO4  KMnO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Cl2 + KOH  KCl + KClO3 + H2O NO2 + NaOH  NaNO3 + NaNO2 + H2O FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO + H2O FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2 + H2O FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + N2O + H2O FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + N2 + H2O Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO + H2O Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + H2O Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + N2O + H2O Al + HNO3  Al(NO3)3 + NO + NO2 + H2O Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + N2 + H2O; Fe + HNO3  Fe (NO3)3 + N2 + N2O + H2O R + HNO3  R(NO3)n + NO + H2O M2CO3 + HNO3  M(NO3)n + N2O + CO2 +H2O MnBr2 + Pb3O4 + HNO3  HMnO4 + Br2 + Pb(NO3)2 + H2O CrI3 + KOH +Cl2  K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O CuO + NH3  N2 + Cu + H2O Bài 1: Cho kim loại Mg vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: NO, N2O , cho biết tỉ khối hỗn hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 20,6875 Viết phương trình Bài 2: Cho kim loại Al vào H2SO4 (đặc, nóng) tạo thành hỗn hợp khí gồm: SO 2, H2S , cho biết tỉ khối hỗn hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 22,625 Viết phương trình Bài 3: Cho kim loại Fe vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: N2, N2O , cho biết tỉ khối hỗn hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 21,2 Viết phương trình Bài 4: Cho kim loại Fe vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: NO khí D , cho biết tỉ khối hỗn hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 22,8 Tìm khí D viết phương trình Bài 5: Cho kim loại Al vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: N2, N2O , cho biết tỉ khối hỗn hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 21 Viết phương trình Bài 6: Cho 2,7 gam Al vào dung dịch HNO3 Tính VN2O thu (đktc) GV: Anh Đào Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa – khử ... 5-Trờng hợp phản ứng tạo nhiều sản phẩm (của oxi hoá hay khử) có nhiều số oxi hoá khác viết riêng phản ứng sản phẩm viết gộp lại sau nhân với hệ số tỉ lệ theo đề cho viết nửa phản ứng riêng nhân... +5 GV: Anh Đào +2y/x Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa – khử 2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 40 = N2O (44) 12 Các phản ứng riªng: 10Fe + 36HNO3 = 10Fe(NO3)3... electron trao ®ỉi: x (5  x ) = (5x2y) 3-C¸c bíc cân phơng trình phản ứng oxi hoá - khử theo phơng pháp thăng e B1: Xỏc nh tt số oxi hóa nguyên tố PTHH B2: Viết trình cho nhận electron B3: Tìm BSCNN