Chơng 4 phản ứng oxi hoá – Khử Tiết 31 Phản ứng oxi Hoá – Khử A. Mục tiêu 1. Giúp HS hiểu đợc các khái niệm về phản ứng oxi hoá – khử dựa vào sự thay đổi số oxi hoá (SOXH), bao gồm : • Chất khử (bị oxi hoá) là chất nhờng electron ? SOXH tăng. • Chất oxi hoá (bị khử) là chất nhận electron ? SOXH giảm. • Quá trình oxi hoá (sự oxi hoá) là quá trình chất khử nhờng electron. • Quá trình khử (sự khử) là quá trình chất oxi hoá nhận electron. • Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng xảy ra đồng thời quá trình oxi hoá và quá trình khử ? có sự thay đổi SOXH của nguyên tố. 2. HS hiểu đợc nguyên tắc chung và các bớc cân bằng một phản ứng oxi hoá – khử theo phơng pháp thăng bằng electron. 3. Rèn luyện kĩ năng lập phơng trình hoá học của một số phản ứng oxi hoá – khử đơn giản. B. Chuẩn bị của GV và HS • GV : Máy tính, máy chiếu, giấy trong, các phiếu học tập.• HS : – Ôn tập các khái niệm về chất oxi hoá, chất khử, sự oxi hoá, sự khử và phản ứng oxi hoá – khử đã học ở THCS. – Thực hành xác định SOXH của các nguyên tố trong hợp chất theo các quy tắc đã học ở chơng 3. C. Tiến trình dạy – học Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1 (10 phút) Kiểm tra bài cũ GV : Chiếu nội dung đồng thời phát phiếu học tập số 1 cho đại diện các nhóm HS. HS : Nhận phiếu học tập và chuẩn bị trả lời vào phiếu. a) Xác định SOXH của Cl và Mn trong các chất sau : Cl 2, HCl, HClO, KClO3, KMnO 4, K2MnO4, MnO2, MnCl2, Mn ? a) 1 1 5 Cl , H Cl, H Cl O, K Cl O , 2 3 ? + + 7 +K Mn O ,4 6 K Mn O , 2 4 + 4 +Mn O ,2 2 +Mn Cl ,2 o M n b) Xác định SOXH của Fe, Cr, N, S trong các hợp chất sau : FeO, FeCl3, Fe3O4, Fe2O3, K2Cr2O7, CrCl 3, Cr2(SO4)3, HNO3, H2SO4, H2S, Na 2SO3 ?GV : Chiếu nội dung phiếu học tập số 2 lên màn hình đồng thời phát phiếu cho đại diện các nhóm. a) Lấy ví dụ minh hoạ cho chất oxi hoá, chất khử, sự oxi hoá, sự khử và phản ứng oxi hoá – khử đã học ở THCS (lớp 8) ? b) Theo định nghĩa đó, phản ứng sau đây có phải phản ứng oxi hoá – khử không ? Giải thích 2Na + Cl 2 ? 2NaCl. GV nhận xét : Mặc dầu không có sự nhờng – nhận nguyên tử oxi nhng đây là phản ứng oxi hoá – khử. Điều này đợc giải thích dựa trên định nghĩa mới sau đây về phản ứng oxi hoá – khử. HS : Nhận phiếu học tập và chuẩn bị trả lời vào phiếu a) CuO + H2 t0 ? Cu + H2O (chất oxi hoá) (chất khử) b) Theo định nghĩa ở lớp 8 thì phản ứng này không xếp vào phản ứng oxi hoá – khử vì không có sự nhờng và nhận oxi. I. Định nghĩa Hoạt động 2 (5 phút) 1. Chất oxi hoá và chất khử GV yêu cầu HS xác định SOXH của các nguyên tố trong phơng trình phản ứng sau : CuO + H 2 ? Cu + H2O HS : 2 2 1 2 Cu O H Cu H O 2 2 + ? ? + + ? + GV : Hãy chỉ ra chất oxi hoá và chất khử ? HS : CuO chất oxi hoá H 2 chất khử GV : Hãy nhận xét về sự thay đổi SOXH của chất oxi hoá và chất khử ? HS : SOXH của Cu giảm từ +2 xuống 0 và của H tăng từ 0 lên +1. GV : Tại sao có sự tăng giảm SOXH ? HS : Do có sự cho – nhận electron. sự oxi hoá H2 (chiếm oxi của CuO) sự khử CuO (tách oxi ra khỏi CuO)GV : Nh vậy có thể dựa vào SOXH để xác định chất oxi hoá và chất khử nh thế nào ? HS : – Chất làm tăng SOXH là chất khử. – Chất làm giảm SOXH là chất oxi hoá. GV : Chiếu định nghĩa lên màn hình : – Chất khử là chất nhờng electron (chất bị oxi hoá) ? SOXH tăng. – Chất oxi hoá là chất nhận electron (chất bị khử) ? SOXH giảm. HS : Ghi định nghĩa. Hoạt động 3 (5 phút) 2. Sự oxi hoá và sự khử GV chiếu định nghĩa lên màn hình : – Quá trình chất khử nhờng electron gọi là quá trình oxi hoá (sự oxi hoá). – Quá trình chất oxi hoá nhận electron gọi là quá trình khử (sự khử) HS : Ghi định nghĩa. GV : Hãy biểu diễn quá trình oxi hoá và quá trình khử cho phản ứng trên ? HS : Quá trình oxi hoá : 1 H 2 H 2e 2 ? + ? + Quá trình khử : 2 Cu 2e Cu + ? + ? GV : áp dụng định nghĩa mới này hãy xác định chất oxi hoá, chất khử, sự oxi hoá và sự khử cho phản ứng sau ? 2Na + Cl 2 ? 2NaCl HS : 1 1 ?2 Na Cl 2 Na Cl2 ? + + ? (chất khử) (chất oxi hoá) Quá trình oxi hoá : 1 Na Na 1e ? + ? + Quá trình khử : 1 ?Cl 2e 2Cl2 + ? 2 ì 1eGV : Yêu cầu HS phân tích ví dụ 4 trong SGK : H 2 + Cl2 ? 2HCl HS : 1 1 H Cl 2 HCl 2 2 ? ? + + ? (khử) (oxi hoá) Quá trình oxi hoá : 1 H 2H 2e 2 ? + ? + Quá trình khử : 1 ?Cl 2e 2Cl2 + ? GV : Thực tế trong phản ứng này không có sự cho – nhận electron mà chỉ có sự chuyển dịch electron từ chất khử sang chất oxi hoá vì HCl là hợp chất cộng hoá trị chứ không phải hợp chất ion nh NaCl. Hoạt động 4 (5 phút) 3. Phản ứng oxi hoá – khử GV chiếu định nghĩa phản ứng oxi hoá – khử lên màn hình : Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học, trong đó có sự chuyển electron của các chất (nguyên tử, phân tử hoặc ion) phản ứng. HS : Ghi định nghĩa.GV : Hãy xác định SOXH của các nguyên tố trong hai phản ứng sau và cho biết phản ứng nào là phản ứng oxi hoá – khử ? CaCO 3 ? CaO + CO2 (1) 2HgO ? 2Hg + O2 (2) GV : Vậy có thể định nghĩa phản ứng oxi hoá – khử dựa vào SOXH ? HS : 2 4 2 2 2 4 2 Ca C O Ca O C O 3 2 + + + + ? + (1) 2 2 2 HgO 2Hg O2 + ? ? ? + (2) Chỉ có phản ứng (2) là có sự thay đổi SOXH (kết quả của sự chuyển dịch electron) ? (2) là phản ứng oxi hoá – khử còn (1) không phải là phản ứng oxi hoá – khử. HS : phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi SOXH của một số nguyên tố. GV : Có phản ứng oxi hoá – khử nào xảy ra mà chỉ có một quá trình oxi hoá hoặc quá trình khử không ? GV kết luận : Phản ứng oxi hoá – khử luôn xảy ra đồng thời quá trình oxi hoá và quá trình khử. HS : không có. II. Lập phơng trình hoá học của phản ứng oxi hoá – khử Hoạt động 5 (2 phút) 1. Nguyên tắc chung GV đặt vấn đề : Giả sử trong phản ứng oxi hoá – khử, chất khử nhờng hẳn electron cho chất oxi hoá, ta có thể cân bằng phơng trình hoá học của phản ứng theo phơng pháp thăng bằng electron.GV : chiếu nguyên tắc bảo toàn electron trong phản ứng oxi hoá – khử : ?e (chất khử cho) = ?e (chất oxi hóa nhận) HS : Ghi nguyên tắc. Hoạt động 6 (15 phút) 2. Các bớc cân bằng GV chiếu 4 bớc cơ bản khi cân bằng oxi hoá – khử lên màn hình và yêu cầu HS cân bằng theo ví dụ 1 (SGK). HS : Cân bằng phản ứng : P + O2 ? P2O5 Bớc 1 : Xác định SOXH của các nguyên tố trong phản ứng để tìm chất oxi hoá và chất khử. Bớc 1 : 5 2 P O P O 2 2 5 ? ? + + ? (khử) (oxi hoá) Bớc 2 : Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử. Quá trình oxi hoá : Kh1 ? Oxh1 + ne Quá trình khử : Oxh2 + me ? Kh2 Bớc 2 : Quá trình oxi hoá : 5 P P 5e ? + ? + Quá trình khử : 2 O 4e 2O2 + ? Bớc 3 : Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hoá và chất khử dựa trên nguyên tắc BTE : Kh 1 ? Oxh1 + ne ì m Oxh 2 + me ? Kh2 ì n m Kh 1 + n Oxh2 ? m Oxh1 + n Kh2 Bớc 3 : 5 P P 5e ? + ? + ì 4 2 ?O 4e 2O2 + ? ì 5 5 2 ?4 P 5O 4 P 10O2 ? + + ? + Bớc 4 : Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử (m, n) vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính ra hệ số của các chất khác có mặt trong phơng trình hoá học. Kiểm tra cân bằng các nguyên tố không thay đổi SOXH (nếu có) để hoàn tất việc lập phơng trình hoá học của phản ứng. Bớc 4 : 4P + 5O2 ? 2P2O5GV : Phát phiếu học tập số 3 yêu cầu cân bằng phản ứng sau theo 4 bớc : Cu + HNO 3 ? Cu(NO3)2 + NO + H2O HS : Xác định SOXH và cân bằng : 5 2 2 Cu H N O Cu(NO ) N O H O 3 3 2 2 ? + + + + ? + + 2 Cu Cu 2e ? + ? + ì 3 5 2 N 3e N + + + ? ì 2 3Cu + 2HNO 3?3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O GV : Phơng trình này cha cân bằng vì ngoài 2 phân tử HNO3 làm chất oxi hoá thì ở vế trái cần thêm vào 6 phân tử HNO 3 làm môi trờng (không thay đổi SOXH) để tạo muối. Hãy hoàn tất việc cân bằng ? HS : 3Cu + 8HNO 3 ? 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H 2O GV nhận xét : Trong 8 phân tử HNO3 thì : 8HNO 3 3 3 3 2HNO (oxi hoá) 2NO 6HNO (môi trờng) 6NO ? ? ? ? ? ? ? Hoạt động 7 (3 phút) Củng cố bài – bài tập về nhà • GV củng cố toàn bộ tiết thứ nhất, lu ý HS : 1. Phân biệt các khái niệm về phản ứng oxi hoá – khử : Chất oxi hoá Chất khử + ne SOXH giảm Quá trình khử Bị khử – ne SOXH tăng Quá trình oxi hoá Bị oxi hoá