II. Hướng dẫn giải một số dạng bài tập cơ bản
1. Cân bằng phản ứng oxi hốkhử theo phương pháp thăng bằn ge
Bước 1: Xác định số oxi hĩa của các nguyên tố Chất khử (chất cĩ số oxi hĩa tăng) và chất oxi hĩa (chất cĩ số oxi hĩa giảm).
Bước 2: Viết quá trình oxi hĩa của chất khử và quá trình khử của chất oxi hĩa. Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hĩa (số nguyên tối giản). Bước 4:
Đặt các hệ số đĩ vào phương trình nhưng nếu cĩ tạo muối thì tạm thời chưa cân bằng axit phản ứng.
Đếm S để cân bằng axit H2SO4; đếm N để cân bằng axit HNO3; đếm Cl để cân bằng axit HCl.
Đếm H để cân bằng H2O. 1.1. Phản ứng oxi hĩa – khử thơng thường
Ví dụ:
Bài 1)S + HNO3 lỗng H2SO4 + NO
Hướng dẫn giải 0 5 6 2 3 2 4 S H N O H S O N O 0 S là chất khử; 5
N (HNO3) là chất oxi hĩa 1x
0 6
S S 6e (quá trình oxi hĩa) 2x
5 2
N 3e N (quá trình khử) S 2H N O 0 5 3 H S O26 4 2 N O2
Bài 2)Al + HNO3 đặc to Al(NO3)3 + NO2 + H2O
Hướng dẫn giải 0 5 3 4 3 3 3 2 2 Al H N O to Al NO N O H O 0 Al là chất khử; 5
N (HNO3) là chất oxi hĩa 1x
0 3
Al Al 3e (quá trình oxi hĩa) 3x
5 4
N 1e N (quá trình khử)
Al H N O 0 5 3 to Al NO3 33 3N O4 2 H O2
Đếm N để cân bằng axit HNO3 và đếm H để cân bằng H2O, ta được: 0 5 3 4 3 3 3 2 2 Al 6H N O to Al NO 3N O 3H O
1.2. Phản ứng oxi hĩa – khử ở mơi trường axit, bazơ, trung tính (H2O)
Lưu ý: Trong mơi trường axit, KMnO4 bị khử xuống Mn+2; trong mơi trường kiềm, KMnO4 bị khử thành K2MnO4 cịn trong mơi trường trung tính KMnO4 bị khử thành MnO2.
Ví dụ:
Bài 3)KMnO4 + KI + H2SO4 MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O
Hướng dẫn giải 7 1 2 0 2 4 2 4 4 2 4 2 K Mn O K I H SO Mn SO I K SO H O 1 I
(KI) là chất khử; Mn7 (KMnO4) là chất oxi hĩa 5x
1 0
2
2I I 2e (quá trình oxi hĩa)
2x
7 2
Mn 5e Mn (quá trình khử)
2K Mn O7 4 10K I H SO 1 2 42Mn SO2 4 5I0 2 K SO2 4 H O2
Đếm K để cân bằng K2SO4, đếm S để cân bằng H2SO4 và đếm H để cân bằng H2O, ta được:
7 1 2 0
2
4 2 4 4 2 4 2
2K Mn O 10K I 8H SO 2Mn SO 5I 6K SO 8H O
Bài 4)FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Hướng dẫn giải 2 7 3 2 2 4 4 2 4 4 3 4 2 4 2 FeSO K Mn O H SO Fe SO Mn SO K SO H O 2
Fe (FeSO4) là chất khử; Mn7 (KMnO4) là chất oxi hĩa 5x
2 3
2Fe 2Fe 2e (quá trình oxi hĩa) 2x
7 2
Mn 5e Mn (quá trình khử)
10FeSO2 4 2K Mn O7 4 H SO 2 45Fe SO3 2 43 2Mn SO2 4 K SO2 4 H O2 Đếm S để cân bằng H2SO4 và đếm H để cân bằng H2O, ta được:
2 7 3 2
2
4 4 2 4 4 3 4 2 4 2
10FeSO 2K Mn O 8H SO 5Fe SO 2Mn SO K SO 8H O 1.3. Phản ứng oxi hĩa – khử trong đĩ chất khử, chất oxi hĩa cũng là mơi trường
Ví dụ:
Bài 5)KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Hướng dẫn giải 7 1 2 0 2 4 2 2 K Mn O H Cl KCl Mn Cl Cl H O 1
Cl (HCl) là chất khử; Mn7 (KMnO4) là chất oxi hĩa 5x
1 0
2
2Cl Cl 2e (quá trình oxi hĩa) 2x
7 2
Mn 5e Mn (quá trình khử)
2K Mn O7 4 16H Cl 1 2KCl 2Mn Cl 2 2 5Cl0 2 8H O2
Bài 6)Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O
Hướng dẫn giải 8/3 5 3 2 3 4 3 3 3 2 Fe O H N O Fe NO N O H O 8/3 Fe (Fe3O4) là chất khử; 5
N (HNO3) là chất oxi hĩa 3x
8/3 3
3Fe 3Fe 1e (quá trình oxi hĩa) 1x 5 2 N 3e N (quá trình khử) 3Fe O8/33 4 28H N O 5 39Fe NO3 33 N O 14H O2 2 1.4. Phản ứng oxi hĩa – khử phức tạp Ví dụ:
Bài 7)FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2
Hướng dẫn giải 2 1 0 3 2 4 2 2 2 2 3 2 Fe S O Fe O S O FeS2 là chất khử, 0 2 O là chất oxi hĩa
(Lưu ý: phương trình này cĩ 3 nguyên tố thay đổi số oxi hĩa: Fe, S và O. Để đơn giản, ta xét cả phân tử FeS2 cĩ tổng số oxi hĩa bằng 0).
4x ¼
0 3 4
2
FeS Fe 2 S 1 1e (quá trình oxi hĩa) 11x
0 2
2
O 4e 2 O (quá trình khử) 4Fe S 11O 2 12 0 2 2Fe O 8SO3 223 4 22
Bài 8)CrI3 + Cl2 + KOH K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O
Hướng dẫn giải
3 1 0 6 7 1
3 2 2 4 4 2
Cr I Cl KOH K Cr O K I O K Cl H O CrI3 là chất khử; Cl2 là chất oxi hĩa
2x ¼
0 6 7
3
CrI Cr 3 I 27e (quá trình oxi hĩa) 27x 0 1 2 Cl 2e 2Cl (quá trình khử) 2Cr I3 13 27Cl0 2 64KOH 2K Cr O2 6 4 6K I O7 4 54K Cl 32H O1 2 1.5. Phản ứng tự oxi hĩa – khử
Phản ứng tự oxi hĩa – khử là phản ứng trong đĩ một chất vừa đĩng vai trị là chất oxi hĩa vừa đĩng vai trị là chất khử.
Ví dụ:
Bài 9)Cl2 + KOH KCl + KClO + H2O
Hướng dẫn giải
0 1 1
2 2
Cl KOHK Cl K Cl O H O Cl2 vừa là chất khử vừa là chất oxi hĩa 1x
0 1
Cl Cl 1e (quá trình oxi hĩa) 1x
0 1
Cl 1e Cl (quá trình khử)
Cl0 2 2KOH K Cl K ClO H O 1 1 2
Bài 10) NO2 + NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O
Hướng dẫn giải
4 3 5
2 2 3 2
N O NaOH Na N O Na N O H O
NO2 vừa là chất khử vừa là chất oxi hĩa 1x
4 5
N N 1e (quá trình oxi hĩa) 1x
4 3
N 1e N (quá trình khử)
2N O4 2 2NaOH Na N O3 2 Na N O5 3 H O2 1.6. Phản ứng oxi hĩa – khử nội phân tử
Phản ứng oxi hĩa – khử nội phân tử là phản ứng trong đĩ 2 nguyên tố trong cùng 1 phân tử bị thay đổi số oxi hĩa, một nguyên tố cĩ số oxi hĩa tăng và một nguyên tố cĩ số oxi hĩa giảm.
Ví dụ: Bài 11) KClO3 KCl + O2 Hướng dẫn giải 5 2 1 0 3 2 K Cl O K Cl O
Cl+5 (KClO3) là chất oxi hĩa, O-2 (KClO3) là chất khử 3x
2 0
2
2 O O 4e (quá trình oxi hĩa) 2x
5 1
Cl 6e Cl (quá trình khử) 2K ClO 5 232K Cl 3O 1 02
Bài 12) KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
Hướng dẫn giải
7 2 6 4 0
4 2 4 2 2
K Mn O K Mn O Mn O O
Mn+7 (KMnO4) là chất oxi hĩa, O-2 (KMnO4) là chất khử 1x
2 0
2
2 O O 4e (quá trình oxi hĩa) 1x 7 6 4 2Mn 4e Mn Mn (quá trình khử) 7 2 6 4 0 4 2 4 2 2 2K Mn O K Mn O Mn O O