II. Hệ thống câu hỏi và bài tập về phản ứng oxi hóa khử nhằm phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh.
b) Phản ứng oxi hóa khử không rõ môi trường.
Nguyên tắc:
- Trước tiên cân bằng pư OXH - K theo pp thăng bằng (e).
- Sau đó cân bằng các nguyên tố bằng pp đại số, hoặc qua trung gian phương trình ion thu gọn
- Nếu do gom nhiều pư lại, cần phân tích để xác định giai đoạn nào là oxh - k.
Bài 24: [46 tr 112, 133]
Cân bằng phương trình pư sau và xác định rõ chất oxh và chất khử.) a) Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2.
b) K2SO3 +KMnO4 +KHSO4 →K2SO4 +MnSO4 +H2O c) Al + NaOH + NaNO3 → Na3AlO3 + NH3 + H2O”
Hướng dẫn:
a) Al + H2O → Al(OH)3 + H2
2. Al → Al+3 + 3e
3. 2H+ + 2e → H2
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 +H2 (Al: ch. khử, H2O: ch. oxi hóa) Sau đó 2Al(OH)3+2NaOH →2NaAlO2+4H2O
Tổng hợp hai giai đoạn ta có phương trình pư ; 2Al + 2H2O + 2NaOH →2NaAlO2 + 3H2
b) Cân bằng phương trình pư trên qua hai giai đoạn: - Cân bằng phương trình theo pư oxh - k:
K2S+4O3 +KMn+7O4 +KHSO4 →K2S+6O4 +Mn+2SO4 +H2O
5. S+4 →S+6+2e
2. Mn+7+5e →Mn+2 Cân bằng nguyên tố bằng pp đại sè 5 K2SO3 + 2KMnO4 + aKHSO4 → bK2SO4 + 2MnSO4 + c H2O
(K) 12 + a = 2b (1) với (S) 5+a = 2+b (2) còn với (H) a = 2c (3) Lấy phương trình (1) trừ phương trình (2) ta có a = 6 → c = 3
5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 → 9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
c) 8x Al0 → Al+3 + 3e (Al0: là chất khử).3x N+5 + 8e → N-3 (N+5 là chất oxi hóa). 3x N+5 + 8e → N-3 (N+5 là chất oxi hóa). 8Al + 21 NaOH + 3NaNO3 → 8Na3AlO3 + 3NH3 + 6H2O
Pư trên xảy ra trong môi trường kiềm mạnh sau pư môi trường kiềm yếu (pH giảm).
3.1.3.5. Nhiều nguyên tố thay đổi và thay đổi nhiều nấc a. Phản ứng oxi hóa- khử có nhiều nguyờn tè thay đổi sè oxi hóa. a. Phản ứng oxi hóa- khử có nhiều nguyờn tè thay đổi sè oxi hóa.
* ĐÓ làm tốt bài tập dạng này hs phải phân tích tìm được nguyên tố nào
đóng vai trò chất khử, chất oxh để tổ hợp tìm tổng sè (e) nhường, tổng sè (e) nhận rồi mới cân bằng được (có thể là cả phân tử tham gia nhường hoặc nhận (e)). Ngoài ra hs cần phải lưu ý đến tỷ lệ kết hợp các nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
Bên cạnh đó bài tập dạng này cũn giỳp phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho hs (phát triển năng lực tư duy tổng hợp, phân tích.)
Dạng pư oxh - k có đồng thời nhiều nguyên tố thay đổi soh, dẫn đến hệ sẽ bao gồm nhiều quá trình khử và quá trình oxh xảy ra trong những điều kiện môi trường khác nhau. Đây là dạng bài tập khú, nú đũi hỏi hs không chỉ nắm vững các kiến thức cơ bản về pư oxh - k mà còn phải có kỹ năng vận dụng, khả năng suy luận tốt, dạng này và dạng pư oxh - k có nguyên tố tăng giảm soh ở nhiều nấc có thể được coi là một dạng pư oxh - k tổng hợp của các dạng đơn giản đã trình bày ở trên!
* Để làm tốt bài tập dạng này yêu cầu (Nguyên tắc)
- Viết tất cả phương trình biểu diễn sự thay đổi soh của các nguyên tố. - Chó ý sự ràng buộc hệ số ở vế của pư còng nh hệ số trong phân tử.
- Nếu một phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi soh cú xét chuyển nhóm hoặc toàn bộ phân tử,
Bài 25: -[60 tr 110] [45 tr 140] [24 tr 69] [7 tr 61] “Cõn bằng các pư sau theo pp
thăng bằng (e) và chỉ rõ chất oxi hóa, chất khử:
a) FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2.
b) KClO3 + NH3 → KNO3 + KCl + Cl2 + H2O c) KNO3 + FeS → KNO2 + Fe2O3 + SO3.
Hướng dẫn: a) Fe+2S-1 2+ O0 2 → Fe+3 2O3 + S+4O-2 2 Fe+2 → Fe+3 + e 2S-1 → 2S+4 + 2.5e 4x FeS2 → Fe+3 + 2S+4+11e 11x 2O0 + 4e → 2O-2
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
b) 3KClO3 + 2NH3 → 2KNO3 + KCl + Cl2 + 3H2O
a. N-3 →N+5 + 8e
x. Cl+5+ 6e → Cl-
y. 2Cl+5+10e → Cl20
(Đúng ra : ta có 6x +10 y = 8a nếu a = 2 → x = 1. y = 1).
ta có 6x + 10y = 16 (hay 3x + 5y = 8) cặp nghiệm duy nhất x = y = 1)
** Vỡ các thành phần của phân tử đều tham gia pư oxh - k nên khi cân bằng các phương trình pư trên cần chú ý rằng: hệ số của chất oxh và chất khử là chỉ sè của các nguyên tố trong phân tử.
* Bài 26 : [45 tr 133] [7 tr 61] [6 tr 61]: Cân bằng các phương trình pư sau:
a) FeCu2S2 + O2 → Fe2O3 + CuO + SO2 (Cu:+1. Nếu không cho Cu+1 thì có thể cho Cu:+2 và Fe:+2)
b) KNO3 + FeS2 → KNO2 + Fe2O3 + SO3. c) CuFeS2 + O2 → Cu2S + Fe2O3 + SO2
Bài 27: [51 tr 54][24 tr 69][ 7 tr 61] Cân bằng các phương trình pư sau:
b) FeI2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + I2 + H2O c) Fe(CrO2)2 + O2 + Na2CO3 → Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2
Bài 28: [51 tr 54] [24 tr 69] Cân bằng các phương trình pư sau:
a) Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO2 + H2O b) FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3+ H2SO4 + NO2 + H2O.
Hướng dẫn:
a) Cu2S + 12HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + 10NO2 + 6H2O b) FeS2 + 18HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 +7 H2O.
* Bài 29 : [51 tr 37, 54][45 tr 112, 133][7 tr 61]
Cân bằng pư oxh - k sau theo pp thăng bằng (e):
1) CrI3 + Cl2 + KOH → K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O 2) P + NH4ClO4 → H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O 3) FeS + Cu2S + H+ + NO-
3 → Fe3+ + Cu2+ + SO2-
4 + NO + H2O 4)KNO3 +S+C (thuốc nổ đen)→t0 K2S + N2 + CO2
5) K2Cr2O7 + FeCl2 + HCl →FeCl3 + Cl2 + CrCl3 + KCl + H2O Hướng dẫn: 1) 2Cr+3I-1 3 +27 Cl0 2 + 64KOH → 2K2Cr+6O4 + 6KI+7O4 + 54KCl-1 +32 H2O 2) 8P0 + 10N-3H4Cl+7O4 → 8H3P+5O4 + 5N0 2 + 5Cl0 2 + 8H2O P0 và N-3 (NH4ClO4): chất khử. Cl+7 (NH4ClO4):chất oxh N-3 (chất khử) và Cl+7 (chất oxh ) nhưng lại tồn tại trong phân tử NH4ClO4
x P0 → P+5 + 5e
y 2N-3 → N0
2 + 6e a 2Cl+7 +14e → Cl0
2
Theo định luật bảo toàn điện tích ta có: 5x + 6y = 14a. Nhưng y = a (cùng tồn tại trong phân tử NH4ClO4) nên ta có 5x + 6y = 14 y → 5x = 8y. Vậy có giá trị x = 8, y = 5 là phù hợp (giá trị tối giản nhất).
8 P0 → P+5 +5e 5 2N-3 → N0 2 + 6e 5 2Cl+7 +14e → Cl0 2 3) 3Fe+2S-2+3Cu+1 2S-2+ 28H++19N+5O- 3 →3Fe3++ 6Cu2++ 6S+6O2- 4 +19N+2O + 14H2O 4) 2KN+5O3 +S0+3C0(thuốc nổ đen) 0 t → K2S-2 + N0 2 + 3C+4O2
(Để ý trong phân tử K2S ta số nguyên tử K luôn băng 2 số nguyên tử S) 5)K2Cr+6 2O7 + 2Fe+2Cl2 + 14HCl-1 →2Fe+3Cl3 + 2Cl0 2 +2Cr+3Cl3 + 2KCl +7H2O K2Cr+6 2O7 + 4Fe+2Cl2 + 14HCl-1 →4Fe+3Cl3 +Cl0 2 +2Cr+3Cl3 + 2KCl + 7H2O
Loại bài tập này đòi hỏi các em phải có kỹ năng cân bằng pư oxh - k thành thạo