1. LÍ THUYẾT
1.1. CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
B1. Xác định số oxi hoá các nguyên tố. Tìm ra nguyên tố có số oxi hoá thay đổi .
B2. Viết các quá trình làm thay đổi số oxi hoá
Chất có oxi hoá tăng : Chất khử - ne số oxi hoá tăng
Chất có số oxi hoá giảm: Chất oxi hoá + me số oxi hoá giảm
B3. Xác định hệ số cân bằng sao cho số e cho = số e nhận
B4. Đưa hệ số cân bằng vào phương trình, đúng chất (Nên đưa hệ số vào bên phải của pt trước) và kiểm tra lại theo trật tự : kim loại – phi kim – hidro – oxi
VD: Lập PTHH oxh-k sau: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O.
\(\mathop {Al}\limits^0 + H\mathop N\limits^{ + 5} {O_3} \to \mathop {Al}\limits^{ + 3} {(N{O_3})_3} + \mathop {{N_2}}\limits^{ + 1} O + {H_2}O\)
\(\begin{array}{*{20}{c}}
{\mathop {\mathop 8\limits_{} }\limits^{} \times }\\
{3 \times }
\end{array}\left| \begin{array}{l}
\mathop {Al}\limits^0 \to \mathop {Al}\limits^{ + 3} + 3e\\
2\mathop N\limits^{ + 5} + 2.4e \to 2\mathop N\limits^{ + 1}
\end{array} \right.\)
\(8\mathop {Al}\limits^0 + 30H\mathop N\limits^{ + 5} {O_3} \to 8\mathop {Al}\limits^{ + 3} {(N{O_3})_3} + 3\mathop {{N_2}}\limits^{ + 1} O + 15{H_2}O\)
1.2. HOÀN THÀNH PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
a. CÁC CHẤT OXI HÓA THƯỜNG GẶP
- Các hợp chất của mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4-, MnO42-, MnO2)
- KMnO4, K2MnO4, MnO2 trong môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối Mn2+
VD: 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O
2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O
K2MnO4 + 4FeSO4 + 4H2SO4 → MnSO4 + 2Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O
MnO2 + 4HCl(đ) → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
MnO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4→MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
2KMnO4 + 10NaCl + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Cl2 + K2SO 4 + 5Na2SO4 + 8H2O
- KMnO4 trong môi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit (MnO2)
VD: 2KMnO4 + 4K2SO3 + H2O → MnO2 + K2SO4 + KOH
2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4
2KMnO4 + 3H2O2 → 2MnO2 + 3O2 + 2KOH + 2H2O
- KMnO4 trong môi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4
VD: 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O
Lưu ý:
- KMnO4 trong môi trường axit (thường là H2SO4) có tính oxi hóa rất mạnh, nên nó dễ bị mất màu tím bởi nhiều chất khử như: Fe2+; FeO; Fe3O4; SO2; SO32-; H2S; S2-; NaCl; HCl; KBr, HBr, HI; KI; Cl-; Br-; I-; NO2-; Anken; Ankin; Ankađien; Aren đồng đẳng benzen; …
- KMnO4 có thể đóng vai trò chất oxi hóa trong môi trường axit (H+), bazơ (OH-) hoặc trung tính (H2O). Còn K2MnO4, MnO2 chỉ có thể đóng vai trò chất oxi hóa trong môi trường axit
- Hợp chất của crom: K2Cr2O7; K2CrO4 (Cr2O72-; CrO42-)
- K2Cr2O7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K2CrO4 (Kali cromat) trong môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr3+)
VD: K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O
- Trong môi trường trung tính, muối cromat (CrO42-) thường bị khử tạo crom (III) hiđroxit (Cr(OH)3)
VD: 2KCrO4 + 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH
- Axit nitric (HNO3), muối nitrat trong môi trường axit (NO3-/H+)
- HNO3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO2. Các chất khử thường bị HNO3 oxi hóa là: các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe3O4), một số phi kim (C, S, P), một số hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất hay trung gian (H2S, SO2, SO32-, HI), một số hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa trung gian (Fe2+, Fe(OH)2)
VD: Fe + 6HNO3 (đ, nóng) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
FeO + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Fe3O4 + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
Fe(OH)2 + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O
C + 4HNO3(đ) → CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
P + 5HNO3(đ) → H3PO4 + 5NO2 + H2O
Al + 6HNO3(đ, nóng) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
- HNO3 loãng thường bị khử thành NO (khí nitơ oxit). Các chất khử thường gặp là: các kim loại, các oxit kim loại hay hợp chất kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2+), một số phi kim (S, C, P), một số hợp chất của phi kim trong đó phi kim có số oxi hoá thấp nhất hoặc có số oxi hóa trung gian (NO2-, SO3).
VD: 3Fe(OH)2 + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O
3FeO + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3Fe3O4 + 28HNO3(l) → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Cr + 4HNO3(l) → Cr(NO3)3 + NO + 2H2O
3P + 5HNO3(l) + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO
- Muối nitrat trong môi trường axit (NO3-/H+) giống như HNO3 loãng, nên nó oxi hóa được các kim loại tạo muối, NO3- bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước (H2O)
VD: 3Cu + 2NaNO3 + 8HCl → 3CuCl2 + 2NO + 2NaCl + 4H2O
3Cu + Cu(NO3)2 + 8HCl → 4CuCl2 + 2NO + 4H2O
- Ba kim loại sắt (Fe), nhôm (Al) và crom (Cr) không bị hòa tan trong dung dịch axit nitric đậm đặc nguội (HNO3 đ, nguội) cũng như trong dung dịch axit sunfuric đậm đặc nguội (H2SO4 đ, nguội) (bị thụ động hóa, bị trơ).
- Các kim loại mạnh như magie (Mg), nhôm (Al), kẽm (Zn) không những khử HNO3 tạo NO2, NO, mà có thể tạo N2O, N2, NH4NO3. Dung dịch HNO3 càng loãng thì bị khử tạo hợp chất của N hay đơn chất của N có số oxi hóa càng thấp.
VD: 8Al + 30HNO3(khá loãng) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
10Al + 36HNO3(rất loãng) → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
8Al + 30HNO3(quá loãng) → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
- Axit sunfuric đậm đặc nóng, H2SO4(đ, nóng)
- H2SO4(đ, nóng) thường bị khử tạo khí SO2. Các chất khử thường tác dụng với H2SO4(đ, nóng) là: các kim loại, các hợp chất của kim loại số oxi hóa trung gian (như FeO, Fe3O4), một số phi kim (như C, S, P), một số hợp chất của phi kim (như HI, HBr, H2S)
VD: 2Fe + 6H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2FeO + 4H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4(đ, nóng) → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
Fe2O3 + 3H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3H2O (phản ứng trao đổi)
S + 2H2SO4(đ, nóng) → 3SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4(đ, nóng) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
2P + 5H2SO4(đ, nóng) → 2H3PO4 + 5SO2 +2H2O
2HBr + H2SO4(đ, nóng) → Br2 + SO2 + 2H2O
- Các kim loại mạnh như Mg, Al, Zn không những khử H2SO4 đậm đặc, nóng thành SO2 mà còn thành S, H2S. H2SO4 đậm đặc nhưng nếu loãng bớt thì sẽ bị khử tạo lưu huỳnh (S) hay hợp chất của lưu huỳnh có số oxi hóa thấp hơn (H2S). Nguyên nhân của tính chất trên là do kim loại mạnh nên dễ cho điện tử (để H2SO4 nhận nhiều điện tử) và do H2SO4 ít đậm đặc nên nó không oxi hóa tiếp S, H2S.
VD: 2Al + 6H2SO4(đ, nóng) → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
8Al + 15H2SO4(hơi đặc, nóng) → 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O
2Al + 3H2SO4(loãng) → Al2(SO4)3 + 3H2
- Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 loãng là a xit thông thường (tác nhân oxi hóa là H+), chỉ dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng mới là axit có tính oxi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là SO42-). Trong khi dung dịch HNO3 kể cả đậm đặc lẫn loãng đều là axit có tính o xi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là NO3-)
b. CÁC CHẤT KHỬ THƯỜNG GẶP
- Kim loại
- Tất cả kim loại đều là chất khử. Kim loại bị khử tạo thành hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa dương. Phản ứng nào có kim loại tham gia thì đó là phản ứng oxi hóa khử và kim loại luôn luôn đóng vai trò chất khử. Kim loại có thể khử các phi kim, axit thông thường, nước, axit có tính oxi hóa mạnh, muối của kim loại yếu hơn, oxit của kim loại yếu hơn, dung dịch kiềm,…
- Kim loại khử phi kim (F2, Cl2, Br2, I2, O2, S, N2, P, C, Si, H2) tạo muối hay oxit
VD: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Fe + S → FeS
3Fe + 2O2 → Fe3O4
- Kim loại khử ion H+ của axit thông thường, tạo muối và khí hiđro.
Kim loại đứng trước H trong dãy thế điện hoá khử được ion H+ của axit thông thường tạo khí hiđro (H2), còn kim loại bị oxi hoá tạo muối: K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au
VD: Fe + H2SO4(l) → FeSO4 + H2
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Cu + HCl → không phản ứng
- Kim loại kiềm, kiềm thổ khử được nước ở nhiệt độ thường, tạo hiđroxit kim loại và khí hiđro.
Kim loại kiềm: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
Kim loại kiềm thổ: Ca, Sr, Ba, Ra
VD: Na + H2O → NaOH + ½ H2
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
- Kim loại (trừ vàng, bạch kim) khử được axit có tính oxi hoá mạnh [HNO3, H2SO4(đặc, nóng)] tạo muối, khí NO2, NO hay SO2 và H2O.
- Kim loại mạnh (trừ kim loại kiềm, kiềm thổ) khử được ion kim loại yếu hơn trong dung dịch muối.
K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au
- Các kim loại có oxit lưỡng tính (trừ Cr, gồm Al, Zn, Be, Sn, Pb) khử được dung dịch kiềm, tạo muối và khí hiđro.
- Hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa trung gian, mà thường gặp là Fe(II) [như FeO, Fe(OH)2, FeSO4, FeCl2, Fe(NO3)2, Fe2+, FeS, FeS2], Fe3O4, Cr(II), Cu2O. Các chất khử này bị oxi hóa tạo thành hợp chất của kim loại đó có số oxi hóa cao hơn.
VD: 2FeO + 1/2O2 → Fe2O3
3FeO + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O
3Fe(OH)2 + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
FeCO3 + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O
FeS2 + 18HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 + 7H2O
2FeS2 + 14H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
- Một số phi kim, như H2, C, S, P, Si, N2, Cl2. Các phi kim này bị oxi hóa tạo thành hợp chất của phi kim, trong đó phi kim có số oxi hóa dương. Các chất oxi hóa thường dùng để oxi hóa các phi kim là oxit kim loại, oxi, HNO3, H2SO4(đặc, nóng).
- Một số hợp chất của phi kim, trong đó phi kim có số oxi hóa trung gian, như CO, NO, NO2, NO2−, SO2, SO32−, Na2S2O3, FeS2, P2O3, C2H4, C2H2,…Các hợp chất này bị oxi hóa tạo thành hợp chất của phi kim trong đó phi kim có số oxi hóa cao hơn.
- Các hợp chất của phi kim, trong đó phi kim có số oxi hóa thấp nhất (cực tiểu), như X− (Cl−, Br−, I−, HCl, HBr, HI), S2−, H2S, NH3, PH3, CH4, NaH, CaH2, …Các hợp chất bị oxi hóa tạo phi kim đơn chất hay hợp chất của phi kim có số oxi hóa cao hơn.
VD: Tất cả các kim loại, như: Na ; Mg ; Al ; Ag ; Hg ; Au ; Các hợp chất của phi kim,
như: X− (F− , Cl− , Br− , I−) ; HCl ; HBr ; HI ; H2S ; S2− ; H− ; NaH ; CaH2 ; NH3 ; PH3 ; CH4; SiH4 ; O2−.
- Còn nguyên tố nào có số oxi hóa trung gian (trong đơn chất phi kim, các hợp chất của kim loại hay phi kim trong đó kim loại hay phi kim có số oxi hóa trung gian) nếu tham gia phản ứng oxi hóa khử thì tùy trường hợp (tùy theo tác chất mà chúng phản ứng) mà có thể đóng vai trò chất oxi hóa hoặc đóng vai trò chất khử.
VD: H2 ; C ; Si ; O2 ; S ; Cl2 ; Br2 ; I2 ; Fe2+ ; FeO ; Fe3O4 ; FeCl2 ; FeSO4 ; Cu2O ; SO2 ;Na2S2O3 ; NO2.
- Có phân tử mà trong phân tử có chứa cả nguyên tố có oxi hóa cao nhất lẫn nguyên tố có số oxi hóa thấp nhất, do đó tùy trường hợp mà phân tử này hoặc là chất oxi hóa hoặc là chất khử hoặc là chất trao đổi (không là chất oxi hóa, không là chất khử).
VD: HCl, H2S, KMnO4, K2Cr2O7, Fe2O3, KClO3
2. LUYỆN TẬP
Câu 1. Tổng hệ số (các số nguyên, tối giản) của tất cả các chất trong phương trình phản ứng giữa Cu với dung dịch HNO3 đặc, nóng là
A. 10.
B. 9.
C. 8.
D. 11.
Câu 2. Trong phản ứng đốt cháy CuFeS2 tạo ra sản phẩm CuO, Fe2O3 và SO2 thì một phân tử CuFeS2 sẽ
A. nhận 13 electron.
B. nhận 12 electron.
C. nhường 13 electron.
D. nhường 12 electron.
Câu 3. Cho phương trình hoá học: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
Sau khi cân bằng phương trình hoá học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3 là
A. 23x - 9y.
B. 45x - 18y.
C. 13x - 9y.
D. 46x - 18y.
Câu 4. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(I) Sục khí SO2 vào dung dịch KMnO4.
(II) Sục khí SO2 vào dung dịch H2S.
(III) Sục hỗn hợp khí NO2 và O2 vào nước.
(IV) Cho MnO2 vào dung dịch HCl đặc, nóng.
(V) Cho Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng.
(VI) Cho SiO2 vào dung dịch HF.
Số thí nghiệm có phản ứng oxi hoá - khử xảy ra là
A. 3.
B. 6.
C. 4.
D. 5.
Câu 5. Cho các phản ứng sau:
a) FeO + HNO3 (đặc, nóng) →
b) FeS + H2SO4 (đặc, nóng) →
c) Al2O3 + HNO3 (đặc, nóng) →
d) Cu + dung dịch FeCl3 →
e) CH3CHO + H2
f) glucozơ + AgNO3 trong dung dịch NH3 →
g) C2H4 + Br2 →
h) Glixerol + Cu(OH)2 →
Dãy gồm các phản ứng đều thuộc loại phản ứng oxi hóa - khử là:
A. a, b, c, d, e, h.
B. a, b, c, d, e, g.
C. a, b, d, e, f, h.
D. a, b, d, e, f, g.
Câu 6. Cho dãy các chất: FeO, Fe(OH)2, FeSO4, Fe3O4, Fe2(SO4)3, Fe2O3. Số chất trong dãy bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng là
A. 3.
B. 5.
C. 4
D. 6.
Câu 7. Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 lần lượt phản ứng với HNO3 đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá - khử là
A. 5.
B. 6.
C. 7.
D. 8.
Câu 8. Trong phản ứng: K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O
Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử bằng k lần tổng số phân tử HCl tham gia phản ứng. Giá trị của k là
A. 1/7.
B. 4/7.
C. 3/7.
D. 3/14.
Câu 9. Cho dung dịch X chứa KMnO4 và H2SO4 (loãng) lần lượt vào các dung dịch: FeCl2, FeSO4, CuSO4, MgSO4, H2S, HCl (đặc). Số trường hợp có xảy ra phản ứng oxi hoá - khử là
A. 5.
B. 4.
C. 6.
D. 3.
Câu 10. Cho phản ứng:
Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 → Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
Tổng hệ số của các chất (là những số nguyên, tối giản) trong phương trình phản ứng là
A. 27.
B. 47.
C. 31.
D. 23.
Câu 11. Dãy gồm các kim loại đều tác dụng được với dung dịch HCl nhưng không tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nguội là:
A. Cu, Fe, Al.
B. Fe, Al, Cr.
C. Cu, Pb, Ag.
D. Fe, Mg, Al.
Câu 12. Cho các chất: KBr, S, SiO2, P, Na3PO4, FeO, Cu và Fe2O3. Trong các chất trên, số chất có thể bị oxi hóa bởi dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng là
A. 4.
B. 5.
C. 7.
D. 6.
Câu 13.Thực hiện các thí nghiệm với hỗn hợp bột gồm Ag và Cu (hỗn hợp X):
(a) Cho X vào bình chứa một lượng dư khí O3 (ở điều kiện thường).
(b) Cho X vào một lượng dư dung dịch HNO3 (đặc).
(c) Cho X vào một lượng dư dung dịch HCl (không có mặt O2).
(d) Cho X vào một lượng dư dung dịch FeCl3.
Thí nghiệm mà Cu bị oxi hoá còn Ag không bị oxi hoá là
A. (c).
B. (a).
C. (d).
D. (b).
Câu 14. Dãy chất nào sau đây đều thể hiện tính oxi hóa khi phản ứng với SO2?
A. Dung dịch BaCl2, CaO, nước brom.
B. Dung dịch NaOH, O2, dung dịch KMnO4.
C. O2, nước brom, dung dịch KMnO4.
D. H2S, O2, nước brom.
Câu 15. Cho các chất riêng biệt sau: FeSO4, AgNO3, Na2SO3, H2S, HI, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Số trường hợp xảy ra phản ứng oxi hoá - khử là
A. 6.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Chuyên đề hoàn thành phản ứng oxi hóa khử môn Hóa học 10 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tốt!
