Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm Tóm tắt lý thuyết Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử:  Phương pháp thăng electron: Các bước thực hiện:  Viết sơ đồ phản ứng xác định chất khử chất oxi hóa  Viết sơ đồ cho nhận electron Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho tổng số electron nhận  Nhân hệ số tìm vào chất khử, chất oxi hóa sản phẩm tương ứng, cộng trình thành sơ đồ phản ứng chuyển dạng phân tử  Cân chất phản ứng theo thứ tự: kim loạị  phi kim  hidro oxi Ví dụ: +5 +3 +4 Fe0 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + H2O Chất khử: Fe Chất oxi hóa: HNO3 Quá trình oxi hóa: Fe0  Fe+3 + 3e- X1 Quá trình khử: N+5 + 1e-  N+4 X3 Sơ đồ: Phương trình: Fe0 + N+5  Fe+3 + N+4 Fe + HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + H2O  Phương pháp ion – electron: phải đảm bảo nguyên tắc tổng electron cho tổng electron nhận; lúc viết nguyên tố có số oxi hóa thay đổi dạng ion * Lưu ý: Phản ứng có axit (H+) tham gia: - Nếu trình làm giảm oxi vế trái thêm H+, vế phải có H2O tạo thành - Nếu trình làm tăng oxi vế trái thêm H2O, vế phải có H+ tạo thành Ví dụ: MnO4- + NO2- + H+  Mn2+ + NO3 + H2O MnO4- + H+ + 5e-  Mn2+ + H2O X2 NO2- + H2O  NO3- + H+ + 2e- X5  MnO4- + NO2- + H+  Mn2+ + NO3- + H2O Phản ứng có kiềm (OH-) tham gia: - Nếu trình làm giảm oxi vế trái thêm H2O, vế phải có OH- tạo thành - Nếu trình làm tăng oxi vế trái thêm OH-, vế phải có H2O tạo thành Ví dụ: CrO2- + Br2 + OH-  CrO42- + Br - + H2O Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm Br2 + 2e-  Br - X3 CrO2- + OH-  CrO42- + H2O + 3e- X2  CrO2- + Br2 + OH-  CrO42- + Br - + H2O Phản ứng có H2O tham gia: - Nếu sản phẩm tạo axit theo lưu ý - Nếu sản phẩm tạo bazo theo lưu ý Ví dụ: MnO4- + SO3- + H2O  MnO2 + SO42- + OHMnO4- + H2O + 3e-  MnO2 + OH- X2 SO3- + OH-  SO42- + H2O + 2e- X3  MnO4- + SO3- + H2O  MnO2 + SO42- + OH Xác định chiều hướng xảy phản ứng oxi hóa – khử: Phản ứng oxi hóa – khử xảy theo chiều chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh để tạo thành chất khử yếu chất oxi hóa yếu tương ứng Ví dụ: tính oxi hóa: Fe2+ < Cu2+ Tính khử: Fe < Cu Phản ứng: Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu Chú ý: Với số chất, mức độ oxi hóa mức độ khử sản phẩm tùy thuộc vào môi trường phản ứng Ví dụ: môi trường H+ (H2SO4) KMnO4 Mn2+(dạng muối MnSO4) (màu hồng nhạt) trung tính (H2O) MnO2 (màu nâu) Môi trường kiềm (OH-) [MnO4]2- (dạng K2MnO4) (màu xanh lục) (màu tím) Các dạng điển hình chương Dạng 1: Cân phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng electron tăng giảm số oxi hóa: Phương pháp: trình tự theo bước theo nguyên tắc: Tổng electron nhường = tổng electron nhận Lưu ý: ♦ Ngoài phương pháp thăng electron cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp tăng, giảm số oxi hóa với nguyên tắc: tổng số oxi hóa tăng = tổng số oxi hóa giảm Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm ♦ Phản ứng oxi hóa – khử cân theo phương pháp thăng ion – electron: lúc đảm bảo nguyên tắc thăng electron nguyên tố phải viết dạng ion NO3-, SO42-, MnO4-, Cr2O72-… ♦ Nếu phản ứng oxi hóa – khử có nhiều nguyên tố có số oxi hóa tăng giảm mà: + Chúng thuộc chất: phải đảm bảo tỉ lệ số nguyên tử nguyên tố phân tử + Chúng thuộc chất khác nhau: phải đảm bảo tỉ lệ số mol chất theo đề cho ♦ Trong phản ứng có chất, vai trò oxi hóa (hay khử), có vai trò khác môi trường ♦ Phản ứng tự oxi hóa – khử: phản ứng oxi hóa – khử mà nguyên tử đóng vai trò oxi hóa vai trò khử thuộc nguyên tố chất ♦ Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử: nguyên tử đóng vai trò oxi hóa khử thuộc nguyên tố khác chất Ví dụ 1: Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O Quá trình oxi hóa: 3x Fe+8/3  Fe+3 + 1e- Quá trình khử: N+5 + 3e-  N+2 1x  Fe+8/3 + N+5  Fe+3 + N+2 Hay Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO Kiểm tra hai vế, thêm số 28 vào HNO3 vế trái 14 H2O vào vế phải Phương trình: Fe3O4 + 28 HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O Ví dụ 2: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Quá trình oxi hóa: 6x Fe+2  Fe+3 + 1e- Quá trình khử: 1x Cr+6 + x 3e-  Cr+3  FeSO4 + K2Cr2O7  Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 Kiểm tra vế: thêm K2SO4 vào vế phải, thêm H2SO4 vào vế trái  thêm 7H2O vào vế phải Phương trình: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Lỗi hay mắc phải học sinh: ♦ Còn mập mờ việc xác định trình oxi hóa – khử, số oxi hóa nguyên tố ♦ Trong hợp chất nguyên tố thay đổi số oxi hóa có kèm theo số, cân nên ý tới số, dễ dẫn đến việc cân không Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm ♦ Cần phân biệt chất oxi hóa trình oxi hóa, chất khử trình khử Bài tập tự giải: Lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa-khử theo phương trình xác định vai trò chất phản ứng: a) Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O b) FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2 c) Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O Dạng 2: Cân phản ứng ôxi hóa- khử hợp chất hữu Phương pháp - Nếu hợp chất hữu trước sau phản ứng có số nhóm nguyên tử thay đổi số nhóm không đổi nên xác định số oxi hóa C nhóm cân - Nếu hợp chất hữu thay đổi toàn phân tử nên cân theo số oxi hóa trung bình C Bài tập ví dụ: Ví dụ 1: Cân phản ứng oxi hóa khử sau: C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 →K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O Bài giải: +7 +2 +4 C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 →K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O 5x 6C → 6C + x 4e +7 +2 Mn +5e →Mn 24x → C6H12O6 + 24 KMnO4 + 36 H2SO4 → 12 K2SO4 + 24 MnSO4 + 30 CO2 + 66 H2O Ví dụ 2: cân phản ứng oxi hóa khử sau: CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Bài giải: -1 +6 +3 +3 CH3-CH2-OH +K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O -1 +3 3x C → C + 4e +6 2x +3 2Cr +2x 3e →2Cr → CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 11 H2O Bài tập tự giải: a C2H5OH +NaOH + I2 → CHI3 + HCOONa + NaI + H2O b CxHyO + KMnO4 + HCl → C2H4O + MnCl2+ CO2 + KCl Dạng 3: Nhận phản ứng oxi hóa khử, chất oxi hóa– chất khử, phản ứng oxi hóa khử Phương pháp: Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm - Trước hết xác định số oxi hóa Nếu phản ứng có chứa nhiều nguyên tố có số oxi hóa thay đổi phản ứng thuộc loại oxi hóa khử +Chất oxi hóa: chất nhận electron +Chất khử chất nhường electron -Cần nhớ: tên chất tên trình ngược + Chất khử ứng với trinh oxi hóa + Chất oxi hóa ứng với trình khử Bài tập ví dụ: Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa khử, xác định vai trò chất phản ứng FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Bài giải: +2 +6 +3 +3 FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O +2 +3 3x 2Fe → 2Fe + 2x 1e trình oxi hóa c.k +6 +3 1x 2Cr +2x 3e →2Cr trình khử c.oxh → FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Ví dụ 2: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O Bài giải: +5 +2 +2 Cu + HNO3 →Cu(NO3)2 + NO + H2O +2 3x Cu → Cu + 2e trình oxi hóa c.k +5 +2 2x N + 3e →N trình khử c.oxh → 3Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O Bài tập tự giải: Lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa khử, xác định vai trò chất phản ứng a Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O b Na2SO3 + KMnO4 + H2O → Na2SO4 + MnO2 + KOH Cho phản ứng sau: Phản ứng phản ứng oxi hóa khử, xác định chất khử, chất oxi hóa a KMnO4 + 16 HCl → 2KCl + MnCl2 + 8H2O + Cl2 Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm b BaO + H2O → Ba(OH)2 c CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O d Br2 + KOH → KBr + KBrO + H2O Dạng 4: Hoàn thành phương trình phản ứng: 1.Phương pháp: Dựa vào số oxi hóa nguyên tố biết để xem xét khả thể tính oxi hóa hay khử − Nếu nguyên tố ứng với mức oxi hóa cao thể tính oxi hóa (ví dụ: Fe+3, S+6, N+5,…) − Nếu nguyên tố ứng với mức oxi hóa thấp thể tính khử ( ví dụ: S-2, Cl-1, N-3,…) − Nếu nguyên tố ứng với mức oxi hóa trung bình thể hai tính chất: oxi hóa khử, tùy thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng chất chất tác dụng với Ví dụ 1: Hoàn thành phương trình hóa học sau: Br2 + H2SO3 + H2O H2SO4 + … Bài giải +4 Br2 + H2SO3 + H2O +6 -1 H2SO4 + HBr 1x S+4 S+6 + 2e 1x Br20 + 2e Br2 + H2SO3 + H2O 2Br-1 H2SO4 + 2HBr Ví dụ 2: Hoàn thành phương trình hóa học sau: FexOy + HNO3 NO2 + … Bài giải +2y/x +5 FexOy + HNO3 +3 +4 Fe(NO3)3 + NO2 + H2O 1x x Fe+2y/x x Fe+3 + (3x-2y)e (3x-2y) x N+5 +1e N+4 FexOy + (6x-2y) HNO3 x Fe (NO3)3 + (3x -2y)NO2 + (3x-2y) H2O Dạng 5: Giải toán phương pháp bảo toàn electron: Phương pháp:  Nguyên tắc: tổng electron chất khử nhường tổng electron mà chất oxi hóa nhận Từ suy ra: tổng số mol electron chất khử nhường tổng số mol electron chất oxi hóa nhận vào Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm  Phạm vi sử dụng: phản ứng xảy toán phản ứng oxi hóa-khử, phản ứng xảy phức tạp, nhiều giai đoạn nhiều trình Ví dụ 1: Hòa tan hết 12 gam kim loại chưa rõ hóa trị vào dung dịch HNO 2,24 lít (đkc) khí có đặc tính không màu, không mùi, không cháy không khí điều kiện thường Xác định kim loại Bài giải Khí không màu, không mùi, không cháy không khí nhiệt độ thường N2 2N+5 +10e M – ne N2 ← 0,1 Số mol khí N2 2,24 : 22,4 = 0,1 mol → số mol e 2N+5 nhận mol → số mol e M cho mol → số mol kim loại M 1/n ⇒ M = 12: (1/n)= 12n Với n = ⇒ M = 12 (loại) n = ⇒ M = 24 (Mg) n = ⇒ M = 36 (loại)… ⇒ M Mg Ví dụ 2: Cho H2SO4 loãng dư tác dụng với 6,66 g hỗn hợp kim loại X Y hóa trị II, người ta thu 0,1 mol hỗn hợp khí, đồng thời khối lượng hỗn hợp giảm 6,5g Hòa tan phần lại H2SO4 đặc nóng người ta thấy thoát 56 ml khí SO2 (đkc) Xác định X,Y Bài giải Khối lượng giảm 6,5g < 6,66g ⇒ có kim loại tan H2SO4 loãng Giả sử kim loại kim loại X X + H2SO4 loãng XSO4 + H2 Số mol kim loại X = số mol khí hidro thoát = 0,1 mol ⇒ MX = 6,5 : 0,1= 65 (Zn) Phần chất rắn lại kim loại Y Y – 2e S+6 + 2e S+4 ( SO2) Từ định luật bảo toàn electron ⇒ số mol kim loại Y = số mol khí SO2 thoát = 0,056:22,4 = 0,0025 mol ⇒ MY = (6,66-6,5)/0,0025 = 64 (Cu) Bài tập tự giải: Cân phản ứng oxi hóa-khử sau phương pháp thăng electron: a) Fe2O3 + Al → FemOn + Al2O3 b) FemOn + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm Nung x gam Fe không khí thu 104,8 g hỗn hợp rắn A gồm: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan A dung dịch HNO3 dư, thu dung dịch B 12,096 lít hỗn hợp khí NO NO2 (đkc) có tỉ khối Heli 10,167 Tính x? Thành viên nhóm 3: Phạm Thị Ngọc Hà Hà Như Huệ Lê Thị Ngọc Mai Trang ... IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm ♦ Cần phân biệt chất oxi hóa trình oxi hóa, chất khử trình khử Bài tập tự giải: Lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa- khử theo phương trình xác định vai trò chất phản. .. electron cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp tăng, giảm số oxi hóa với nguyên tắc: tổng số oxi hóa tăng = tổng số oxi hóa giảm Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm ♦ Phản ứng oxi hóa – khử... khử Phương pháp: Trang Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC Nhóm - Trước hết xác định số oxi hóa Nếu phản ứng có chứa nhiều nguyên tố có số oxi hóa thay đổi phản ứng thuộc loại oxi hóa khử +Chất oxi hóa: