skkn giảng dạy phản ứng oxi hoá – khử phần vô cơ theo hướng dạy học tích cực

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị: Trường THPT Vĩnh Cửu
Mã số: ................................

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

GIẢNG DẠY PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ PHẦN
VÔ CƠ
THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC
Người thực hiện: Th.S Nguyễn Văn Đoàn
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Phương pháp giảng dạy
- Phương pháp dạy học bộ mơn: Hóa học

Đờng Nai, tháng 01 năm 2014

Biên hoà


SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

I.
1.

Họ và tên: Nguyễn Văn Đoàn

2.

Ngày tháng năm sinh: 09 – 12 – 1985

3.

Nam, nữ: Nam

4.

Địa chỉ: 32/5 – Khu phố 3 – Phường Tân Hoà – Biên Hoà – Đồng Nai

5.

Điện thoại: 0938978717

6.

E-mail:

7.

Chức vụ: Giáo viên

8.

Đơn vị công tác: trường THPT Vĩnh Cửu
TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

II.
-

Học vị (hoặc trình độ chun mơn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sĩ

-

Năm nhận bằng: 2013

-

Chuyên ngành đào tạo: Hoá vô cơ và ứng dụng
KINH NGHIỆM KHOA HỌC

III.
-

Lĩnh vực chun mơn có kinh nghiệm: phương pháp giảng dạy hóa học và
hoá vơ cơ, ứng dụng

-

Số năm có kinh nghiệm: 6 năm

-

Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 6 năm gần đây:
+ Sử dụng phần mềm Microsoft Powerpoint thiết kế bài giảng hỗ trợ việc
dạy học mợt sớ tiết thực hành hóa học trung học phổ thông ban cơ bản


MỤC LỤC
MỤC LỤC
NỘI DUNG.......................................................................................................1
....................................................................................................................................35

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................39


NỘI DUNG
Tên SKKN:

GIẢNG DẠY PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ PHẦN VÔ CƠ
THEO HƯỚNG DẠY HỌC TÍCH CỰC
1

Lý do chọn đề tài
Trong thời đại ngày nay, thời đại thông tin mở, đòi hỏi người giáo viên luôn

năng động và trao dồi kiến thức đầy đủ, vững chắc và cập nhật thường xuyên.
Trong chương trình phổ thông, học sinh được tiếp cận những kiến thức mới và đồng
thời yêu cầu học sinh cần tổng hợp kiến thức đã học. Một trong những nội dung mà
học sinh ứng dụng trong chương trình bài tập nhiều là phản ứng oxi hoá-khử và
cách vận dụng những nguyên lý xoay xung quanh phản ứng oxi hoá-khử.
Chính điều đó, đòi hỏi người giáo viên phải biết thiết kế bài giảng, chọn lựa
nội dung cho phù hợp với kiến thức chương trình, trình độ học sinh và thực tế giảng
dạy. Nhằm đáp ứng yêu cầu của chương trình, đề thi và nhất là học sinh sử dụng
thuần thạo phản ứng oxi hoá-khử một cách nhanh chóng , hiệu quả nhất.
Với những lí do trên, tôi chọn đề tài là: “Giảng dạy phản ứng oxi hoá-khử phần
vô cơ theo hướng dạy học tích cực”

2

Tổ chức thực hiện đề tài

2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Nội dung oxi hoá khử giảng dạy trong hoá học:
Phần nội dung oxi hoá khử được phân phối trong chương trình hố học trung
học phổ thơng là: Chương IV: Oxi hố khử (Lớp 10), trong chương trình học kì II
lớp 10, học kì I lớp 11 và học kì II lớp 12, học sinh được ứng dụng kiến thức oxi
hoá khử.
Phản ứng oxi hoá khử đã được nhiều tác giả nghiên cứu như:
+ “ Dạy học phân hoá bằng hệ thống bài tập ở phần phản ứng oxi hoá
khử và phi kim lớp 10(cơ bản) trung học phổ thông ” Phương Thị Thể - SKKK
2011
Trong đề tài tác giả đã:

Trang 4


+ Nghiên cứu sự phân hoá học sinh theo từng cấp độ và chọn bài tập
phần oxi hoá khử, dạy học sinh định hướng theo các hướng hệ thống bài tập
liên quan.
+ Cuối cùng tác giả đánh giá kết luận của việc thực hiện cho viện
phân hoá bài tập: Bài tập đóng một vai trị hết sức quan trọng trong q trình
nhận thức của học sinh, nó khơng chỉ là thước đo khả năng nhận thức, củng cố
kiến thức của học sinh mà còn là phương tiện để rèn cho học sinh các kĩ năng
giải bài tập. Trong quá trình giảng dạy với mỗi đối tượng học sinh giáo viên
nên giao cho các em những loại bài tập vừa sức trong khi giải bài tập cảm
thấy thích thú ngồi ra cịn kích thích trí tị mị của các em để khi học sinh
giải xong bài tập này lại muốn giải những bài tập khác ở mức độ cao hơn.
+ “ Một số biện pháp giảng dạy áp dụng trong chương oxi hoá khử lớp 10”
Nguyễn Thị Hồng Nhung – SKKN 2008
Trong đề tài tác giả đã:
+ Tác giả khái quát chương trình hố học phần oxi hố khử từ năm
lớp 8 đến lớp 10.

+ Soạn giáo án cho từng bài theo nhiều phương pháp: đàm thoại, nêu
vấn đề, gợi mở…Sau đó tiến hành giảng dạy và khảo sát nội dung chọn lọc
qua các bài kiểm tra của học sinh.
+ Tác giả đánh giá như sau: Đây là phần kiến thức khó và địi hỏi học
sinh cần có khả năng cao. Giáo viên dạy cần nhấn mạnh và giảng chậm. Ban
giám hiệu nên phân hoá học sinh hàng năm để học sinh cố gắng hơn.
Nhận xét chung:
+ Hầu như các đề tài trên chỉ đưa ra cách nhìn nhận kiến thức oxi hố khử,
sau đó ứng dụng và kiểm tra. Một điều cịn chưa đề cập đến là: thực tiễn nhìn nhận
chiều ngược. Tuy nhiên, những đề tài trên cung cấp những kiến thức hay và hữu ích.
+ Kiến thức oxi hoá khử đến với học sinh cần nhẹ nhàng và học sinh sử dụng
được, học sinh yếu thì sử dụng ngay, học sinh khá hơn và giỏi thì sử dụng bằng cách
nhẩm nhanh. Khi học sinh khái quát cách làm thì nhìn nhận bài tập và kiến thức sẽ
nhẹ nhàng và hiệu quả hơn.
2.1.2 Khái niệm phản ứng oxi hóa khử :
2.1.2.1 Số oxi hóa :
Để thuận tiện khi xem xét phản ứng oxi hố - khử và tính chất của các
nguyên tố, người ta đưa ra khái niệm số oxi hố (cịn gọi là mức oxi hố hay điện
tích hoá trị).

Trang 5


Số oxi hố là điện tích quy ước mà ngun tử có được nếu giả thuyết rằng
cặp e liên kết (do 2 ngun tử góp chung) chuyển hồn tồn về phía ngun tử có
độ âm điện lớn hơn.
2.1.2.2 Quy tắc xác định số oxi hóa :
- Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử trung hồ điện bằng 0.
- Tổng đại số số oxi hố của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích
của ion.

Ví dụ trong ion HSO-4, số oxi hố của H là +1, của O là -2 của S là +6.
1 + 6 + (-2. 4) = - 1.
- Trong đơn chất, số oxi hoá của các nguyên tử bằng 0.
Ví dụ: Trong Cl2, số oxi hố của Cl bằng 0.
- Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số ngun tố có trị số khơng đổi như
sau.
+ Kim loại kiềm luôn bằng +1.
+ Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2.
+ Oxi ( trừ trong peoxit, supeoxit bằng – 1, +1, +2) luôn bằng - 2.
+ Hiđro ( trừ trong hiđrua kim loại bằng - 1) luôn bằng - 1.
+ Al thường bằng +3.
Chú ý: Dấu của số oxi hố đặt trước giá trị, cịn dấu của ion đặt sau giá trị.
Ví dụ:
Số oxi hố của

Fe +3

, ion

Fe3+

2.1.3 Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử :
Phản ứng oxi hố - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi e giữa các
nguyên tử hoặc ion của các chất tham gia phản ứng, do đó làm thay đổi số oxi hố
của chúng.
Ví dụ:
0

+2

0

+2

Zn+ Cu Cl2  Cu + Zn Cl2
→

- Chất nhường e gọi là chất khử (hay chất bị oxi hoá).

Trang 6


- Chất thu e gọi là chất oxi hoá (hay chất bị khử).
- Quá trình kết hợp e vào chất oxi hoá được gọi là sự khử
2+

0

Cu + 2e  Cu
→

Quá trình tách e khỏi chất khử được gọi là sự oxi hố:
2+

0

Zn  Zn + 2e
→

2.1.4 Các phương trình phản ứng oxi hóa khử thường gặp :

Để viết được các phản ứng oxi hóa khử thì chúng ta cần biết một số chất oxi
hóa và một số chất khử thường gặp. Chất oxi hóa sau khi bị khử thì tạo thành chất
khử liên hợp (chất khử tương ứng); cũng như chất khử sau khi bị oxi hóa thì tạo
thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng). Ta phải biết các chất khử và chất oxi
hóa tương ứng thì mới viết được phản ứng oxi hóa khử.
Các chất oxi hóa thường gặp :
- Các hợp chất của mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4-, MnO42-, MnO2)
+7

-

+6

+4

K Mn O4 K 2 Mn O4 Mn O2

;

;

trong môi trường axit (

H+

) thường bị khử thành muối

Mn2+
Ví dụ:

+7
2KMnO4

+2

+2

+3

+ 10FeSO4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 +8 H2O

Kali pemanganat Sắt (II) sunfat

Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat

Thuốc tím
(Chất oxi hóa) (Chất khử)

Trang 7


- KMnO4 trong mơi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit
(MnO2)
Ví du:
+7

+4

2KMnO4

+

+4

4K2SO3

+

H2O →

Kali pemanganat Kali sunfit
(Chất oxi hóa)

+6

MnO2

+ K2SO4

+ KOH

Mangan đioxit Kali sunfat

(Chất khử)

- KMnO4 trong mơi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4
Ví dụ:
+7
2 KMnO4

+4
+

+6

K2SO3 +

2 KOH → 2 K2MnO4 +

Kali pemanganat Kali sunfit
(Chất oxi hóa)

+4

Kali manganat

K2SO4 +

H2O

Kali sunfat

(Chất khử)

- 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+)
Ví dụ:
+6

+2

+3

+3

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Kali đicromat Sắt (II) sunfat

Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat

(Chất oxi hóa) (Chất khử)

Trong mơi trường trung tính, muối cromat (CrO42-) thường bị khử tạo crom (III)
hiđroxit (Cr(OH)3)

Ví dụ:
+6
2K2CrO4

-2

0

+ 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH

Kali cromat Amoni sunfua
(Chất oxi hóa)

+3

Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh

(Chất khử)

Trang 8


- Axit nitric (HNO3), muối nitrat trong môi trường axit (NO3-/H+)
- Axit 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
Ví dụ:
0

+5

Fe

+3

+4

+ 6 HNO3 (đ, nóng) → Fe(NO3)3

Sắt

Axit nitric

+

3 NO2

Sắt (III) nitrat

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

+ 3 H2O

Nitơ đioxit

(Khí có mùi hắc, màu nâu)

- Axit 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 hố thấp nhất có số oxi hóa trung gian (SO32-).
Ví dụ:
0

+5

Fe

+

Bột sắt

4HNO3(l)

+3
→

Axit nitric (lỗng)

+2

Fe(NO3)3

+

Sắt (III) nitrat

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

NO

+ 2H2O

Nitơ oxit

(Khí khơng có màu)

- Muối nitrat trong mơi trường axit (NO3-/H+) giống như HNO3 lỗng, nên nó oxi

hóa được các kim loại tạo muối,

NO3−

bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước

(H2O)
Ví dụ:
0
3Cu

+5
+

2NO3- +

+2
8H+

→

3Cu2+ +

+2
2NO +

Đồng Muối nitrat trong môi trường axit Muối đồng (II)

Trang 9

4H2O

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

(Dung dịch có màu xanh lam)

Khí NO khơng màu thốt ra kết hợp với O2 (của khơng khí) tạo khí NO2 có màu
nâu đỏ
- Axit sunfuric đậm đặc nóng, H2SO4(đ, nóng); Khí sunfurơ (SO2)
- 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)
Ví dụ:
0

+6

Cu

+

Đồng

+2

2H2SO4(đ, nóng)

→

Axit sunfuric (đặc, nóng)

+4

CuSO4

+

SO2

+ 2H2O

Đồng (II) sunfat Khí sunfurơ

(Chất khử) (Chất oxi hóa)
Các kim loại mạnh như Mg, Al, Zn khơng những khử H2SO4 đậm đặc, nóng
thành SO2 mà cịn thành S, H2S. H2SO4 đậm đặc nhưng nếu lỗng 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 khơng oxi hóa tiếp S, H2S.
- Khí sunfurơ (SO2) oxi hóa được các chất khử mạnh như các hợp chất của phi kim
có số oxi hố thấp (như H2S, CO), một số phi kim (như H2, C), các kim loại mạnh
(như Na, K, Ca, Ba, Mg). Nếu SO2 là chất oxi hóa thì nó thường bị khử tạo S.
+4
SO2

-2
+

Khí sunfurơ
(Chất oxi hóa)
Khí mùi hắc

H2S
Khí hiđro sunfua

0
→

S

+

H 2O

Lưu huỳnh

(Chất khử)
Khí có mùi trứng thúi Chất rắn, màu vàng nhạt

Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 lỗng là axit thơng thường (tác nhân oxi hóa là
H+), chỉ dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng mới là axit có tính oxi hóa mạnh (tác nhân

Trang 10


oxi hóa là

SO42−

). Trong khi dung dịch HNO3 kể cả đậm đặc lẫn lỗng đều là axit có

tính oxi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là

NO3−

)

Ví dụ:
0

+6

+2

Fe + H2SO4(l)
0

→

FeSO4

0
+ H2

+6

2Fe

+3

+ 6H2SO4(đ, nóng)

0

+5

Fe

+ 4HNO3(l)

0

→

+5

+4

Fe2(SO4)3 +

3SO2 +

+3
→

+2

Fe(NO3)3 +

NO +

2H2O

+3

Fe + 6HNO3(đ, nóng)

6H2O

→

+4

Fe(NO3)3 +

3NO2

+ 3H2O

Ba kim loại Al, Fe, Cr khơng bị hịa tan trong dung dịch H2SO4 đậm đặc nguội
(cũng như trong dung dịch HNO3 đậm đặc nguội) (bị thụ động hóa, trơ)
- Ion H+
Ion H+ của axit thơng thường oxi hóa được các kim loại đứng trước H trong
dãy
thế điện hóa. Ion H+ bị khử tạo khí H2, cịn kim loại bị khử tạo muối tương ứng (ion
kim loại).
K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au
Tính khử giảm

Thí dụ:
Zn

+

2HCl

→

ZnCl2 +

H2

Trang 11


0

+1

Zn

+

2H+

+2
Zn2+

→

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

0

(Chất oxi hóa)

+

H2
(Chất khử)

2.1.5 Cân bằng phản ứng oxi hóa khử :
2.1.5.1 Nguyên tắc khi cân bằng :
Tổng số e mà chất khử cho phải bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận và số
nguyên tử của mỗi nguyên tố được bảo toàn.
Các bước tiến hành cân bằng phản ứng :
Bước 1: Viết phương trình phản ứng, nếu chưa biết sản phẩm thì phải dựa vào điều
kiện cho ở đề bài để suy luận.
Bước 2: Xác định số oxi hố của các ngun tố có số oxi hố thay đổi. Đối với
những ngun tố có số oxi hố khơng thay đổi thì khơng cần quan tâm.
Bước 3: Viết các phương trình e (cho - nhận e).
Bước 4: Cân bằng số e cho và nhận.
Bước 5: Đưa hệ số tìm được từ phương trình e vào phương trình phản ứng.
Bước 6: Cân bằng phần khơng tham gia q trình oxi hố - khử.
Ví dụ 1: Cho miếng Al vào dung dịch axit HNO3 loãng thấy bay ra chất khí khơng
màu, khơng mùi, khơng cháy, nhẹ hơn khơng khí, viết phương trình phản ứng và
cân bằng.

Giải:
Theo đầu bài, khí bay ra là N2.
Phương trình phản ứng (bước 1):

Bước 2, 3, 4: 10 Al0 →Al3+ + 3e
3 2N5+ + 10e → N2
Bước 5:
10Al + 6HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + H2O

Trang 12


Bước 6: Ngồi 6 HNO3 tham gia q trình oxi hố - khử cịn 3.10 = 30 NO3 tạo
thành muối nitrat (10 Al(NO3)3).
Vậy tổng số phân tử HNO3 là 36 và tạo thành 18 H2O.
Phương trình cuối cùng:
10Al + 36 HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
Dạng ion:
10Al + 36H+ + 6

NO3−

→ 10Al3+ + 3N2 + 18H2O

 Chú ý: Đối với những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tố ở nhiều
số oxi hoá khác nhau, ta viết riêng từng phản ứng đối với từng sản phẩm, sau đó
nhân các phản ứng riêng với hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu bài. Cuối cùng cộng gộp
các phản ứng lại.
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng:
HNO3 + Al → NO + N2O +….
Biết tỉ lệ mol

nNO : nN 2O = 3 :1

Giải
Các phản ứng riêng (đã cân bằng theo nguyên tắc trên):
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (2)
Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với rồi cộng 2 phương trình lại:
17Al + 66HNO3 → 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O
2.1.5.2 Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử:
2.1.5.2.1 Phương pháp đại số :
- Nguyên tắc: Số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau.
- Các bước cân bằng: Thực hiện các bước sau:
+ Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu
bài yêu cầu bổ sung phản ứng rồi mới cân bằng).
+ Đặt các hệ số bằng các chữ a, b, c, d, đứng trước các chất trong phản ứng.

Trang 13


+ Lập hệ phương trình tốn học liên hệ giữa các hệ số này với nguyên tắc số
nguyên tử của từng nguyên tố bên tác chất và bên sản phẩm bằng nhau. Nếu phản
ứng ở dạng ion thì cịn đặt thêm một phương trình tốn nữa là điện tích bên tác
chất và bên sản phẩm bằng nhau.
+ Giải hệ phương trình tốn. Thường số phương trình tốn lập được ít hơn
một phương trình so với số ẩn số. Tuy nhiên ta có thể chọn bất cứ một hệ số nào đó
bằng 1. Do đó có số phương trình tốn bằng số ẩn số, nên sẽ giải được. Sau đó, nếu
cần, ta nhân tất cả nghiệm số tìm được với cùng một số thích hợp để các hệ số đều
là số nguyên.
Ví dụ :
Cu + NO3 +

aCu

H

→
+ 

+bNO3 +

Cu :

cH

a=d

N:

b=e

+

Cu2+ +


→

NO

dCu2+ +

+

H2O

eNO +

fH2O

(1)
(2)

O:

3b = e + f

(3)

H:

c = 2f

(4)

Điện tích : -b + c = +2d (5) Chọn e = 1
(2)  b =1 (3)  f = 2 (4)  c = 4
(5)  d = 3/2 (1)  a = 3/2
Nhân tất cả nghiệm tìm được với 2
a= 3
3Cu

b= 2c=8d=3e=2f=4
+

2NO3 + 8H+→ 3 Cu2+

+

2NO

Trang 14

+

4H2O


2.1.5.2.2 Phương pháp cân bằng electron :
- Nguyên tắc: Dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử
cho phải bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.
- Các bước cân bằng :
+ Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu
bài yêu cầu bổ sung phản ứng, rồi mới cân bằng).
+ Tính số oxi hóa của ngun tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi
hóa, chất khử.
+ Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (Phản ứng oxi hóa, phản ứng
khử). Chỉ cần viết nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi, với số oxi hóa
được để bên trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi
hóa thay đổi hai bên bằng nhau.
+ Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử bằng số điện
tử nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử bằng số oxi hóa giảm

của chất oxi hóa) bằng cách them hệ số thích hợp.
+ Phối hợp các phản ứng cho, nhận điện tử; các hệ số cân bằng tìm được; và
phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu.
+ Cuối cùng cân bằng các ngun tố cịn lại (nếu có) như phản ứng trao đổi.
- Lưu ý:
Khi viết các q trình oxi hố và quá trình khử của từng nguyên tố, cần theo đúng
chỉ số qui định của ngun tố đó.
+ Ví dụ:
Fe

+

H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 +

SO2 + H2O

Fe0 → Fe+3 + 3e
1 x 2 Fe0 → 2Fe+3 + 6e
3 x S+6 + 2e → S+4
2 Fe

+ 6 H2SO4

→ Fe2(SO4)3 +

3SO2 + 6H20

- Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử.
Ví dụ 1:
+7

+2

+2
Trang 15

+3


KMnO4

+ FeSO4

Chất oxi hóa

+ H2SO4


→

MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Chất khử

+7
2x

Mn

+2

+ 5e

+2
5x

2Fe

2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4

Mn (Phản ứng khử)

+3
2Fe + 2e


→

(Phản ứng oxi hóa)

2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

2.1.5.2.3 Phương pháp cân bằng ion – electron :
- Phạm vi áp dụng: Đối với các quá trình xảy ra trong dung dịch, có sự tham gia
của mơi trường (H2O, dung dịch axit hoặc bazơ tham gia).
- Các nguyên tắc:
• Nếu phản ứng có axit tham gia: vế nào thừa O phải thêm H+ để tạo H2O và ngược
lại.
• Nếu phản ứng có bazơ tham gia: vế nào thừa O phải thêm H2O để tạo ra OH- Các bước cân bằng :
+ Viết phương trình phản ứng với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu chưa có
phản ứng sẵn).

Trang 16


+ Tính số oxi hóa của các ngun tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất
oxi hóa, chất khử.
+ Viết dưới dạng ion chất nào phân ly được thành ion trong dung dịch.
(Chất nào không phân ly được thành ion như chất khơng tan, chất khí, chất khơng
điện ly, thì để nguyên dạng phân tử hay nguyên tử). Tuy nhiên chỉ giữ lại những
ion hay phân tử nào chứa nguyên tố có số oxi hóa thay đổi (ion hay phân tử nào
chứa nguyên tố có số oxi hóa khơng thay đổi thì bỏ đi).
+ Viết các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (chính là các phản ứng oxi
hóa, phản ứng khử). Viết nguyên cả dạng ion hay phân tử, với số oxi hóa để bên
trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi
hai bên bằng nhau.
+ Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử phải bằng số
điện tử nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng
số oxi hóa giảm của chất oxi hóa) bằng cách nhân hệ số thích hợp. Xong rồi cộng
vế với vế các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử.
+ Cân bằng điện tích. Điện tích hai bên phải bằng nhau. Nếu khơng bằng
nhau thì thêm vào ion H+ hoặc ion OH- tùy theo phản ứng được thực hiện trong
môi trường axit hoặc bazơ. Tổng quát thêm H+ vào bên nào có axit (tác chất hoặc
sản phẩm); Thêm OH- vào bên nào có bazơ. Thêm H2O phía ngược lại để cân bằng
số nguyên tử H (cũng là cân bằng số nguyên tử O).
+ Phối hợp hệ số của phản ứng ion vừa được cân bằng xong với phản ứng
lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu (Chuyển phản ứng dạng
ion trở lại thành dạng phân tử).
+ Cân bằng các nguyên tố còn lại, nếu có, như phản ứng trao đổi.
- Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion electron
Ví dụ 1:

+7

+2

+2

Trang 17

+3


KMnO4

+ FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Chất oxi hóa

2

Chất khử

MnO4

-

2+

5

5e → Mn2+ (Q trình khử )

+

2Fe

2MnO4

→

+ 2e

(Q trình oxi hóa )

10Fe2+

+

Điện tích :2(-1)

3+

2Fe

2Mn2+

+ 10(+2)

+

10Fe3+

2(+2)

→

+

10(+3)

Vế trái + 16H+
Vế phải + 8H2O

2KMnO + 10Fe (SO ) + 8H SO
4

2

4 3

2

4

→

2MnSO + 5Fe (SO ) + K SO + H O
4

2

4 3

2

4

2

Ví dụ 2:
+7
KMnO4
Chất oxi hóa

+4
+ K2SO3

+6
+ KOH →

K2MnO4

Chất khử

Trang 18

+6
+ K2SO4

+ H2O

MnO4

-

2x

+ SO32-

→ MnO42-

MnO4 +

e

2MnO4

+

Điện tích : 2(-1)

MnO42-

→

SO32-→ SO42-

1x

SO42-

+

+ 2e

(Q trình oxi hóa )

SO32- → 2MnO42- +
+ 1(-2)
-

(Q trình khử )

SO42-

2(-2)+ 1(-2)

2MnO4 +

SO32- + 2OH

2KMnO4 +

K2SO4 + 2KOH →

→

2MnO42- + SO422K2MnO +
4

+

K2SO4

H2O
+

H2O

2.1.5.3 Các dạng phản ứng oxi hóa khử phức tạp :
2.1.5.3.1 Phản ứng oxi hóa khử có hệ số bằng chữ :
- Nguyên tắc: Cần xác định đúng sự tăng giảm số oxi hố của các ngun tố
- Ví dụ:
Fe3O4

+

HNO3 →

(5x – 2y) x
1x

x

Fe(NO3)3 + NxOy +

H2O

3Fe+8/3 → 3Fe3+ + e
N+5 + (5x – 2y)e → xN+2y/x

(5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y) HNO3 → (15x-6y) Fe(NO3)3 + NxOy+(23x-9y) H2O

Trang 19


2.1.5.3.2 Phản ứng có chất hóa học là tổ hợp của hai chất khử :
Nguyên tắc :
Cách 1 : Viết mọi phương trình biểu diễn sự thay đổi số oxi hoá, chú ý sự ràng buộc
hệ số ở hai vế của phản ứng và ràng buộc hệ số trong cùng phân tử.
Cách 2 : Nếu một phân tử có nhiều ngun tố thay đổi số oxi hố có thể xét chuyển
nhóm hoặc tồn bộ phân tử, đồng thời chú ý sự ràng buộc ở vế sau.
Luyện tập: Cân bằng phản ứng sau :
FeS2

+ O2 →

Fe2O3 +

SO2

Fe+2 → Fe+3 + 1e
2S-1 → 2S+4 + 2.5e
Fe+3 + 2S+4 + 11e

4x

FeS2 →

11 x

O20 + 4e

4 FeS2

+ 11 O2

→

→

2O22 Fe2O3

+

8 SO2

2.1.5.3.3 Phản ứng có nguyên tố tăng hoặc giảm số oxi hóa ở nhiều nấc :
Nguyên tắc :
• Cách 1 : Viết mọi phương trình thay đổi số oxi hố, đặt ẩn số cho từng nấc tăng,
giảm số oxi hố.
• Cách 2 : Tách ra thành hai hay nhiều phương trình ứng với từng nấc số oxi hóa
tăng hay giảm.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng sau:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O

Giải
Cách 1:
(3x + 8y) Al0 → Al+3 + 3e

Trang 20


3x

N+5 + 3e → N+5

3y

2 N+5 + 8e → 2N+1

(3x+8y) Al + (12x+30y) HNO3 →(3x+8y) Al(NO3)3+ 3x NO + 3yNO2 + (6x+15y) H2O

Cách 2: Tách thành 2 phương trình :
a x Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
b x 8Al + 30 HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
(a+8b)Al + (4a+30b) HNO3 → (a+8b) Al(NO3)3 + a NO + 3b N2O+(2a+15b) H2O
2.1.5.3.4 Phản ứng không xác định rõ mơi trường :
Ngun tắc:
• Có thể cân bằng ngun tố bằng phương pháp đại số hoặc qua trung gian phương
trình ion thu gọn.
• Nếu do gom nhiều phản ứng vào, cần phân tích để xác định giai đoạn nào là oxi
hóa khử.
Ví dụ:
Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2
Al + H2O → Al(OH)3 + H2

2 x Al0 → Al+3 + 3e
3x
2Al +

2H+ + 2e → H2

6H20 → 2Al(OH)3 + H2

2Al(OH)3

+

(1)

2NaOH → 2NaAlO2 + 4H2O (2)

Tổng hợp 2 phương trình trên:
2Al

+ 2NaOH +

2H2O → 2NaAlO2 +
Trang 21

3H2


2.2 Ứng dụng phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp tích cực
2.2.1 Cân băng phản ứng oxi hoá khử theo các tính nhẩm thông thường
Để giả quyết nhanh chóng các bài tập tốn liên quan đến phản ứng oxi hố khử, đặc biệt là các bài tập tính toán liên quan đến các phản ứng oxi hoá - khử
giữa kim loại và axit, muốn nhanh chóng có được kết quả của bài tốn, ta phải cân
bằng nhanh chóng các phản ứng oxi hoá - khử trong bài toán. Nếu cân bằng theo
kiểu thông thường, tức là phải viết riêng biệt các q trình oxi hố và q trình khử

rồi sau đó cân bằng (tức là phương pháp mà SGK lớp 10 đã giới thiệu) thì lâu và
ảnh hưởng đến thời gian giải tốn. Thay vì như vậy chúng ta có thể cân bằng nhẩm
các phản ứng oxi hố - khử một cách nhanh chóng.
Cơ sở của phương pháp này chính là phương pháp thăng bằng electron,
muốn cân bằng nhẩm được nhanh chóng thì chắc chắn chúng ta phải cân bằng thành
thạo theo kiểu thông thường.
Ví dụ:

Đối với hai phản ứng trên thì học sinh cân bằng nhanh và học hứng thú hơn.
Hạn chế của phương pháp nhẩm là học sinh thường bỏ qua số lượng nguyên
tử khi chính nguyên tử đó thay đổi số oxi hoá.
2.2.2 Qui tắc 5-4:
2.2.2.1 Ví dụ:
Al + HNO3  Al ( NO3 )3 + N 2 O + H 2O
→
Ví dụ trên thì nhận thấy nguyên tử nitơ có 2 nguyên tử trong hợp chất N2O nên khi
xét thì học sinh đa số xét một nguyên tử nitơ, cho nên phương trình cân bằng như
sau:

Trang 22


+5

0

+5

+1

4 Al + 18H N O3  4 Al ( NO3 )3 + 3N 2 O + 9 H 2O
→
↑3

↓4

Nhưng phản ứng trên thì nguyên tố Al, N, H được cân bằng hai vế nhưng
nguyên tố O chưa cân bằng.
Nhằm tạo điều kiện cho hoc sinh nhớ cách cân bằng và vận dụng thành thạo
cho các dạng khác nên tôi đưa ra nguyên tác cân bằng sau:
2.2.2.2 Nội dung qui tắc 5-4:
Bước 1: Xác định số oxi hoá khử của các nguyên tố thay đổi số oxi hoá.
Bước 2: Cân bằng tạm thời và xác định lại số oxi hoá của các nguyên tố thay
đổi số oxi hoá.
Bước 3: Kiểm tra tăng giảm các vị trí thay đổi số oxi hoá.
Bước 4:Nhân chéo hệ số tối giản.
Bước 5: Kiểm tra lại lần lượt số lượng cúa các nguyên tố theo thứ tự sau:
+ Kim loại
+ Phi kim.
+ Hidro
+ Oxi
2.2.2.3 Các ví dụ ứng dụng qui tắc 5-4
Cân bằng các phản ứng oxi hoá - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron
Ví dụ 1.

Các hệ số 3e và 8e ta đặt ở vế nào có nhiều chất hơn.
Đặt hệ số 8 trước Al(NO3)3, hệ số 3 trước N2O
Al + HNO3



→

8Al(NO3)3 + 3N2O + H2O

Kiểm tra lại:
Trang 23


+ Kiểm tra nguyên tố kim loại: Kim lại ở đây là Al, sau phản ứng có 8Al,
vậy trước phản ứng phải có 8Al
8Al + HNO3


→

8Al(NO3)3 + 3N2O + H2O

+ Kiểm tra nguyên tố phi kim. Trong phản ứng này có sự tham gia của các

nguyên tố phi kim là N, H, O, tuy nhiên N lại nằm trong gốc axit (gốc

NO3−

) tức là

để kiểm tra lại bước 3, H và O để kiểm tra lại ở bước 3 và 4 nên trong việc kiểm tra
xem như là khơng có phi kim.
+ Kiểm tra gốc axit là gốc

NO3−

, gốc này có 2 nguyên tố là N và O, kiểm tra

gốc axit tức là kiểm tra nguyên tố N (do oxi kiểm tra lại sau cùng).
Sau phản ứng: 8 phân tử Al(NO3)3 có 24N
3 phân tử N2O có 6N
⇒

Tổng số nguyên tử N sau phản ứng là 30

⇒

trước phản ứng phải có 30N, tức là

cần 30 HNO3.
⇒

8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + H2O

+ Kiểm tra H, trước phản ứng có 30H  sau phản ứng cần 15H2O
⇒

8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

+ Kiểm tra oxi, oxi đã cân bằng.
⇒

Một kinh nghiệm mà học sinh cần chú ý là nếu 1 phản ứng có sự tham gia

của n nguyên tố thì ta chỉ cần cân bằng (n - 1) nguyên tố, nguyên tố cuối cùng sẽ tự

động cân bằng (không cần kiểm tra mất thời gian).
Ví dụ 2.
0

+5

3Cu + 8HNO 3

+3

+2

2e

3e

3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Trang 24


Ví dụ 3.
0

+5

+2

-3

2e

8e

1e

3Mg + 10HNO 3

4e

4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Nếu các hệ số electron chưa tối giản thì ta phải làm tối giản.
Ví dụ 4.
0

+6

2Fe + 6H 2SO4

+3

+4

Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
3e.2 = 6e

2e

3e

1e

Ví dụ 5.
+2

+5

+3

+2

3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
1e

3e

Ví dụ 6.
+2

0

4FeS2 + 11O 2
1e 5e.2

+3

+4

2Fe2O3 + 8SO2

2e.2 = 4e

11e

2.2.3 Ứng dụng phản ứng oxi hoá khử trong chương trình hoá học 11.
Bài 1 Cân bằng các phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron, xác định chất
oxi hóa, chất khử q trình oxi hóa, q trình khử
(1) NH3 + O2
(2) NH3 + O2


→

→

(3) Cu + HNO3
(4) Al + HNO3

N2 + H2O
NO + H2O


→

→

Cu(NO3)2 + NO + H2O
Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Bài 2 Khối lượng (gam) Al tạo thành khi Al3+ đã nhận 0,15 mol electron là:
A. 2,7

B. 1,35

C. 4,05
Trang 25

D. 8,1