Hóa học 10: Phản ứng oxi hóa khử

phản ứng oxi hoá khử
Cân bằng phơng trình phản ứng oxi hoá khử
I-Định nghĩa:
Phản ứng oxi hoá-khử là phản ứng cú 1 cht cho e, 1 cht nhn e hoc cú s thay i s oxi
húa ca cỏc nguyờn t.
Ví dụ:
Na - 1e = Na+
Cl + 1e = Cl
S + 2e = S2II-Các khái niệm:
Chất oxi hoá là chất nhn electron của chất khác.
Chất khử là chất nhờng electron cho chất khác.
Quá trình oxi hoá (hay sự oxi hoá) là quá trình xảy ra sự mất electron.
Quá trình khử (hay sự khử) là quá trình xảy ra sự nhận electron.
Một chất chỉ có thể nhờng eletron khi có mặt một chất nhận eletron. Vì vậy
trong phản ứng oxi hoá - khử, sự oxi hoá và sự khử bao giờ cũng diễn ra đồng thời.
Nh mo:
Kh tng
O gim
Cht kh l cht tng s oxh
Cht oxi húa l cht gim s oxh
Ví dụ:
2Na0
+
Cl20 2Na+Cl
Chất khử
Chất oxi hoá.
Sự oxi hoá (hoặc quá trình oxi hoá): Na0 Na+ + 1e
Sự khử (hoặc quá trình khử):
Cl0 + 1e Cl
III-Cách cân bằng phơng trình phản ứng oxi hoá- khử:
1-Số oxi hoá: Số oxi hoá là điện tích của nguyên tử trong phân tử với giả định

rằng các cặp electron chung chuyển hẳn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
2-Qui tắc xác định số oxi hoá:
a-Số oxi hoá của nguyên tử trong phân tử đơn chất luôn luôn bằng 0.
b-Trong phân tử hợp chất, tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử bằng 0.
c- +Với các ion đơn nguyên tử, số oxi hoá bằng điện tích của ion đó.
+Với các ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử bằng
điện tích của ion.
d-Trong các hợp chất:
+Số oxi hoá của H là +1 ( trừ trờng hợp các hiđrua kim loại NaH, CaH2 ... hiđro có
số oxi hoá là -1).
+Số oxi hoá của Na, K, Ag là +1; của Mg, Ca, Ba, Zn là +2; của Al là +3.
+ Số oxi hoá của oxi là -2 (trừ trờng hợp các peoxit H2O2 , Na2O2 , BaO2 , số oxi hoá
của oxi là -1, trong OF2 số oxi hoá của oxi là +2).
Chú ý: Dựa vào số oxi hoá của một nguyên tố trong một chất, có thể dự đoán
chất oxi hoá, chất khử.
Khi một nguyên tố có số oxi hoá cao nhất thì chỉ có thể có tính oxi hoá mà
không thể có tính khử.
Ví dụ: KMnO4 , HClO4 , H2SO4 , K2Cr2O7 , HNO3 ,...
Khi một nguyên tố có số oxi hoá thấp nhất thì chỉ có thể có tính khử mà
không thể có tính oxi hoá.
Ví dụ: HI, HBr, HCl, H2S, NH3...
Khi một nguyên tố có số oxi hoá trung gian, tuỳ thuộc vào điều kiện (phản ứng
với chất nào) mà thể hiện tính oxi hoá hay tính khử.
Ví dụ:
+ 4e
2e
0
(+4)
S

SO2 (+6)SO42
2H2S + SO2
3S + 2H2O

GV: Anh o

Chuyờn : Phn ng oxi húa kh

1


SO2 + Br2 + 2H2O H2SO4 + 2HBr
Tính số electron trao đổi (nhờng hoặc thu) của một nguyên tố trong phản ứng
Số electron trao đổi = Số oxi hoá lớn - Số oxi hoá bé
Ví dụ: HNO3 N2O :
2N+5 + 8e = 2N+1
HNO3 NxOy :

(Số electron trao đổi: 2 (51) = 8).

2y
xN + (5x2y)e = xN
(Số electron trao đổi: x (5 x ) = (5x2y).
3-Các bớc cân bằng phơng trình phản ứng oxi hoá - khử theo phơng pháp thăng
bằng e
B1: Xỏc nh tt c s oxi húa ca cỏc nguyờn t trong PTHH.
B2: Vit cỏc quỏ trỡnh cho v nhn electron.
B3: Tỡm BSCNN sao cho s e b ra = s e thu vo.
B4: in cỏc h s vo phng trỡnh.
B5: Hoàn thành phơng trình ở dạng phân tử và kiểm tra lại.

Ví dụ: Cân bằng phơng trình phản ứng oxi hoá khử sau:
a/ KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Mn+7 + 5e = Mn+2
2
2Fe+2 = 2Fe+3 + 2e
5
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O
b/
Al + HNO3 (loãng) Al(NO3)3 + N2O + H2O
+5

2N
+ 8e = 2N+1
3
8
Al0
3e = Al+3
8Al + 30HNO3 (loãng) = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
4-Trờng hợp một phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá, có thể cân
bằng theo số oxi hoá riêng của từng nguyên tố (cần chú ý đến tỉ lệ số nguyên tử
các nguyên tố trong phân tử) hoặc cân bằng theo số electron 1 phân tử chất
trao đổi.
As2S3 + HNO3 loãng + H2O H3AsO4 + H2SO4 + NO

N+5
+
3e = N+2
28
+3
.

2As - 4e = 2As+5
(- 28e)
3
3S2
- 24e = 3S+6
0
+5
Hoặc:
(As2S3) - 28e
= 2As +
(- 28e)
3S+6
3As2S3 + 28HNO3 loãng + 4H2O
6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO
* Trong trờng hợp một phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá, nên áp
dụng: Trong phân tử tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tố bằng 0, tính số
electron trao đổi cho 1 phân tử sẽ đơn giản hơn tính số oxi hoá riêng của từng
nguyên tố.
Ví dụ: (As2S3)0; (Fe S2)0....
5-Trờng hợp phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm (của sự oxi hoá hay sự khử) trong đó
có nhiều số oxi hoá khác nhau thì có thể viết riêng từng phản ứng đối với từng
sản phẩm rồi viết gộp lại sau khi đã nhân với hệ số tỉ lệ theo đề bài cho hoặc
viết các nửa phản ứng riêng rồi nhân với hệ số theo đề bài cho.
Ví dụ- Cân bằng phơng trình phản ứng sau:
Fe + HNO3 loãng Fe(NO3)3 + N2 + N2O + H2O
Biết t khi ca hn hp khớ so vi H2 l 20
Giải:
N2 (28)
4
1

+5

GV: Anh o

+2y/x

Chuyờn : Phn ng oxi húa kh

2


1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.

20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.

40
=
N2O (44)
12
3
Các phản ứng riêng:
10Fe + 36HNO3 = 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
(1)
8Fe + 30HNO3 = 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
(2)
Để có tỉ lệ trên ta nhân phơng trình (2) với 3 rồi cộng hai phơng
trình, ta có:
34Fe + 126HNO3 loãng = 34Fe(NO3)3 + 3N2 + 9N2O + 63H2O

Hoặc viết các nửa phản ứng riêng:
Fe + HNO3 loãng Fe(NO3)3 + N2 + N2O + H2O
Fe0
= Fe+3 + 3e
34
.
2N+5 + 1. 2.5e =
(+34e)
0
N2
3
3N+5 + 3.2.4e =
+2
3N
34Al + 126HNO3 loãng = 34Al(NO3)3 + 3N2O + 9NO + 63H2O
Bi tp vn dng
Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NO + H2O
Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + S + H2O
Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2 + H2O
Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + N2O + H2O
Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2 + H2O
Al + HNO3 Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O
FeO + HNO3 Fe(NO3)3 + N2O + H2O
FeCO3 + HNO3 Fe(NO3)3 + N2 + CO2 + H2O
S + HNO3 H2SO4 + NO
P + KClO3 P2O5 + KCl
KClO3 KCl + O2
NH3 + O2 N2 + H2O
I2 + HNO3 HIO3 + NO + H2O
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

H2SO4 + HI I2 + H2S + H2O
Fe2O3 + H2 Fe + H2O
NO2 + O2 + H2O HNO3
NO2 + NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O
KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O
KClO3 + HCl KCl + Cl2 + H2O
K2Cr2O7 + HCl KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O
H2SO4 + P H3PO4 + SO2 + H2O
HNO3 + P H3PO4 + NO2 + H2O
Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O
HNO3 + P + H2O H3PO4 + N2O
Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO2+ H2O
Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + N2O+ H2O
Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + N2 + H2O
Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NH4NO3+ H2O
Fe3O4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + S + H2O
Fe3O4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2S + H2O
Fe3O4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
H2S + KMnO4 +H2SO4 S + K2SO4 + MnSO4 +H2O
FeSO4 +K2Cr2O7 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O

GV: Anh o

Chuyờn : Phn ng oxi húa kh

3


36.

37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.

C2H4 + KMnO4 + H2O  C2H6O2 + KOH +MnO2
C8H8 + KMnO4 + H2O  C8H10O2 + KOH + MnO2
C2H4O + Cu(OH)2 + NaOH  C2H3O2Na + Cu2O +H2O
CH2O + Cu(OH)2 + NaOH  Na2CO3 + Cu2O +H2O
MnO2 + K2MnO4 + H2SO4  KMnO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Cl2 + KOH  KCl + KClO3 + H2O
NO2 + NaOH  NaNO3 + NaNO2 + H2O
FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO + H2O

FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2 + H2O
FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + N2O + H2O
FeS2 + HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + N2 + H2O
Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO + H2O
Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + H2O
Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + N2O + H2O
Al + HNO3  Al(NO3)3 + NO + NO2 + H2O
Cu2S + HNO3  Cu(NO3)2 + H2SO4 + N2 + H2O;
Fe + HNO3  Fe (NO3)3 + N2 + N2O + H2O
R + HNO3  R(NO3)n + NO + H2O
M2CO3 + HNO3  M(NO3)n + N2O + CO2 +H2O
MnBr2 + Pb3O4 + HNO3  HMnO4 + Br2 + Pb(NO3)2 + H2O
CrI3 + KOH +Cl2  K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O
CuO + NH3  N2 + Cu + H2O
Bài 1: Cho kim loại Mg vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: NO, N2O , cho biết tỉ khối của hỗn
hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 20,6875. Viết phương trình.
Bài 2: Cho kim loại Al vào H2SO4 (đặc, nóng) tạo thành hỗn hợp khí gồm: SO 2, H2S , cho biết tỉ khối
của hỗn hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 22,625. Viết phương trình.
Bài 3: Cho kim loại Fe vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: N2, N2O , cho biết tỉ khối của hỗn hợp
khí d hỗn hợp/Hidro = 21,2. Viết phương trình.
Bài 4: Cho kim loại Fe vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: NO và khí D , cho biết tỉ khối của hỗn
hợp khí d hỗn hợp/Hidro = 22,8. Tìm khí D và viết phương trình.
Bài 5: Cho kim loại Al vào HNO3 tạo thành hỗn hợp khí gồm: N2, N2O , cho biết tỉ khối của hỗn hợp
khí d hỗn hợp/Hidro = 21. Viết phương trình.
Bài 6: Cho 2,7 gam Al vào dung dịch HNO3. Tính VN2O thu được (đktc)

GV: Anh Đào

Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa – khử

4