Bài 11 PHẢN ỨNG OXI hóa – KHỬ

 Kĩ năng + Xác định được số oxi hóa, cân bằng phương trình hóa học, phân biệt được phản ứng oxi hóa – khử với các phản ứng hóa học khác.. Chất oxi hóa là chất thu electron, là chất chứ

CHƯƠNG 4: PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ BÀI 11: PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ Mục tiêu

 Kiến thức

+ Phát biểu được định nghĩa chất oxi hóa, chất khử, sự oxi hóa, sự khử, phản ứng oxi hóa – khử

+ Trình bày được phương pháp lập phương trình oxi hóa – khử bằng phương pháp thăng bằng

electron

 Kĩ năng

+ Xác định được số oxi hóa, cân bằng phương trình hóa học, phân biệt được phản ứng oxi hóa –

khử với các phản ứng hóa học khác

+ Giải được các bài toán về phản ứng oxi hóa – khử

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Sự oxi hóa – khử

a Sự oxi hóa là sự nhường electron, là sự tăng số oxi hóa Người ta còn gọi sự oxi hóa là quá trình oxi hóa

Ví dụ:

0

2 2

MgMg  e

b Sự khử là sự thu electron, là sự giảm số oxi hóa Người ta còn gọi sự khử là quá trình khử

Ví dụ: 2

2

Cu  eCu

Nhận xét: Sự oxi hóa và sự khử là hai quá trình có bản chất trái ngược nhau nhưng xảy ra đồng thời trong một phản ứng Đó là phản ứng oxi hóa – khử

2 Chất oxi hóa – chất khử

a Chất oxi hóa là chất thu electron, là chất chứa nguyên tố có số oxi hóa giảm sau phản ứng

Chất oxi hóa còn gọi là chất bị khử

b Chất khử là chất nhường electron, là chất chứa nguyên tố có số oxi hóa tăng sau phản ứng

Chất khử còn gọi là chất bị oxi hóa

Nhận xét: Trong phản ứng oxi hóa – khử bao giờ cũng có chất khử và chất oxi hóa tham gia

Ví dụ:

Mg Cu O Mg SO Cu

Ion đồng nhận electron, là chất oxi hóa (số oxi hóa giảm từ +2 về 0)

Nguyên tử magie nhường electron, là chất khử (số oxi hóa tăng từ 0 lên +2)

Ví dụ:

0 0

2 2 2

H Cl  HCl

Số oxi hóa của H tăng từ 0 lên +1 2

H là chất khử 2

Số oxi hóa của Cl giảm từ 0 xuống -1 2

Cl là chất oxi hóa 2

3 Phản ứng oxi hóa – khử

Là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng

Nếu dựa vào sự thay đổi số oxi hóa thì phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một nguyên tố

Ví dụ: Sự cho – nhận electron:

2e

Mg Cu SO Mg SO Cu

4 Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử

Một trong các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa – khử là phương pháp thăng bằng electron

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron do chất khử nhường phải đúng bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận

Ví dụ: Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau:

Fe O COFe CO

Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi

Ta có:

3 2 0 4

Fe O C O Fe C O

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình

Quá trình cho – nhận electron:

2 4

2

 

  (quá trình oxi hóa)

3

Fe e Fe



  (quá trình khử)

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận

2 4

3 |C C 2e

 

2 |Fe 3e Fe



Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng Hoàn thành phương trình phản ứng

Phương trình hóa học:

2 3 3 2 3 2

Fe O  CO Fe CO

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

PHƯƠNG TRÌNH

OXI HÓA - KHỬ

NHƯỜNG ELECTRON

NHẬN ELECTRON

- Có sự thay đổi số

oxi hóa của một số

nguyên tử

- Có sự chuyển

electron giữa các

chất phản ứng

Quá trình oxi hóa (sự oxi hóa)

Chất khử (Chất bị oxi hóa)

Quá trình khử (sự khử)

Chất oxi há (Chất bị khử)

Số oxi hóa tăng

Số oxi hóa giảm

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Các câu hỏi lí thuyết

Kiểu hỏi 1: Nhận biết các quá trình, vai trò của các chất

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một nguyên tử lưu huỳnh (S) chuyển thành ion sunfua (S2-) thực hiện

A Nhận thêm hai electron (quá trình oxi hóa)

B Nhường đi hai electron (quá trình khử)

C Nhận thêm hai electron (quá trình khử)

D Nhường đi hai electron (quá trình oxi hóa)

Hướng dẫn giải

Quá trình oxi hóa một chất là làm cho nguyên tử trong chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hóa của nguyên tử trong chất đó

Quá trình khử một chất là làm cho nguyên tử trong chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hóa của nguyên tử trong chất đó

Ta thấy số oxi hóa của S giảm:S2eS2( quá trình khử)

Chọn C

Chú ý:

Chất: Khử cho – O nhận

Quá trình, sự, bị: Ngược lại

Ví dụ 2: Trong phản ứng:Cl22KBrBr22KCl, Cl đóng vai trò 2

A Là chất oxi hóa

B Là chất khử

C Không bị oxi hóa, cũng không bị khử

D Vừa bị oxi hóa, vừa bị khử

Hướng dẫn giải

Chất oxi hóa là chất nhận electron hay là chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng

Chất khử là chất nhường electron hay là chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng

Ta thấy số oxi hóa của Cl giảm Cl22e2Cl

Chọn A

Kiểu hỏi 2: Dự đoán tính chất oxi hóa - khử

Phương pháp giải

Chất chứa nguyên tố có số oxi hóa cao nhất có tính oxi hóa

Chất chứa nguyên tố có số oxi hóa thấp nhất có tính khử

Chất chứa nguyên tố có số oxi hóa trung gian hoặc vừa chứa nguyên tố có số oxi hóa cao nhất, vừa chứa nguyên tố có số oxi hóa thấp nhất thì vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

Ví dụ: Xác định tính chất của các ion và chất sau: Fe3,Fe Fe, 2,HCl.

Hướng dẫn giải

Ta thấy sắt có ba số oxi hóa là 0, +2, +3, trong đó:

3

Fe có số oxi hóa là +3 (cao nhất) nên có tính oxi hóa

Fe có số oxi hóa là 0 (thấp nhất) nên có tính khử

2

Fe  có số oxi hóa là +2 (trung gian)  2

Fe  vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

HCl chứa Hcó số oxi hóa cao nhất (có tính oxi hóa) và Cl có số oxi hóa thấp nhất (có tính khử) 

HCl vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Chất hoặc ion nào sau đây có cả tính khử và tính oxi hóa?

Hướng dẫn giải

F có độ âm điện lớn nhất (chỉ nhận electron) do đó F2 chỉ có tính oxi hóa

Loại B

3

Al (nhôm có số oxi hóa cao nhất) nên chỉ có tính oxi hóaLoại C

Na (có số oxi hóa thấp nhất) nên chỉ có tính khử  Loại D

Cacbon có các số oxi hóa là -4, 0, +2, +4

0

Ccó số oxi hóa trung gian nên vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

Chọn A

Ví dụ 2: Lưu huỳnh vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử trong hợp chất

A Na SO 2 4 B SO 2 C H S 2 D H SO 2 4

Hướng dẫn giải

Trong Na SO và2 4 H SO , lưu huỳnh có số oxi hóa cao nhất (+6) nên có tính oxi hóa 2 4  Loại A, D

TrongH S , lưu huỳnh có số oxi hóa thấp nhất (-2) nên có tính khử 2  Loại C

Lưu huỳnh trong SO2 có số trung gian (+4) nên vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

Chọn B

Kiểu hỏi 3: Nhận biết phản ứng oxi hóa – khử

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Phản ứng nào sau đây không phải phản ứng oxi hóa – khử?

A 2NaOHCl2NaClNaClO H O 2

B CaCO3t0 CaO CO 2

C 2KClO3 t0 2KCl3O2

D Fe2HClFeCl2H2

Hướng dẫn giải

Ta có:

2NaOH Cl Na Cl Na Cl O H O

0

t

Ca C O Ca O C O

0

2K Cl O t 2K Cl 3O

2 2 2

Fe H Cl FeCl H

Nhận xét: Phản ứng B không có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố

Phản ứng B không phải là phản ứng oxi hóa – khử

Chọn B

Chú ý 1: Trong phản ứng oxi hóa – khử luôn có đồng thời quá trình tăng số oxi hóa và quá trình giảm số

oxi hóa nên thấy có ít nhất 1 sự thay đổi số oxi hóa của một nguyên tố bất kì thì đó chắc chắn là phản ứng oxi hóa – khử

Chú ý 2: Nếu trong phương trình hóa học có xuất hiện đơn chất thì luôn là phản ứng oxi hóa – khử

Ví dụ 2: Cho các phản ứng sau:

a) C O 2 t0 CO2

b) CaO H O 2 Ca OH( )2

c) 2KNO3t o 2KNO2O2

d) 2Fe OH( )3 t o Fe O2 33H O2

e) Zn2HClZnCl2H2

f) Na CO2 3CaCl22NaCl CaCO 3

Số phản ứng oxi hóa – khử là

Hướng dẫn giải

Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố a)

0 0 4 2

2 2

C O C O

 

b)

2 2 1 2 2 2 1

2 ( )2

Ca O H O Ca O H

      

c)

1 5 2 1 3 2 0

2K N O t o 2K N O O

     

d)

3 2 1 3 2 1 2

3

2Fe O H( ) t o Fe O 3H O

e)

0 1 1 2 1 0

2 2 2

Zn H Cl ZnCl H

   

f)

1 4 2 2 1 1 1 2 4 2

3 2

Na C O Ca Cl Na Cl Ca C O

         

Nhận xét: Phản ứng a, c, e, có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố

 Phản ứng a, c, e là phản ứng oxi hóa – khử

Chọn C

Ví dụ 1: Cho các phản ứng sau đây:

(a) FeS2HClFeCl2H S2

(b) 2KIH O O2  32KOH I2 O2

(c) 2H S2 SO23S2H O2

(d) 2KClO3t o 2KCl3O2

(e) CaO CO 2CaCO3

Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử là

Hướng dẫn giải

Có ba phản ứng (b), (c), (d) là phản ứng oxi – khử

2K I H O O 2K O H I O

2 4 0

2H S S O 3S 2H O

 

Chọn B

Kiểu hỏi 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thằng bằng electron

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau:

MnO HClMnCl Cl H O

Hướng dẫn giải

Bước 1: MnO4 2 H Cl1 MnCl2 2 Cl0 2 H O2

Bước 2: Quá trình cho – nhận electron:

1

2

2Cl Cl 2e

2

Mn  eMn

Bước 3: Tìm hệ số:

1 2

1 | 2 Cl Cl 2e

1 | Mn 2eMn

Bước 4: Phương trình hóa học:

2 4 2 2 2 2

MnO  HClMnCl Cl  H O

Chú ý: Trong phản ứng này cĩ 4 phân tử HCl tham gia ứng trong đĩ cĩ 2 phân tử HCl là chất khử

(tạoCl ), 2 phân tử HCl cịn lại là chất tạo mơi trường.2

Ví dụ 2: Cho sơ đồ phản ứng sau: Mg H SO 2 4(đặc)t o MgSO S H O 4  2

Hệ số của H SO (số nguyên, tối giản) là 2 4

A 3 B 4 C 2 D 5

Hướng dẫn giải

Bước 1: 0  2 6 4(đặc)  2 4 0 2

o

t

Bước 2: Quá trình cho – nhận electron

2 2



6



Bước 3: Tìm hệ số:

2

3 |Mg Mg 2e



1 |S 6e S



Bước 4: Phương trình hĩa học:

 2 4(đặc) 4  2

3Mg 4H SO t o 3MgSO S 4H O

Vậy hệ số củaH SO là 4 2 4

Chọn B

Ví dụ 3: Cho sơ đồ phản ứng sau:AlHNO3Al NO( 3 3) NH NO4 3H O2

Hệ số củaH O (số nguyên, tối giản) là 2

Hướng dẫn giải

Bước 1: Al H N O0 5 3 Al NO3( 3 3) N H NO3 4 3 H O2

Bước 2: Quá trình cho – nhận electron:

3 3

Al Al e



8

Bước 3: Tìm hệ số:

3

8 |Al Al 3e



3 |N 8e N

Bước 4: Phương trình hóa học:

8Al30HNO 8Al NO( ) 3NH NO 9H O

Vậy hệ số của H O là 9 2

Chọn B

Bài tập tự luyện dạng 1

Bài tập cơ bản

Câu 1: Phản ứng sau đây là phản ứng oxi hóa – khử?

A 2HgOt o 2HgO2 B.CaCO3 t o CaO CO 2

C 2Al OH( )3t o Al O2 33H O2 D 2NaHCO3 t o 2Na CO2 3CO2H O2

Câu 2: NH3 không đóng vai trò là chất khử trong phản ứng

A 4NH35O2 xt t,o4NO6H O2 B 2NH33CuOt o 3CuN23H O2

C 2NH3Cl2N26HCl D 2NH3H O2 2MnSO4MnO2(NH4 2) SO4

Câu 3: Cho phản ứng hóa học:Br25Cl26H O2 2HBrO310HCl Phát biểu nào sau đây là đúng?

A.Br là chất oxi hóa,2 Cl là chất khử 2 B.Br là chất oxi hóa,2 H O là chất khử 2

C Br là chất khử,2 Cl là chất oxi hóa 2 D Cl là chất oxi hóa,2 H O là chất khử 2

Câu 4: Phản ứng nào sau đây là phản úng oxi hóa – khử?

A HNO3NaOHNaNO3H O2 B N O2 5H O2 2HNO3

C 2HNO33H S2 3S2NO4H O2 D 2Fe OH( )3t o Fe O2 33H O2

Câu 5: Trong phản ứng: 3NO2H O2 2HNO3NO.NO đóng vai trò 2

A là chất oxi hóa B là chất oxi hóa, nhưng đồng thời là chất khử

C là chất khử D không là chất oxi hóa, cũng không là chất khử Câu 6: Cho phản ứng: Zn CuCl 2ZnCl2Cu Trong phản ứng này, 1 mol Cu2đã

A nhận 1 mol electron B nhận 2 mol electron

C nhường 1 mol electron D nhường 2 mol electron

Câu 7: Trong phản ứng: Cl22KBrBr22KCl Nguyên tố clo

A chỉ bị oxi hóa B chỉ bị khử

C không bị oxi hóa, cũng không bị khử D vừa bị oxi hóa, vừa bị khử

Câu 8: Trong phản ứng: 2Fe OH( )3Fe O2 33H O2 Nguyên tố sắt

C không bị oxi hóa, cũng không bị khử D vừa bị oxi hóa, vừa bị khử

Câu 9: Cho phương trình hóa học sau:3Cl26KOHKClO35KCl3H O2 Cl đóng vai trò 2

A chỉ là chất oxi hóa B không phải chất oxi hóa, không phải chất khử

C chỉ là chất khử D vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử

Câu 10: Cho phản ứng: 3K MnO2 42H O2 2KMnO4MnO24KOH Nguyên tố mangan trong

2 4

K MnO cĩ số oxi hĩa

C vừa tăng, vừa giảm D khơng thay đổi

Câu 11: Trong các phản ứng dưới đây, phản ứng nào là phản ứng oxi hĩa – khử?

A CaCO3H O CO2  2Ca HCO( 3 2) B P O2 53H O2 2H PO3 4

C 2SO2O22SO3 D BaO H O 2 Ba OH( )2

Câu 12: Phản ứng phân hủy nào dưới đây khơng phải phản ứng oxi hĩa – khử?

A 2KMnO4K MnO2 4MnO2O2 B 2Fe OH( )3Fe O2 33H O2

C 4KClO33KClO4KCl D 2KClO32KCl3O2

Câu 13: Cho phản ứng hĩa học: 2 t o 2 3

CrO Cr O Trong phản ứng trên xảy ra

A sự oxi hĩa Cr và sự khử O 2 B sự khử Cr và sự oxi hĩaO 2

C sự oxi hĩa Cr và sự oxi hĩa O 2 D sự khử Cr và sự khửO 2

Câu 14: Lưu huỳnh đĩng vai trị là chất oxi hĩa trong phản ứng

A SO2 t o SO2 B S2Nat o Na S2

C S2H SO2 4(đặc)t0 3SO22H O 2 D S6HNO3(đặc)t0 H SO2 46NO22H O 2

Câu 15: Cho phương trình phản ứng sau:Zn HNO 3Zn NO( 3 2) NO2H O2 Nếu hệ số của HNO là 3

8 thì tổng hệ số của Zn và NO là

Câu 16: Cho phản ứng: aFe bHNO 3cFe NO( 3 3) dNO eH O 2 Các hệ số a, b, c, d, e là những số

nguyên đơn giản nhất Tổng (a+b) bằng

Câu 17: Cho phương trình hĩa học: aFe bH SO 2 4 cFe SO( 4 3) dSO2  eH O2 Tỉ lệ a : b là

Câu 18: Cho phản ứng: SO2KMnO4H O2 K SO2 4MnSO4H SO2 4 Trong phương trình hĩa học trên khi hệ số của KMnO4 là 2 thì hệ số của SO là 2

Câu 19: Cho phương trình phản ứng: aAl bHNO 3cAl NO( 3 3) dNO eH O 2 Tỉ lệ a : b là

Câu 20: Cho phản ứng sau:FeO HNO 3Fe NO( 3 3) NO H O 2 Trong phương trình của phản ứng trên, khi hệ số của FeO là 3 thì hệ sĩ của HNO3 là

Câu 21: cho các phản ứng sau:

(1) 4HClMnO2MnCl2Cl22H O2

(3) 14HClK Cr O2 2 72KCl2CrCl33Cl27H O2

(4) 6HCl2Al2AlCl33H2

(5) 16HCl2KMnO42KCl2MnCl25Cl28H O2

Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính oxi hóa là

Câu 22: Cho các phản ứng sau

(a) 4HClPbO2PbCl22H O2

(b) HClNH HCO4 3NH Cl CO4  2H O2

(c) 2HCl2HNO32NO2Cl22H O2

Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là

Câu 23: Phản ứng nào sau đây không phải là phản ứng oxi hóa – khử?

A CaCO3t o CaO CO 2 B 2KClO3 t o 2KCl3O2

C 2NaOHCl2NaClNaClO H O 2 D.4Fe OH( )2O2t o 2Fe O2 34H O2

Bài tập nâng cao

Câu 24: Cho dãy các chất và ion: Cl F2, 2,SO ,2 Na Ca, 2,Fe2,Al3, Mn ,2 S2,Cl Số chất và ion trong dãy đều có tính oxi hóa và tính khử là

Câu 25: Cho dãy các chất và ion: Zn,S, FeO,SO ,2 N HCl Cu2, , 2,Cl Số chất và ion có cả tính oxi hóa và tính khử là

Câu 26: Cho phương trình phản ứng:

4 2 2 7 2 4 2( 4 3) 2 4 2( 4 3) 2

aFeSO bK Cr O cH SO dFe SO eK SO Cr SO gH O Tỉ lệ a : b là

Câu 27: Cho phương trình phản ứng:MgHNO3Mg NO( 3 2) NON O H O2  2 Nếu tỉ khối của hỗn hợp NO và N O đối với 2 H là 19,2 Tỉ lệ số phân tử bị khử và bị oxi hóa là 2

A 6 : 11 B 8 : 15 C 11 : 28 D 38 : 15

Câu 28: Cho phản ứng:K Cr O2 2 7HClCrCl3Cl2KClH O2 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

Câu 29: Cho phương trình hóa học: Fe O3 4HNO3 Fe NO( 3 3) N O x yH O2 Sau khi cân bằng phương trình hóa học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO là 3

Câu 30: Cho phản ứng: Na SO2 3KMnO4NaHSO4Na SO2 4MnSO4K SO2 4H O2 Tổng hệ số của các chất (là những số nguyên, tối giản) trong phương trình phản ứng là

A 47 B 27 C 31 D 23

Dạng 2: Bài toán về phản ứng oxi hóa – khử

Bài toán 1: Viết phương trình hóa học và tính theo phương trình hóa học

Phương pháp giải

Bước 1: Quy đổi số liệu đề bài cho ra số mol

Bước 2: Viết phương trình hóa học (bằng phương pháp thăng bằng electron), xác định chất hết – dư Bước 3: Viết phương trình hóa học, đặt số mol theo phương trình hóa học theo quy tắc nhân chéo – chia

ngang

Bước 4: Xử lí toán học, trả lời yêu cầu đề bài

Ví dụ: Cho 20,52 gam Al tác dụng với 0,9 molH SO 2 4

a Chất nào phản ứng hết, chất nào dư sau phản ứng? Nếu dư thì dư bao nhiêu gam?

b Tính khối lượngAl SO2( 4 3) thu được sau phản ứng

c Tính thể tích H2 (đktc) thu được sau phản ứng

Hướng dẫn giải

Theo đề bài: 20,52 0, 76

27

Al

a Phương trình hóa học:

2 4 2 4 3 2

2Al3H SO Al SO( ) H

Nhận thấy: 0, 76 2 4 0,9

H SO

H SO hết, Al dư, tính toán theo số mol của 2 4 H SO 2 4

Phương trình hóa học:

2 4 2 4 3 2

2Al3H SO Al SO( ) H

0,6 0,9  0,3 0,9 mol

Số mol Al dư = 0,76 0,6 0,16 mol

Khối lượng Al dư = 0,16.274,32gam

b Khối lượng Al SO2( 4 3) thu được bằng:

0,3.342 102, 6gam

c Thể tích H2 (đktc) thu dược bằng:

0,9.22, 420,16lít

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 8,4 gam Fe bằng dung dịch H SO loãng (dư), thu được dung dịch X Dung 2 4

dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M Giá trị của V là