Chuyên đề Ôxy hoá khử

ĐỊNH NGHĨA PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ: Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng trong đó có sự tăng, giảm số oxi hóa của những nguyên tử, phân tử hoặc ion tham gia phản ứng hoặc có sự nhường, nhận e

-

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ OXI HÓA – KHỬ

I ĐỊNH NGHĨA PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ:

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng trong đó có sự tăng, giảm số oxi hóa của những

nguyên tử, phân tử hoặc ion tham gia phản ứng hoặc có sự nhường, nhận electron giữa

các nguyên tử hoặc ion tham gia phản ứng

Ví dụ: Phản ứng giữa Zn và CuSO4 là phản ứng oxi hóa khử:

Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (1)

Phản ứng oxi hóa khử gồm hai quá trình (2 bán phản ứng) xảy ra đồng thời:

• Quá trình nhường electron của nguyên tố trong một chất làm tăng số oxi hóa

của nguyên tố gọi là quá trình oxi hóa Zn0 → Zn2+ + 2e

• Quá trình nhận electron của nguyên tố trong một chất (làm giảm số oxi hóa

của nguyên tố) gọi là quá trình khử Cu2+ +2e → Cu0

+ Chất khử: là chất nhường electron, là chất tăng số oxi hóa sau phản ứng xảy ra

còn gọi là chất bị oxi hóa (là nguyên tử hay ion cho electron) Ví dụ: Zn ở pư (1)

+ Chất oxi hóa: là chất nhận electron, là chất giảm số oxi hóa sau phản ứng xảy ra

còn gọi là chất bị khử (là nguyên tử hay ion nhận electron) Ví dụ: Cu2+ ở pư (1)

• Chú ý: Chất ở đây có thể là nguyên tử (ví dụ: Zn, Fe, S), phân tử (Cl 2 , O 2 , ) hoặc

ion (Cu 2+ , Ce - , )

Ví dụ: Lấy một thanh Zn nhúng vào một cốc đựng dd CuSO4 Sau một thời gian ta thấy

cốc nóng lên và một lớp kết tủa xốp màu đỏ bám vào thanh Zn: đó là Cu kim loại Zn đã

nhường electron cho các ion Cu2+ và trở thành Zn2+ đi vào dd

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu (∗)

-Ta có hai bán phản ứng là:

Zn → Zn2+ + 2e (quá trình oxi hóa)

Cu2+ + 2e → Cu (quá trình khử)

-Quá trình oxi hóa biến Zn kim loại thành ion Zn2+, số oxi hoá tăng ⇒ Zn là chất khử

-Quá trình khử biến ion Cu2+ thành Cu kim loại, số oxi hoá giảm ⇒ Cu2+ là chất oxi hóa

-Phản ứng (∗) gọi là phản ứng oxi hóa khử

Tổng quát:

Kh1 ' Oxh1 + ne Oxh2 + ne ' Kh2

Kh1 + Oxh2 ' Oxh1 + Kh2

Trong đó: Oxh1/Kh1 & Oxh2/Kh2 được gọi là những cặp oxi hóa khử liên hợp của các

chất I và II

Một số kiểu phản ứng oxi hóa khử:

- Phản ứng giữa các phân tử trong đó chất oxi hóa và chất khử ở trong thành phần

các phân tử khác nhau Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

- Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử: 2KMn+7O4 → K2Mn+6O4 + Mn+4O2 + O20

- Phản ứng tự oxi hóa khử: Clo

2 + 2NaOH → NaCl-1 + NaCl+1O + H2O

II SỐ OXI HÓA:

a) Định nghĩa:

Số oxi hóa là điện tích của nguyên tử trong phân tử với giả định rằng liên kết trong

phân tử là liên kết ion Trong các phân tử và ion gồm nhiều nguyên tử, nguyên tử nào có

độ âm điện lớn hơn thì nhận e (soh âm), nguyên tử kia nhường e (soh dương)

b) Qui ước về cách xác định sôù oxi hóa:

+ Số oxi hóa của mọi đơn chất bằng 0

Ví dụ: Cu là đơn chất ⇒ có số oxi hóa = 0: Cu0 , Cl20

+ Đối với ion đơn nguyên tử, soh = điện tích ion đó

Ví dụ: soh của K+, Mg2+, S2- lần lượt là +1, +2, -2

Chú ý: Để tránh nhầm lẫn với điện tích của các ion, số oxi hóa được viết dấu trước,

số sau, còn điện tích của các ion thì viết số trước, dấu sau Ví dụ: ion Na + có số oxi

hóa +1, điện tích là 1+

+ Trong hợp chất, nguyên tử hiđro có số oxi hóa là +1, nguyên tử oxi có số oxi hóa là -2

+ Ngoại lệ:

• Số oxi hóa của oxi trong peoxit là -1 (H2O2, Na2O2); supeoxit là -1/2 (KO2) hay trong

hợp chất với Flo là +2 (F2O) do F2O có độ âm điện lớn hơn Oxi

• Trong các hiđrua của kim loại hoạt động (NaH, CaH2) thì H có soh là -1

+ Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một hợp chất bằng 0

Ví dụ: Zn+2O-2 tổng số oxi hóa bằng 0

+ Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một ion đa nguyên tố bằng điện tích mà ion đó mang

Ví dụ: SO42- S+6

+ Đối với các phi kim ở phân nhóm chính IV, V, VI, VII có nhiều mức oxi hóa âm và

dương khác nhau Mức oxi hóa dương cao nhất là số thứ tự nhóm

Tổng trị tuyệt đối số oxi hóa âm thấp nhất và số oxi hóa dương cao nhất luôn bằng 8

Ví dụ: N có soh âm thấp nhất -3, soh dương cao nhất +5 thỏa mãn: /-3/ + /5/ = 8

+ Chú ý sự nhầm lẫn số oxi hóa và hóa trị, đôi khi là khác nhau

Ví dụ: Trong FeO: Fe có hóa trị 2 và số oxi hóa là +2

-

Trong CaC2 thì C có hoá trị 4 nhưng số oxihoá là -1

Do đó, để xác định hóa trị và số oxi hoá của một nguyên tử trong hợp chất người ta

thường phải dùng đến CTCT của chất đó: hóa trị của một nguyên tử là số liên kết

cộng hóa trị xung quanh nguyên tử đó Ví dụ:

CaC2(Canxi cacbua)

Fe+8/3

3O4 (Sắt từ oxit) + Đối với hợp chất hữu cơ:

• Một nguyên tử liên kết cộng hóa trị với nhiều nguyên tử khác thì số oxi hóa của

nguyên tử đó là tổng đại số các số oxi hóa ứng với từng nguyên tử mà nó liên kết

• Liên kết cộng hóa trị giữa 2 nguyên tử của 2 nguyên tố, số oxi hóa được tính như

sau: +1 (trong liên kết đơn), +2 (trong liên kết đôi) cho nguyên tử có độ âm điện

nhỏ & -1, -2 cho nguyên tử có độ âm điện lớn

Ví dụ 1: CH4 (hình vẽ dưới) C có số

oxi hóa là (-1) + (-1) + (-1) + (-1) = -4

Ví dụ 2: HCHO (hình vẽ dưới) C

có số oxi hóa là (+2) + (-1) + (-1) =

0

• Đối với C:

- Cộng hóa trị của C trong hợp chất hữu cơ đều bằng 4 nhưng số oxi hóa của C

còn tùy thuộc nguyên tố liên kết với nó:

- Nếu liên kết với các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như phi kim (O, N, Cl, …)

thì số oxi hóa của C là dương (+)

Ví dụ: O-2 == +2 C +2 == O -2

- Nếu kiên kết với nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn như kim loại (Mg, H) thì số

oxi hóa C là âm (-)

- Nếu liên kết với chính nó (-C-C-) thì không tính số oxi hóa (coi bằng 0)

Ví dụ: C có số oxi hóa -1 trong CaC2 :

* Cách xác định số oxi hóa của C trong hợp chất hữu cơ:

• Cách 1: Viết CTPT của hợp chất và xác định số oxi hóa của C giống cách xác định số

oxi hóa trong hợp chất vô cơ (đối với hợp chất có nhiều C thì đó là số oxi trung bình)

• Cách 2: Xác định số oxi hóa của từng nguyên tử C dựa vào CTCT

• Cách 2: Dựa vào hình vẽ trên ta suy ra C số 1 có số oxi hóa là -1, còn C số 2 có số

oxi hóa là -3, số oxi hóa trung bình của C là 2

2

)3()1(

−

=

−+

Ta có: 2a + 1.4 - 2.2 = 0 ⇒ a = 0

• Cách 2: Dựa vào hình vẽ trên suy ra C số 1 có số oxi hóa là +3, còn C số 2 có số oxi

hóa là -3 nên số oxi hóa trung bình của C là 0

+ Ý nghĩa của việc xác định số oxi hóa :

• Dùng để cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử

• Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố ⇒ phản ứng có phải là phản

ứng oxi hóa khử hay không ?

• Biết được trong một phân tử tham gia phản ứng, nguyên tử nào là chất khử,

nguyên tử nào là chất oxi hóa ?

Ví dụ : Xét phản ứng: 2Fe+2Cl2-1 + Cl20 → 2Fe+3Cl3-1

-Ta thấy: phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa ⇒ phản ứng oxi hóa khử

-Trong phản ứng trên không phải toàn phân tử FeCl2 tham gia phản ứng oxi hóa

khử mà thực tế chỉ có nguyên tử Fe ở trạng thái oxi hóa +2 là chất khử

Fe2+ - e → Fe3+ (tăng số oxi hóa ⇒ chất khử)

Cl2 + 2e → 2Cl- (giảm số oxh ⇒ chất oxi hóa)

III ÁP DỤNG

Bài 1: Tính số oxi hóa của các nguyên tố được gạch dưới trong các hợp chất và ion

sau:

a/ KMnO4, K2MnO4, MnO2, Mn2+, MnO4-, MnO42-, Mn, MnSO4, MnCl2, HNO3,

HNO2, NO3-, NO2, NO2-, N2, NH4+, NH4NO3, N2O, NO, N2O3, N2O5, KNO3, N2O4,

(NH4)2SO4, CuO, Cu, Cu2O, Cu2+, CuSO4, CuCl, CuCl2, Cu(OH)2, FeO, Fe2O3, Fe3O4,

Fe, Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeS2, FeCO3, Fe3+, FeSO4, Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3, CaC2, Al4C3,

C, CO, CO2

b/ K2Cr2O7, Cr, Cr3+, K2CrO4, Cr2O72-, Cr2(SO4)3, Cr2O3, CrO42-, CrCl3, CrO2-,

CrO, Cr2O3, CrO3, Cr(OH)3, Na2Cr2O7, CrBr3, NaCrO2, H2SO4, H2SO3, FeSO4, SO3,

SO32-, Na2S2O3, Na2S4O6, S, S8, SO42-, SO2, H2S, SF6, FeS2, FeS, K2S, KHS, H3PO4, P4,

P, P2O5, P2O3, PH3, PO43-, AlO2-, KAlO2, HCl, Cl2, Cl-, KClO3, NaClO, ClO-

Bài 2: Tính số oxi hóa của các nguyên tô C, H, O, N trong các hợp chất hữu cơ sau:

a/ Glixin (Glicin, H2N-CH2-COOH); Axit lactic (Acid lactic, CH3

-CHOH-COOH); Axit cloaxetic (Acid cloroacetic, Cl-CH2-COOH); Anilin (C6H5-NH2);

Nitrobenzen (C6H5-NO2); đietylete (Dietyl eter, C2H5-O-C2H5); ancol benzylic (C6H5

-CH2-OH); Lizin (Lysin, H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CHNH2-COOH); Cloropren

(2-Clobuta đien-1,3 CH2=CH-CCl=CH2); Metylamin (CH3-NH2); Axit acrilic (CH2

=CH-COOH)

b/ Benzandehit (Benzaldehid, C6H5-CHO); Phenol (C6H5-OH); Glixerin

(Glicerin, CH2OH-CHOH-CH2OH); p-Cresol (p-CH3-C6H4-OH); Axit fomic (Acid formic, HCOOH); Axit picric (2,4,6-Trinitrophenol); TNT (2,4,6-Trinitrotoluen); Axit

glutamic (HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH); Alanin (CH3-CHNH2-COOH); Isopren (CH2=CH-CCH3=CH2); Axit a-aminoenantoic (H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-

COOH); Axit adipic [ Acid adipic, HOOC-(CH2)4-COOH ]

IV CẶP OXI HÓA KHỬ LIÊN HỢP

Cặp oxi hĩa khử là tập hợp gồm hai chất, chất oxi hĩa và chất khử tương ứng (chất

oxi hĩa và chất khử liên hợp)

Thí dụ:

Fe2+/Fe, Ag+/Ag, Al3+/Al, 2H+/H2, Cl2/2Cl-, Fe3+/Fe2+, Cu2+/Cu, Cu2+/Cu+

Trong một cặp oxi hĩa khử thì độ mạnh của chất oxi hĩa và của chất khử ngược

nhau Nghĩa là nếu chất oxi hĩa rất mạnh thì chất khử tương ứng sẽ rất yếu và ngược lại,

nếu chất khử rất mạnh thì chất oxi hĩa tương ứng sẽ rất yếu

Thí dụ: Với cặp K+/K thì do K cĩ tính khử rất mạnh nên K+ cĩ tính oxi hĩa rất yếu

Với cặp Au3+/Au thì do Au cĩ tính khử rất yếu nên Au3+ cĩ tính oxi hĩa rất mạnh

V DÃY ĐIỆN HĨA

Trong dãy thế điện hĩa, người ta sắp các kim loại (trừ H là phi kim) theo thứ tự, từ

trước ra sau, cĩ độ mạnh tính khử giảm dần; Cịn các ion kim loại tương ứng (ion dương)

theo thứ tự, từ trước ra sau, cĩ độ mạnh tính oxi hĩa tăng dần



 Chiều độ mạnh tính oxi hóa tăng dần

• Thế điện hóa chuẩn của cặp oxi hóa khử nào càng lớn về đại số thì chất oxi hóa

đó càng mạnh, chất khử tương ứng càng yếu; Còn thế điện hóa chuẩn của cặp

oxi hóa khử nào càng nhỏ về đại số thì chất oxi hóa đó càng yếu, chất khử tương

ứng càng mạnh

Thí dụ: Thực nghiệm cho biết: E0Ag+/Ag > E0Fe3+/Fe2+ >E0Cu2+/Cu > E0Fe2+/Fe

Do đó,

Sau đây là trị số thế điện hóa chuẩn của một số cặp oxi hóa khử thường gặp

(Người ta xác định được các trị số này là do thiết lập các pin điện hóa học giữa các cặp

oxi hóa khử khác với cặp oxi hóa khử hiđro Với điện cực hiđro được chọn làm điện cực

chuẩn và qui ước E02H+/H2 = 0 V)

K+/K -2,92 Ca2+/Ca -2,87 Na+/Na -2,71

Mg2+/Mg -2,37 Al3+/Al -1,66 Mn2+/Mn -1,19

Zn2+/Zn -0,76 Cr3+/Cr -0,74 Fe2+/Fe -0.44

Ni2+/Ni -0,26 Sn2+/Sn -0,14 Pb2+/Pb -0,13

Fe3+/Fe -0,04 2H+(axit)/H2 0,00 Cu2+/Cu+ +0,16

Cu2+/Cu +0,34 Fe3+/Fe2+ +0,77 Ag+/Ag +0,80

Hg2+/Hg +0,85 Pt2+/Pt +1,20 Au3+/Au +1,50

E0Ox1/Kh1 > E0Ox2/Kh2 Tính oxi hóa: Ox1 > Ox2 Tính khử: Kh1 < Kh2

tính oxi hóa: Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > Fe2+

tính khử: Ag < Fe2+ < Cu < Fe

CHƯƠNG 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ

* Nguyên tắc:

Để cân bằng phản ứng oxi hóa khử là 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

I PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (THĂNG BẰNG ELECTRON)

* 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 nguyên 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 dể 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 thêm 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 nguyên tố còn lại (nếu có) như phản ứng trao đổi

Ví dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử

Ví dụ 1

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 +

H2O Chất oxi hóa Chất khử

2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O

(5x-2y)Fe3O4 + xHNO3 (15x-6y)Fe(NO3)3 + NxOy + H2O

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

II- PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ION- ĐIỆN TỬ (chỉ áp dụng cho phản ứng

oxi hóa khử xảy ra trong dung dịch : dựa trên sự cân bằng khối lượng và điện tích mà

không cần tính theo soh )

* Phương pháp chung:

Viết phương trình phản ứng ở dạng ion thu gọn

Ví dụ: FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Fe2+ + MnO4- + H+ → 2Fe3+ + Mn2+ +

H2O (dạng ion thu gọn)

Viết các nữa phản ứng oxi hóa - khử rồi cân bằng:

+ Cân bằng nguyên tử: 2Fe2+ → 2Fe3+

• Phản ứng xảy ra trong môi trường axit, vế nào thiếu oxi cộng

H2O, vế nào thừa oxi cộng H+

• Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm, vế nào thiếu oxi cộng

OH-, vế nào thừa oxi cộng H2O

• Phản ứng xảy ra trong môi trường trung tính (H2O) thì xem sản

phẩm tạo thành Sản phẩm tạo thành có axit : cân bằng giống trường hợp của

môi trường kiềm Sản phẩm tạo thành có kiềm : cân bằng giống trường hợp của

môi trường axit

+ Cân bằng điện tích: Bằng cách thêm electron vào hoặc trừ electron đi:

• Nhân hệ số vào và cộng hai nữa phản ứng lại được phương trình ion

10Fe2+ + MnO4- + 16H+ → 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O

• Cộng 2 vế cùng một lượng cation hoặc anion để bù trừ điện tích suy ra phương trình ở dạng phân tử

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Ví dụ: Cân bằng phản ứng trong môi trường kiềm:

Dạng phân tử: NaCrO2 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + H2O

Dạng ion thu gọn:Na++CrO2-+Na++OH- → 2Na++CrO42-+Na++ Br-+ H2O

Các nữa phản ứng: CrO2- + 4OH- → CrO42- + 2H2O + 3e

Phương trình ion: 2CrO2- + 8OH- + 3Br2 → 2CrO42- + 4H2O + 6Br

-Vậy: 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O

III- PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ (không cần xác định chất khử, chất oxi hóa, số

oxi hóa)

* Có 3 bước thực hiện:

• Bước 1: Gọi a, b, c, d, e … là các hệ số cân bằng

• Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để lập hệ nhiều phương

trình toán học theo các hệ số đó

• Bước 3: Cho giá trị cụ thể một hệ số bất kỳ từ đó tính ra các hệ số

khác

Ví dụ : aCu + bHNO3 = cCu(NO3)2 + dNO + eH2O

-Ta có các phương trình sau:

dc2b

e2b

ca

d2b

e2b

1ca

- Nhân 3 đồng loạt vào các hệ số trên: a = c = 3, b = 8, d = 2, e = 4

- Vậy: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

IV- CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1 :

1 Điều khẳng định sau đây cĩ đúng khơng giải thích? “một chất cĩ tính oxi hĩa gặp

một chất khử nhất thiết phải xảy ra phản ứng oxi hĩa – khử”

1 Điều khẳng định trên không phải lúc nào cũng đúng

*Vì muốn có phản ứng một chất oxi hóa A và một chất khử B thì chất oxi hóa tạo

thành phải yếu hơn A và chất khử sinh ra phải yếu hơn B

Thí dụ: Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag

Trong đó: - Chất oxi hóa Cu2+ yếu hơn chất oxi hóa ban đầu là Ag+

- Chất khử sinh ra là Ag yếu hơn chất khử ban đầu là Cu

* Ngược lại phản ứng sẽ không xảy ra khi:

PT ion: 24MnO4- + 5C6H12O6 + H+ → 24Mn2+ + 30CO2 + 66H2O

PT phân tử: 24KMnO4 + 5C6H12O6 + 36H2SO4 → 24MnSO4 + 30CO2 + 66H2O

2FexOy + (6x- 2y) H2SO4 → xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O

a KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O

b FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O

Trên cơ sở hệ số tìm được, hãy suy luận cho trường hợp Fe3O4:

2MnO4- + 5SO32- + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO42- + H2O

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

b FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O

FeO + 2H+ → Fe3+ + H2O +1e

xNO3- + (6x-2y) H+ + (5x-2y)e → NxOy + (3x-y)H2O

(5x-2y)FeO + (16x-6y)H+ + xNO3- → (5x-2y)Fe3+ + NxOy + (8x-3y)H2O

Vậy : (5x-2y)FeO + (16x-6y)HNO3 → (5x-2y)Fe(NO3)3 + NxOy + (8x-3y)H2O

Mà : (5x-2y)Fe2O3 + (30x-12y)HNO3 → (5x-2y)Fe(NO3)3 + (15x-6y)H2O

Suy ra từ phương trình phản ứng của Fe3O4( FeO Fe2O3)

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

2 Một khoáng vật X gồm 2 nguyên tố A, B( trong đó A là kim loại, B là phi kim)

- Khí đố X được rắn Y(A2O3) khí/ (BO2), trong đó phần trăm khối lượng A trong Y: 70%

và B trong Z là 50%

- Y tác dụng đúng 1,8 g H2, to cao

- Z tác dụng đủ 117,6g K2Cr2O7 trong môi trường axit H2SO4 dư cho muối Cr3+

Xác định tên khoáng vật X và lượng X đã đốt?

(Trích đề thi đề nghị Olympic truyền thống 30/4 của Trường THPT Lê Quí Đôn-

1 Bằng phương pháp thăng bằng electron, cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau:

a FeS2 + HNO3 + HCl → FeCl3 +H2SO4 + NO + H2O

b MxOy + HNO3 → M(NO3)n + NO + H2O

c KMnO4 + C6H12O6 + H2SO4 → MnSO4 +K2SO4 + CO2 + H2O

d CrCl3 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + NaCl + H2O

2 Trong điều kiện thí nghiệm cụ thể, Al tác dụng với HNO3tạo hỗn hợp khí X gồm NO,

Nêu nhận xét về hệ số của phương trình phản ứng

Hãy cho biết khoảng giới hạn của giá trị

4 3

/C H X

d (Trích đề thi đề nghị Olympic truyền thống 30/4 của Trường THPT Hùng Vương- năm

1999- 2000)

FeS2 + 5HNO3 + 3HCl → FeCl3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O

b 3Mx+2y/xOy + (4nx -2y)HN+5O3 → 3xM+n(NO3)n + (nx- 2y)NO + (2nx-y)H2O

c KMnO4 + C6H12O6 + H2SO4 → MnSO4 +K2SO4 + CO2 + H2O

24 Mn+7 + 5e → Mn+2

5 6C0 → 6C+4 + 6.4e

PT ion: 24MnO4- + 5C6H12O6 + H+ → 24Mn2+ + 30CO2 + 66H2O

PT phân tử: 24KMnO4 + 5C6H12O6 + 36H2SO4 →12K2SO4 + 24MnSO4 + 30CO2 +

16Al0 → 16Al+3 + 16.3e

16 Al + 90HNO3 → 16Al(NO3)3 + 39NO2 + 3NO + 45H2O

Nhận xét: Hệ số phương trình đúng với tỉ lệ đã tính

* Khoảng giới hạn của giá trị dX : 0,75 < dX <1,15

1 Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 → K2CrO4 + K2MnO4 + CO2 + NO + K2SO4

1 Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 → K2CrO4 + K2MnO4 + CO2 + NO + K2SO4

1 Cr2S3 + 20CO32- → 2CrO42- + 3SO42- + 20CO2 + 30e

15 Mn2+ + 2NO3- + 2e → MnO4- + 20NO

2FexOy + (6x-2y)H2SO4 đặc, nóng → xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O

4 CrI3 + Cl2 + KOH → K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

2 CrI3 + 32OH- → CrO42- + IO4- + 16H2O +27e

Viết lại dưới dạng phương trình phân tử

(Trích đề thi đề nghị Olympic truyền thống 30/4 của trường THPT Chuyên Lê Quí Đôn –

Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu – năm 2000)

ion- electron, chỉ ra chất khử và chất oxi hóa:

3Cu2S + 16H+ +10NO3- → 6Cu2+ +3SO42- + 10NO + 8H2O

3Cu2S + 22HNO3 → 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2O

FeS2 + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2S + S

c As2S3 + HNO3 + H2O→ H3AsO4 + H2SO4 + NO

2 xFe2y/x → xFe+3 + (3x-2y)e

2FexOy + (9x-2y)H2SO4 → 2xFe(NO3)3 + (3x-2y) SO2 + (9x-2y)H2O

f M2(CO3)n + HNO3 → M(NO3)m + NO + CO2 + H2O

6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O

5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 → 30CO2 + 24MnSO4 + 12K2SO4+ 66H2O

b FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O

(5x-2y) FeO + 2H+ → Fe3+ + H2O +1e

xNO3- + (6x-2y) H+ + (5x-2y)e → NxOy + (3x-y)H2O

(5x-2y)FeO + (16x-6y)H+ + xNO3- → (5x-2y)Fe3+ + NxOy + (8x-3y)H2O

Vậy : (5x-2y)FeO + (16x-6y)HNO3 → (5x-2y)Fe(NO3)3 + NxOy + (8x-3y)H2O

c KNO2 + KMnO4 + H2SO4 → KNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

5 NO2- + H2O → NO3- + 2H+ + 2e

2 MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O

5NO2- + 2MnO4- + 6H+ → 5NO3- + 2Mn2+ + 4H2O

5KNO2 + 2KMnO4 + 6H2SO4 → 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

c CuFeS2 + Fe2(SO4)3 + O2 + H2O → FeSO4 + CuSO4 + H2SO4

(Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường THPT Chuyên Lương Văn Chánh–

Phú Yên - năm học 1999-2000)

Bài làm:

a 8M + 10nHNO3 → 8M(NO3)n + nN2O + 5nH2O

b 3FexOy + (12-y) HNO3 → (3x-2y) NO + 3xFe(NO3)3 + (6x-y) H2O

c CuFeS2 + Fe2(SO4)3 + O2 + H2O → FeSO4 + CuSO4 + H2SO4

FeS2 + 5HNO3 → 2H2SO4 + 5NO + Fe(NO3)3

FeS2 + 8HNO3 → 2H2SO4 + 5NO + Fe(NO3)3+ 2H2O

b Al + HNO3 → N2O + NO + Al(NO3)3 + …( hỗn hợp khí chứa 75% N2O)

(Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường THPT Chuyên Bạc Liêu– Bạc Liêu -

năm học 1999-2000)

Bài làm:

a 2FeI2 + 6H2SO4 (đđ) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 2I2 + 6H2O

b 9Al + 34HNO3 → 3N2O + NO + 9Al(NO3)3 + 17H2O

Câu 13 :

1 Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp electron

a CuFeS2 + Fe2(SO4)3 + O2 + H2O → CuSO4 + FeSO4 + H2SO4

b C2H5OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

2 Hoàn thành các phản ứng sau và cân bằng:

- Viết theo phương pháp Ion- electron

- Viết theo phương trình phản ứng dạng ion

a Al + H+ + NO3- → NO + N2O + …

biết hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với H2 là 17,33

b FeS2 + HNO3( đun nóng) → SO42- + NO2 + …

(Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường THPT Chuyên Trần Hưng Đạo –

Bình Thuận - năm học 2000)

Bài làm:

1 a CuFeS2 + Fe2(SO4)3 + O2 + H2O → CuSO4 + FeSO4 + H2SO4

2Fe+3 +2e → 2Fe+2

O2 + 4e → 2O-2

2

=

→

=+

+

O N

NO

n

n x y

x

y x

8Al + 6NO3- + 30H+ → Al3+ + 3N2O + 15H2O(**)

Để có tỉ lệ trên, ta nhân (*) với 6 rồi cộng (**)

14Al + 12NO3- + 54H+ → 14Al3+ + 3N2O + 6NO+ 27H2O

b FeS2 + HNO3( đun nóng) → SO42- + NO2 + Fe3+ + H2O

1 FeS2 + 8H2O → Fe3+ + 2SO42- + 16H+ +15e

15 NO3- + e + 2H+ → NO2 + H2O

FeS2 + 15NO3 - + 14H+→ 2SO42- + 15NO2 + Fe3+ + 7H2O

electron Nêu quá trình oxi hóa và quá trình khử:

a MnO4- + SO32- + … → Mn2+ + SO42- + …

b MnO4- + Fe3O4 + … → Fe2O3 + MnO2 + …

c MnO4- + SO32- + … → MnO42- + SO42- + …

d Cr2O72- + C3H7OH + H+ → C2H5COOH + Cr3+ + …

Cho biết tính oxi hóa của MnO4- trong các môi trường khác nhau

(Trích đề thi đề nghị kì thi Olympic 30/4 của trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng – Cần

2 MnO4- + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH- ( sự khử)

3 2Fe3O4 + H2O → 3Fe2O3 + 2H+ + 2e ( sự oxh)

2MnO4- + 6Fe3O4 + H2O → 9Fe2O3 + 2MnO2 + 2OH-

c MnO4- + SO32- + OH- → MnO42- + SO42- + H2O

2 MnO4- + 1e → MnO42- ( sự khử)

1 SO32- + 2OH- → SO42- + 2H+ +2e ( sự oxh)

2MnO4- + SO32- + 2OH- → 2MnO42- + SO42- + H2O

d Cr2O72- + C3H7OH + H+ → C2H5COOH + Cr3+ + H2O

2 Cr2O72- + 23e + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O (sự khử)

3 C3H7OH + 4e + H2O → C2H5COOH + 4H+ ( sự oxh)

2Cr2O72- + 3C3H7OH + 16H+ → 3C2H5COOH + 4Cr3+ + 11H2O

Trong bất cứ môi trường nào MnO4- cũng có tính oxh mạnh nhất trong môi trường axit(

Mn+7 → Mn+2) và yếu nhất trong môi trường kiềm( Mn+7 → Mn+6)

2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 → 2NO↑ + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O

-

2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 → 2NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O

e Cu2FeSx + O2 → Cu2S + Fe3O4 + SO2

Sự khử: (6x+7) O2 + 4e → 2O

2-Sự oxi hóa: 2 3Cu2FeSx → 3Fe+8/3 + 6Cu+1 + 3xS+4 + (12x + 14)e

6Cu2FeSx + (6x+7) O2 → 6Cu2S + 2Fe3O4 + 6xSO2

Câu 17:

1- Hoàn thành và cân bằng các phương trình sau bằng phương pháp thăng bằng electron:

a H2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + O2 + …

b FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NnOm + H2O

2- Cân bằng pt phản ứng sau bằng phương pháp ion – electron:

a Cl2 + S2O32- → SO42- + Cl- (môi trường bazơ)

b As2S3 + NO3- → AsO43- + NO2 + S ( môi trường axit)

(Trích đề thi đề nghị của trường THPT chuyên Bến Tre- Tỉnh Bến Tre– năm 2002)

2S-2 → 2S+6 + 16e

19 x N+5 + 3e → N+2

3FeS + 3Cu2S + 28H+ + 19NO3- → 3Fe3+ + 6Cu2+ + 6SO42- + 19NO + 14H2O

b FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

3 Fe2y/x → xFe3+ + (3x -2y)e

b Cu(NH3)m2+ + CN- + OH- → Cu(CN)2- + CNO- + H2O

2 Cân bằng các phản ứng sau đây bằng phương pháp thăng bằng electron

NO

n n

17Al + 66HNO3 → 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O

1 Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau đây bằng phương pháp thăng bằng electron

a FeS2 + HNO3 + HCl → FeCl3 +H2SO4 + NO + H2O

b FeCu2S2 + O2 → Fe2O3 + CuO + SO2

c CH3-CH=CH2 + KMnO4 + H2O → CH3-CHOH-CH2OH + MnO2 + KOH

2 Trộn hỗn hợp gồm có FeS2 và CuS2 với tỉ lệ mol tương ứng là 2:3, rồi cho tác dụng với

dung dịch HNO3 thu được khí duy nhất là NO và dung dịch gồm có muối nitrat của hai

kim loại và axit sunfuric Viết pt phản ứng dưới dạng phân tử và ion thu gọn

(Trích đề thi đề nghị của THPT Chuyên Cao Lãnh- Đồng Tháp- năm 2002)

4FeCu2S2 + 15O2 → 2Fe2O3 + 8CuO + 8SO2

c CH3-CH=CH2 + KMnO4 + H2O → CH3-CHOH-CH2OH + MnO2 + KOH