Trong nội dung bài học Bài 13: Phản ứng oxi hóa - khử môn Hóa học 10 SGK Cánh Diều, DapAnHay sẽ giúp các em hiểu một cách cụ thể nhất về phản ứng oxi hóa khử là gì cũng như giải các bài tập có trong bài phản ứng oxi hóa khử lớp 10. Mong rằng tài liệu này có thể giúp cho các em củng cố thêm kiến thức cũng như học tốt hơn môn học này!
- Trong các đơn chất, điện tích của nguyên tử luôn bằng 0, trong phân tử hợp chất, điện tích của nguyên tử nói chung khác không. Chẳng hạn điện tích của Mg và 0 trong hợp chất ion MgO tương ứng là 2+ và 2-. Trong phân tử HCl, điện tích thực của H và Cl lần lượt là \({\delta ^ + }\) và \({\delta ^ - }\) trong đó 0< \(\delta \) < 1 và giá trị \(\delta \) này không để xác định được.
- Để thuận tiện hơn, người ta sử dụng điện tích giả định thay vì điện tích thực và gọi đó là số oxi hóa.
a. Khái niệm số oxi hoá
- Số oxi hoá của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó với giả định đây là hợp chất ion.
Ví dụ
- Trong các hợp chất ion:
+ Na+Cl-: Số oxi hoá của Na là +1, của Cl là -1.
+ Mg2+O2-: Số oxi hoá của Mg là +2, của O là -2.
- Trong các hợp chất cộng hoá trị H-S-H:
+ Với giả định là hợp chất ion, hai cặp electron chung sẽ lệch hoàn toàn về phía nguyên tử S (có độ âm điện cao hơn), mỗi liên kết đơn có một electron của H bị chuyển sang S nên hợp chất son giả định là H+S2-H+. Vậy số oxi hoá của H là +1, S là -2.
b. Cách xác định số oxi hoá của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất
Có hai cách để xác định số oxi hoá của các nguyên tử nguyên tố hoá học trong hợp chất.
* Cách 1: Dựa theo số oxi hoá của một số nguyên tử đã biết và điện tích của phân tử hoặc ion.
- Theo cách này, có hai quy tắc sau đây:
+ Quy tắc 1:
+ Quy tắc 2: Tổng số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử bằng 0, của một con đa nguyên tử bằng chính điện tích của ion đó.
* Cách 2: Dựa theo công thức cấu tạo
- Đây là cách tính điện tích các nguyên tử trong hợp chất với giả định đó là hợp chất ion dựa vào công thức cấu tạo.
- Cách này có ưu điểm là áp dụng được cho mọi trường hợp, tuy nhiên, cần phải biết công thức cấu tạo của chất.
Ví dụ:
- Xác định số oxi hoá của C và O trong CO2
- Carbon dioxide (CO2) có công thức cấu tạo là O=C=O.
- Trong mỗi liên kết đôi C = O, C góp 2 electron, khi giả định CO2 là hợp chất ion thì 2 electron này chuyển sang O. Vì có hai liên kết C=O nên CO, có công thức ion giả định là O2-C4+O2-. Từ đó xác định được số oxi hoá của O là -2, của C là +4.
Số oxi hoá của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó với giả thiết đó là hợp chất ion. |
---|
- Nếu phân loại các phản ứng hoá học dựa theo số oxi hoá thì có hai loại sau: Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá và phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tử trước và sau phản ứng.
a. Một số khái niệm
- Phản ứng oxi hoá- khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của ít nhất một nguyên tố hoá học.
Ví dụ
2Ag + Cl2 → 2AgCl (1)
2AgNO3 + BaCl2 → AgCl + Ba(NO3)2 (2)
Cl2 + 2NaOH → NaOCl + NaCl + H2O (3)
- Trong các phản ứng trên, phản ứng (1) là phản ứng oxi hoá - khử vì có sự thay đổi số oxi hoá của Ag và Cl. Phản ứng (3) là phản ứng tạo nước Javel, trong phản ứng này, dù chỉ có sự thay đổi số oxi hoá ở chlorine nhưng nó vẫn là phản ứng oxi hoá - khử. Phản ứng (2) không phải phản ứng oxi hoá - khử.
- Đối với phản ứng oxi hoá - khử, một số khái niệm sau thường được sử dụng:
+ Chất khử (chất bị oxi hoá) là chất nhường electron. Ví dụ Ag trong phản ứng (1).
+ Chất oxi hoá (chất bị khử) là chất nhận electron Ví dụ Cl2, trong phản ứng (1).
+ Quá trình oxi hoá (sự oxi hoá) là quá trình nhường electron. Ví dụ quá trình Ag nhường electron trong phản ứng (1).
+ Quá trình khử (sự khử) là quá trình nhận electron. Ví dụ quá trình Cl nhận electron trong phản ứng (1).
b. Cân bằng phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp thăng bằng electron
- Phản ứng oxi hoá - khử có sự thay đổi số oxi hoá, tức là có các quá trình nhường và nhận electron. Ta có thể cân bằng các phản ứng oxi hoá - khử theo nguyên tắc trong một phản ứng, tổng số electron nhường phải bằng tổng số electron nhận.
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng: Al + O2 → Al2O3
- Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hoá trước và sau phản ứng của các nguyên tử.
\(\mathop {Al}\limits^0 {\rm{ }} + {\rm{ }}\mathop {{O_2}}\limits^0 \; \to \;{\mathop {Al}\limits^{ + 3} _2}{\mathop O\limits^{ - 2} _3}\)
- Bước 2. Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử.
\(\mathop {Al}\limits^0 {\rm{ }}\; \to \;\mathop {Al}\limits^{ + 3} \,\,\, + \,\,\,3e\) (1)
\(\mathop O\limits^0 \;\,\, + \,\,2e\,\, \to \;\mathop O\limits^{ - 2} \) (2)
- Bước 3. Thăng bằng electron bằng cách nhân thêm hệ số vào các quá trình nhường và nhận electron sao cho tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận. Cộng các quá trình (đã nhân hệ số) với nhau sẽ thu được sơ đồ (3).
2 x \(\mathop {Al}\limits^0 {\rm{ }}\; \to \;\mathop {Al}\limits^{ + 3} \,\,\, + \,\,\,3e\) (1)
3 x \(\mathop O\limits^0 \;\,\, + \,\,2e\,\, \to \;\mathop O\limits^{ - 2} \) (2)
→ \(2\mathop {Al}\limits^0 {\rm{ }} + {\rm{ 3}}\mathop O\limits^0 \; \to \;2\mathop {Al}\limits^{ + 3} \,\,\,\, + \,\,\,3\mathop O\limits^{ - 2} \)
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng: Cu +HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
- Bước 1. \(\mathop {Cu}\limits^0 {\rm{ }} + H\mathop N\limits^{ + 5} {O_{3\;}} \to {\rm{ }}\mathop {Cu}\limits^{ + 2} {\left( {N{O_3}} \right)_2}\; + {\rm{ }}\mathop N\limits^{ + 2} O\;{\rm{ }} + \;{\rm{ }}{H_2}O\)
- Bước 2.
\(\mathop {Cu}\limits^0 {\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop {Cu}\limits^{ + 2} \,\,\, + \,\,2e\) (1)
\(\mathop N\limits^{ + 5} \,\,\,\, + \,\,\,3e\,\,\, \to \mathop N\limits^{ + 2} \) (2)
Bước 3.
\(\begin{array}{l}
3\,\,\,x\,\,\,\,\mathop {Cu}\limits^0 {\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop {Cu}\limits^{ + 2} \,\,\, + \,\,2e\\
2\,\,\,x\,\,\,\mathop N\limits^{ + 5} \,\,\,\, + \,\,\,3e\,\,\, \to {\rm{ }}\mathop N\limits^{ + 2}
\end{array}\)
\(3\mathop {Cu}\limits^0 {\rm{ }} + 2\mathop N\limits^{ + 5} \to {\rm{ }}\mathop {3Cu}\limits^{ + 2} \; + {\rm{ 2}}\mathop N\limits^{ + 2} \) (3)
Bước 4. 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
c. Ý nghĩa và một số phản ứng oxi hóa - khử quan trọng
- Phản ứng oxi hoá-khử có ý nghĩa rất quan trọng, hầu hết các quá trình tự nhiên và nhân tạo trên Trái Đất có liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử.
- Một số loại phản ứng oxi hoá - khử quan trọng có thể kể ra như:
+ Phản ứng liên quan đến việc cung cấp năng lượng:
+ Phản ứng liên quan đến việc lưu trữ năng lượng:
- Bên cạnh những phản ứng oxi hoá - khử quan trọng, có ích lợi đối với con người, còn có một loại phản ứng oxi hoá - khử diễn ra ngoài ý muốn, chẳng hạn các phản ứng ăn mòn kim loại, như sự tạo gỉ. Hằng năm, lượng kim loại mất đi do sự tạo gỉ vào khoảng 10-30% lượng kim loại được sản xuất ra, gây tổn thất rất lớn về kinh tế.
- Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của ít nhất một nguyên tố hoá học. - Việc cân bằng phản ứng oxi hoá - khử dựa theo nguyên tắc: trong một phản ứng, tổng số electron nhường phải bằng tổng số electron nhận sự thăng bằng electron). |
---|
Bài 1: Quá trình bị gỉ của đinh ốc ngoài không khí được mô tả như hình dưới đây:
Trong quá trình này, hãy cho biết nguyên tử nguyên tố nào nhường electron, nguyên tố nào nhận electron. Giải thích.
Hướng dẫn giải
PT: 3O2 + 4Fe + 6H2O → 4Fe(OH)3↓
Fe → Fe3+ + 3e (nhường electron).
O2 + 4e → 2O2- (nhận electron).
Bài 2: Phản ứng nào sau đây là phản ứng oxi hóa – khử?
A. Fe2 O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3 ) 3 + 3H2 O
B. H2 SO4 + Na2 O → Na2 SO4 + 2H2 O
C. Fe2 O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
D. 2AgNO3 + BaCl2 → Ba(NO3 ) 2 + 2AgCl ↓
Hướng dẫn giải
Nhắc lại: Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa.
Xét sự thay đổi số oxi hóa của các chất trong các phản ứng trên ta thấy chỉ có đáp án C có sự thay đổi số oxi hóa Fe3+xuống Fe0; C+2lên C+4
⇒ Chọn C
Bài 3: Cho dãy các chất và ion : Cl2, F2, SO2, Na+, Ca2+, Fe2+, Al3+, Mn2+, S2-, Cl-. Số chất và ion trong dãy đều có tính oxi hoá và tính khử là:
A. 3.
B. 4.
C. 6.
D. 5.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Các chất vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa là: Cl2, SO2, Fe2+, Mn2+
Các chất chỉ có tính oxi hóa: F2, Na+, Ca2+, Al3+
Các chất chỉ có tính khử: S2-, Cl-
Bài 4: Xác định số oxi hóa của các ion sau: Na+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Al3+.
Hướng dẫn giải
Ion | Na+ | Cu2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ |
Số oxi hóa | +1 | +2 | +2 | +3 | +3 |
*Lưu ý: Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích của ion đó.
Bài 5: Cân bằng phản ứng:
FeS + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:
Fe+2 → Fe+3
S-2 → S+6
N+5 → N+1
Bước 2. Lập thăng bằng electron:
Fe+2 → Fe+3 + 1e
S-2 → S+6 + 8e
FeS → Fe+3 + S+6 + 9e
2N+5 + 8e → 2N+1
→ Có 8FeS và 9N2O.
Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:
8FeS + 42HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 9N2O + 8H2SO4 + 13H2O
Học xong bài học này, em có thể:
- Nếu được khái niệm và xác định được số oxi hoá của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất.
- Nêu được khái niệm về phản ứng oxi hoá- khử và ý nghĩa của phản ứng oxi hoá - khử.
- Mô tả được một số phản ứng oxi hoá - khử quan trọng gắn liền với cuộc sống.
- Cân bằng được phản ứng oxi hoá - khử bằng phương pháp thăng bằng electron.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 10 Cánh Diều Bài 13 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Trong các dung dịch: HNO3, NaCl, Na2SO4, Ca(OH)2, KHSO4, Mg(NO3)2, có bao nhiêu chất tác dụng được với dung dịch Ba(HCO3)2?
Cho phương trình hóa học \(4Fe{\left( {OH} \right)_2}\; + {\rm{ }}{O_2}\; + {\rm{ }}2{H_2}O{\rm{ }} \to {\rm{ }}4Fe{\left( {OH} \right)_3}.{\rm{ }}\) Kết luận nào sau đây là đúng?
Cho Fe2+ + MnO4- + H+ → Fe3+ + Mn2+ + H2O tổng các hệ số thõa mãn phương trình là?
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 10 Cánh Diều Bài 13để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Luyện tập trang 71 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải câu hỏi trang 71 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Luyện tập 1 trang 72 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Luyện tập 2 trang 72 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Luyện tập 3 trang 72 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải câu hỏi trang 72 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải câu hỏi trang 73 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải câu hỏi 1 trang 74 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải câu hỏi 2 trang 74 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Luyện tập trang 74 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Vận dụng trang 75 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải câu hỏi trang 75 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải bài 1 trang 76 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải bài 2 trang 76 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải bài 3 trang 76 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải bài 4 trang 76 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Giải bài 5 trang 76 SGK Hóa học 10 Cánh Diều - CD
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Hóa học DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
Trong các dung dịch: HNO3, NaCl, Na2SO4, Ca(OH)2, KHSO4, Mg(NO3)2, có bao nhiêu chất tác dụng được với dung dịch Ba(HCO3)2?
Cho phương trình hóa học \(4Fe{\left( {OH} \right)_2}\; + {\rm{ }}{O_2}\; + {\rm{ }}2{H_2}O{\rm{ }} \to {\rm{ }}4Fe{\left( {OH} \right)_3}.{\rm{ }}\) Kết luận nào sau đây là đúng?
Cho Fe2+ + MnO4- + H+ → Fe3+ + Mn2+ + H2O tổng các hệ số thõa mãn phương trình là?
Tìm tổng a + b + c biết thõa mãn phương trình bên dưới đây aFeS +bH+ + cNO3- → Fe3+ + SO42- + NO + H2O.
Cho 1,84 gam Cu và Fe trong HNO3 dư được 0,01 mol NO và 0,04 mol NO2. Số mol Fe và Cu ban đầu là mấy?
Cho mấy gam Cu vào dung dịch HNO3 thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí NO và NO2 có tỉ khối đối với H2 là 19.
Cho HNO3 đặc nóng vào Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 thì số phản ứng oxi hóa khử là mấy?
Phản ứng vừa phân hủy, vừa oxi hóa – khử là phản ứng nào trong 4 phản ứng sau?
Tính mFe thu được khi nhúng một thanh sắt vào dung dịch Cu(NO3)2 một thời gian thấy khối lượng sắt tăng 0,8 gam.
Số mol Cl2 giải phóng ra trong phản ứng nào sau đây là nhỏ nhất khi số mol các chất oxi hóa trông mỗi phản ứng là bằng nhau và HCl đặc dùng dư?
1. Xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tử nguyên tố trong các hợp chất ion Al2O3, CaF2.
2. Xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tử trong hợp chất sau: N = O, CH4.
Dựa theo quy tắc octet, giải thích vì sao số oxi hóa của O là -2, của kim loại nhóm IA là +1, của kim loại nhóm IIA là +2 và của Al là +3.
Xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tử trong của hợp chất: Fe2O3, Na2CO3, KAl(SO4)2.
Xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tử trong các ion: NO3-, NH4+, MnO4-.
Xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tố trong NH3 theo cách 2.
Dựa vào độ âm điện, giải thích vì sao công thức ion giả định của OF2 là F-O2+F- mà không phải là F+O2-F+.
1. Xác định số oxi hóa của các nguyên tử trong phản ứng (1), (2). Cho biết nguyên tố nào có sự thay đổi số oxi hóa.
2. Nguyên tố Cl thể hiện bao nhiêu số oxi hóa trong phản ứng (3)?
Trong phản ứng ở ví dụ 1, hãy chỉ ra chất khử, chất oxi hóa, quá trình khử, quá trình oxi hóa.
1. Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau. Chỉ ra chất oxi hóa, chất khử, sự oxi hóa, sự khử.
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
NH3 + O2 → NO + H2O
2. Các phản ứng trên thường gặp trong cuộc sống và sản xuất. Những phản ứng này thường diễn ra trong quá trình nào?
Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau:
a) HCl + PbO2 → PbCl2 + Cl2 + H2O
b) KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Sắt bị gỉ trong không khí ẩm. Đó có phải là phản ứng oxi hóa – khử không? Đề xuất một vài biện pháp hạn chế sự tạo gỉ kim loại nêu trên.
Hãy viết các quá trình thay đổi số oxi hóa của mỗi nguyên tử nguyên tố trong phản ứng oxi hóa hoàn toàn methane.
Xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tử trong các phân tử và ion sau đây:
a) H2SO3
b) Al(OH)4-
c) NaAlH4
d) NO2-
Xác định chất oxi hóa, chất khử, quá trình oxi hóa, quá trình khử trong các phản ứng sau:
a) Ag+ + Fe2+ → Ag + Fe3+
b) 3Hg2+ + 2Fe → 3Hg + 2Fe3+
c) 2As + 3Cl2 → 2AsCl3
d) Al + 6H+ + 3NO3- → Al3+ + 3NO2 + 3H2O
Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau đây bằng Phương pháp giải thăng bằng electron
a) NaBr + Cl2 → NaCl + Br2
b) Fe2O3 + CO → Fe + CO2
c) CO + I2O5 → CO2 + I2
d) Cr(OH)3 + Br2 + OH- → CrO42- + Br- + H2O
e) H+ + MnO4- + HCOOH → Mn2+ + H2O + CO2
Nước oxy già có tính oxi hóa mạnh, do khả năng oxi hóa của hydrogen peroxide (H2O2).
a) Từ công thức cấu tạo H – O – O – H, hãy xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tử.
b) Nguyên tử nguyên tố nào gây nên tính oxi hóa của H2O2. Viết các quá trình oxi hóa, quá trình khử minh họa.
Xăng E5 là một loại xăng sinh học, được tạo thành khi trộn 5 thể tích ethanol C2H5OH (cồn) với 95 thể tích xăng truyền thống, giúp thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch, phù hợp với xu thế phát triển chung trên thế giới và góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Viết phương trình đốt cháy ethanol thành CO2 và H2O. Phản ứng này có phải là phản ứng oxi hóa – khử hay không? Nó thuộc loại phản ứng cung cấp hay tích trữ năng lượng?
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *