Xét các phản ứng hóa học xảy ra trong các quá trình sau:
a) Luyện gang từ quặng hematit đó:
Fe2O3 + CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) FeO + CO2
FeO + CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe + CO2
b) Luyện kẽm từ quặng blend:
ZnS + O2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) ZnO + SO2
ZnO + C \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Zn + CO
c) Sản xuất xút, chlorine từ dung dịch muối ăn:
NaCl + H2O → NaOH + Cl2 + H2
d) Đốt cháy ethanol có trong xăng E5:
C2H5OH + O2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CO2 + H2O
Hãy chỉ ra các phản ứng oxi hóa – khử, lập phương trình hóa học của các phản ứng đó theo phương pháp thăng bằng electron và chỉ rõ chất oxi hóa, chất khử.
Hướng dẫn giải
Dấu hiệu để nhận biết phản ứng oxi hóa – khử là có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử.
Lời giải chi tiết
Các phản ứng oxi hóa – khử là: a; b; c và d.
a)
* Fe2O3 + CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) FeO + CO2
Bước 1:
\({\mathop {Fe}\limits^{ + 3} _2}{O_3} + \mathop C\limits^{ + 2} O \to \mathop {Fe}\limits^{ + 2} O + \mathop C\limits^{ + 4} {O_2}\)
Bước 2:
\(\begin{array}{l}
\mathop {Fe}\limits^{ + 3} \,\,\, + \,\,1e\,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Fe}\limits^{ + 2} \,\,\\
C\,\,\, \to \,\,\,\mathop C\limits^{ + 2} \,\, + \,\,\,\,2e
\end{array}\)
Bước 3:
\(\begin{array}{l}
2\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\mathop {Fe}\limits^{ + 3} \,\,\, + \,\,1e\,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Fe}\limits^{ + 2} \,\,\\
1\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,C\,\,\, \to \,\,\,\mathop C\limits^{ + 2} \,\, + \,\,\,\,2e
\end{array}\)
Bước 4:
Fe2O3 + 3CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2FeO + 3CO2
* FeO + CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe + CO2
Bước 1:
Bước 2:
\(\begin{array}{l}
\mathop {Fe}\limits^{ + 2} \,\,\, + \,\,2e\,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Fe}\limits^0 \,\,\\
\,\mathop C\limits^{ + 2} \,\,\,\, \to \,\,\mathop C\limits^{ + 4} \,\,\,\, + \,\,\,\,2e
\end{array}\)
Bước 3:
\(\begin{array}{l}
1\,\,x\,\,\,\,\,\mathop {Fe}\limits^{ + 2} \,\,\, + \,\,2e\,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Fe}\limits^0 \,\,\\
1\,\,x\,\,\,\,\,\mathop C\limits^{ + 2} \,\,\,\, \to \,\,\mathop C\limits^{ + 4} \,\,\,\, + \,\,\,\,2e
\end{array}\)
Bước 4:
FeO + CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe + CO2
b)
* ZnS + O2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) ZnO + SO2
Bước 1:
\(Zn\mathop S\limits^{ - 2} \,\, + \,\,\,\mathop {{O_2}}\limits^0 \,\,\, \to \,\,\,Zn\mathop O\limits^{ - 2} \,\,\,\, + \,\,\,\mathop S\limits^{ + 4} \,{O_2}\)
Bước 2:
\(\mathop S\limits^{ - 2} \,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\mathop S\limits^{ + 4} \,\,\,\, + \,\,\,6e\)
\(\mathop {{O_2}}\limits^0 \,\,\,\, + \,\,\,4e\,\,\,\, \to \,\,\,\,2\mathop O\limits^{ - 2} \)
Bước 3:
\(\begin{array}{l}
2\,\,x\,\,\,\,\mathop S\limits^{ - 2} \,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\mathop S\limits^{ + 4} \,\,\,\, + \,\,\,6e\\
3\,\,\,x\,\,\,\mathop {{O_2}}\limits^0 \,\,\,\, + \,\,\,4e\,\,\,\, \to \,\,\,\,2\mathop O\limits^{ - 2}
\end{array}\)
Bước 4:
2ZnS + 3O2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2ZnO + 2SO2
* ZnO + C \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Zn + CO
Bước 1:
\(\mathop {Zn}\limits^{ + 2} O\,\,\, + \,\,\,\,\mathop C\limits^0 \,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Zn}\limits^0 \,\,\,\,\, + \,\,\,\,\mathop C\limits^{ + 2} O\)
Bước 2:
\(\begin{array}{l}
\mathop {Zn}\limits^{ + 2} \,\,\,\,\, + \,\,\,2e\,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Zn}\limits^0 \\
\,\mathop C\limits^0 \,\,\, \to \,\,\,\,\mathop C\limits^{ + 2} \,\,\,\, + \,\,\,\,2e
\end{array}\)
Bước 3:
\(\begin{array}{l}
1\,\,x\,\,\,\mathop {Zn}\limits^{ + 2} \,\,\,\,\, + \,\,\,2e\,\,\,\, \to \,\,\,\,\mathop {Zn}\limits^0 \\
1\,\,x\,\,\,\,\mathop C\limits^0 \,\,\, \to \,\,\,\,\mathop C\limits^{ + 2} \,\,\,\, + \,\,\,\,2e
\end{array}\)
Bước 4:
ZnO + C \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Zn + CO
c)
\(NaCl\,\,\, + \,\,\,{H_2}O\,\,\, \to \,\,\,\,NaOH\,\,\, + \,\,C{l_2}\,\,\, + \,\,\,{H_2}\)
Bước 1:
\(Na\mathop {Cl}\limits^{ - 1} \,\,\, + \,\,\,{\mathop H\limits^{ + 1} _2}O\,\,\, \to \,\,\,\,NaOH\,\,\, + \,\,{\mathop {Cl}\limits^0 _2}\,\,\, + \,\,\,{\mathop H\limits^0 _2}\)
Bước 2:
\(\begin{array}{l}
2\mathop {Cl}\limits^{ - 1} \,\,\,\, \to \,\,\,\,{\mathop {Cl}\limits^0 _2}\, + \,\,\,\,2e\\
2\mathop H\limits^{ + 1} \,\,\, + \,\,2e\,\,\,\, \to \,\,\,{\mathop H\limits^0 _2}
\end{array}\)
Bước 3:
\(\begin{array}{l}
1\,\,x\,\,\,\,2\mathop {Cl}\limits^{ - 1} \,\,\,\, \to \,\,\,\,{\mathop {Cl}\limits^0 _2}\, + \,\,\,\,2e\\
1\,\,\,x\,\,\,\,2\mathop H\limits^{ + 1} \,\,\, + \,\,2e\,\,\,\, \to \,\,\,{\mathop H\limits^0 _2}
\end{array}\)
Bước 4:
\(2NaCl{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2{H_2}O{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2NaOH{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} C{l_2}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {H_2}\)
d) C2H5OH + O2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CO2 + H2O
Bước 1:
\({\mathop C\limits^{ - 2} _2}{H_5}OH + \mathop {{O_2}}\limits^0 \to \mathop C\limits^{ + 4} {O_2} + {H_2}\mathop O\limits^{ - 2} \)
Bước 2:
\(\begin{array}{l}
\mathop C\limits^{ - 2} \,\,\, \to \mathop C\limits^{ + 4} \,\,\,\, + \,\,\,6e\\
\mathop {{O_2}}\limits^0 \,\,\,\, + \,\,\,4e\,\, \to \,\,2\mathop O\limits^{ - 2}
\end{array}\)
Bước 3:
\(\begin{array}{l}
2\,\,\,x\,\,\,\,\mathop C\limits^{ - 2} \,\,\, \to \mathop C\limits^{ + 4} \,\,\,\, + \,\,\,6e\\
3\;\,\,x\,\,\,\mathop {{O_2}}\limits^0 \,\,\,\, + \,\,\,4e\,\, \to \,\,2\mathop O\limits^{ - 2}
\end{array}\)
Bước 4:
C2H5OH + 9/2O2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2CO2 + 6H2O
-- Mod Hóa Học 10