Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:
Lý thuyết và bài tập vận dụng chuyên đề oxi hóa khử có đáp án
- Lý thuyết và Phương pháp giải
Phân biệt các loại phản ứng hóa học:
– Phản ứng hoá hợp : Là phản ứng hóa học, trong đó 2 hay nhiều chất hóa hợp với nhau tạo thành một chất mới. Tгопg phản ứng hoá hợp, số oxi hoá của các nguyên tố có thể thay đổi hoặc không thay đổi.
– Phản ứng phân huỷ: Là phản ứng hóa học, trong đó một chất bị phân hủy thành 2 hay nhiều chất mới. Trong phản ứng phân huỷ, số oxi hoá của các nguyên tố có thể thay đổi hoặc không thav đổi.
– Phản ứng thế: Là phản ứng hóa học, trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất. Trong hoá học vô cơ, phản ứng thế bao giờ cũng có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.
– Phản ứng trao đổi: Là phản ứng hóa học, trong đó các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử với nhau. Trong phản ứng trao đổi, số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi.
– Phản ứng oxi hóa khử: là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất trong phản ứng hay phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Phản ứng nào sau đây là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
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
Ví dụ 2: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng hóa hợp, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
Nx: Đáp án A và B không có sự thay đổi số oxi hóa nên không phải là phản ứng oxi hóa khử. Còn lại đáp án C và D.
Phản ứng hóa hợp là phản ứng từ nhiều chất tham gia tạo thành 1 chất mới. Do đó loại đáp án C.
⇒ Chọn D
Ví dụ 3: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng phân hủy, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Hướng dẫn:
⇒ Chọn A
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Loại phản ứng nào sau đây luôn là không phải phản ứng oxi hóa – khử?
Đáp án: D
Câu 2. Phản ứng nhiệt phân muối thuộc phản ứng :
Đáp án: C
Câu 3. Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng phân hủy, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Đáp án: A
Câu 4. Phản ứng nào sau đây là phản ứng thế?
Đáp án: B
Câu 5. Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng hóa hợp, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Đáp án: D
Câu 6. Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng phân hủy, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
Đáp án: A
Câu 7. Cho các phản ứng sau :
Dãy gồm các phản ứng đều thuộc loại phản ứng oxi hoá – khử là ?
Đáp án: B
Câu 8. Cho từng chất : Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 lần lượt phản ứng với HNO3 đặc nóng. Số lượng phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá – khử là :
Đáp án: D
Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe(NO3)2, FeSO4, FeCO3
Fe + 6HNO3 → 3H2O + 3NO2 + Fe(NO3)3
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Fe(OH)2 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
Fe(NO3)2 + 2HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
3FeSO4 + 6HNO3 → Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Câu 9. Xét phản ứng sau :
3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O (1)
2NO2 + 2KOH → KNO2 + KNO3 + H2O (2)
Phản ứng (1), (2) thuộc loại phản ứng
Đáp án: C
Câu 10. Khi trộn dung dịch Fe(NO3)2 với dung dịch HCl, thì
Đáp án: D
A. Phương pháp & Ví dụ
Lý thuyết và Phương pháp giải
– Trước hết xác định số oxi hóa.
Nếu trong phản ứng có chứa một hoặc nhiều nguyên tố có số oxi hóa thay đổi thì phản ứng đó thuộc loại oxi hóa – khử
– Chất oxi hóa là chất nhận e (ứng với số oxi hóa giảm)
– Chất khử là chất nhường e ( ứng với số oxi hóa tăng)
Cần nhớ: khử cho – O nhận
Tên của chất và tên quá trình ngược nhau
Chất khử (cho e) – ứng với quá trình oxi hóa.
Chất oxi hóa (nhận e) – ứng với quá trình khử.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho phản ứng: Ca + Cl2 → CaCl2 .
Kết luận nào sau đây đúng?
Hướng dẫn:
Ca → Ca2++2e
Cl2 + 2.1e → 2Cl–
⇒ Chọn D
Ví dụ 2: Trong phản ứng: CaCO3 → CaO + CO2 , nguyên tố cacbon
Hướng dẫn:
C+4 → C+4
⇒ Chọn D
Ví dụ 3: Trong phản ứng: Cu + 2H2SO4(đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2 O, axit sunfuric
Hướng dẫn:
S+6 → S+4 ⇒ H2SO4 đóng vai trò là chất oxi hóa
Mặt khác SO42- đóng vai trò môi trường để tao muối CuSO4
⇒ Chọn B
Ví dụ 4. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của H2S là :
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl
Hướng dẫn:
Đáp án B
Ví dụ 5. Cho các phản ứng sau, phản ứng nào là phản ứng oxi hóa – khử. Hãy xác định chất khử, chất oxi hóa
Hướng dẫn:
Phản ứng oxi hóa – khử là a, d, e vì có sự thay đổi số oxi hóa giữa các nguyên tố.
Câu 1. Cho các chất và ion sau : Zn ; Cl2 ; FeO ; Fe2O3 ; SO2 ; H2S ; Fe2+ ; Cu2+ ; Ag+. Số lượng chất và ion vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa là :
Đáp án: D
Các chất vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa là: Cl2, FeO ; SO2 ; Fe2+
Câu 2. Cho phản ứng: 4HNO3 đặc nóng + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
Trong phản ứng trên, HNO3 đóng vai trò là :
Đáp án: D
Câu 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 :
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–
Câu 4. Trong phản ứng dưới đây, H2SO4 đóng vai trò là :
Fe3O4 + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
Đáp án: C
Câu 5. Trong phản ứng dưới đây, chất bị oxi hóa là :
6KI + 2KMnO4 + 4H2O → 3I2 + 2MnO2 + 8KOH
Đáp án: A
Câu 6. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của HBr là gì ?
KClO3 + 6HBr → 3Br2 + KCl + 3H2O
Đáp án: B
Câu 7. Cho Cu tác dụng với dung dịch chứa H2SO4 loãng và NaNO3, vai trò của NaNO3 trong phản ứng là :
Đáp án: C
Câu 8. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của NO2 là gì ?
2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O
Đáp án: D
III. Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố hay, chi tiết
A. Phương pháp & Ví dụ
Lý thuyết và Phương pháp giải
– Quy tắc 1 : Số oxi hóa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0.
Ví dụ : Số oxi hóa của các nguyên tố Na, Fe, H, O, Cl trong đơn chất tương ứng Na, Fe, H2, O2, Cl2 đều bằng 0.
– Quy tắc 2 : Trong hầu hết các hợp chất :
Số oxi hóa của H là +1 (trừ các hợp chất của H với kim loại như NaH, CaH2, thì H có số oxi hóa –1).
Số oxi hóa của O là –2 (trừ một số trường hợp như H2O2, F2O, oxi có số oxi hóa lần lượt là : –1, +2).
– Quy tắc 3 : Trong một phân tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0. Theo quy tắc này, ta có thể tìm được số oxi hóa của một nguyên tố nào đó trong phân tử nếu biết số oxi hóa của các nguyên tố còn lại.
– Quy tắc 4 : Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong ion đó bằng điện tích của nó.
Ví dụ : Số oxi hóa của Na, Zn, S và Cl trong các ion Na+, Zn2+, S2-, Cl– lần lượt là : +1, +2, –2, –1.
Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố trong các ion SO42-, MnO4–, NH4+ lần lượt là : –2, –1, +1.
Chú ý: Để biểu diễn số oxi hóa thì viết dấu trước, số sau, còn để biểu diễn điện tích của ion thì viết số trước, dấu sau.
Nếu điện tích là 1+ (hoặc 1–) có thể viết đơn giản là + (hoặc -) thì đối với số oxi hóa phải viết đầy đủ cả dấu và chữ (+1 hoặc –1).
Trong hợp chất, kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm luôn có số oxi hóa lần lượt là : +1, +2, +3.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Tìm số oxi hóa của S trong phân tử H2SO4 ?
Hướng dẫn:
Gọi số oxi hóa của S trong H2SO4 là x, ta có :
2.(+1) + 1.x + 4.(–2) = 0 → x = +6
Vậy số oxi hóa của S là +6.
Ví dụ 2 : Tìm số oxi hóa của Mn trong ion MnO4– ?
Hướng dẫn:
Gọi số oxi hóa của Mn là x, ta có :
1.x + 4.( –2) = –1 → x = +7
Vậy số oxi hóa của Mn là +7.
Ví dụ 3. Xác định số oxi hóa của các ion sau: Na+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Al3+.
Hướng dẫn:
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.
Câu 1. Cho các hợp chất : NH , NO2, N2O, NO , N2
Thứ tự giảm dần số oxi hóa của N là :
Đáp án: C
Số oxi hóa của N trong các hợp chất NH , NO2, N2O, NO , N2 lần lượt là: +3, +4, +1, +5, 0
Câu 2. Số oxi hóa của Cl trong các hợp chất sau lần lượt là: HCl, HClO, NaClO3, HClO4
Đáp án: B
Câu 3. Xác định số oxi hóa của crom trong các hợp chất sau: Cr2O3, K2CrO4, Cr2(SO4)3 , K2Cr2O7
Đáp án: A
Câu 4. Cho biết thứ tự giảm dần số oxi hóa của các ion sau: MnO4–, SO42-, NH4+, ClO3–.
Đáp án: D
Số oxi hóa của MnO4–, SO42-, NH4+, ClO3– lần lượt là: +7, +6, +3, +5
Câu 5. Cho các chất: H2S, S, H2SO3, H2SO4, SO2, SO3. Xác định số oxi hóa của S trong các chất trên
Đáp án: A
Áp dụng quy tắc xác định số oxi hóa:
IV. PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
A. Phương pháp & Ví dụ
Lý thuyết và Phương pháp giải
Theo trình tự 3 bước với nguyên tắc:
Tổng electron nhường = tổng electron nhận
Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.
Bước 2. Lập thăng bằng electron.
Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.
Lưu ý:
– Ngoài phương pháp thăng bằng electron, còn có thể cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp tăng – giảm số oxi hóa với nguyên tắc: tổng số oxi hóa tăng = tổng số oxi hóa giảm.
– Phản ứng oxi hóa – khử còn có thể được cân bằng theo phương pháp thăng bằng ion – electron: lúc đó vẫn đảm bảo nguyên tắc thăng bằng electron nhưng các nguyên tố phải được viết ở dạng ion đúng, như NO3–, SO42-, MnO4–, Cr2072-,…
– Nếu trong phản ứng oxi hóa – khử có nhiều nguyên tố có số oxi hóa cùng tăng (hoặc cùng giảm) mà:
+ Chúng thuộc một chất thì phải đảm bảo tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
+ Chúng thuộc các chất khác nhau thì phải đảm bảo tỉ lệ số mol của các chất đó theo đề cho.
* Với hợp chất hữu cơ:
– Nếu hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng có một nhóm nguyên tử thay đổi và một số nhóm không đổi thì nên xác định số oxi hóa của C trong từng nhóm rồi cân bằng.
– Nếu hợp chất hữu cơ thay đổi toàn phân tử, nên cân bằng theo số oxi hóa trung bình của C.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1. Cân bằng phản ứng:
FeS + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O
Hướng dẫn:
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
Ví dụ 2. Cân bằng phản ứng trong dung dịch bazơ:
NaCrO2 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr
Hướng dẫn:
CrO2– + 4OH– → CrO42- + 2H2O + 3e
Br2 + 2e → 2Br–
Phương trình ion:
2CrO2– + 8OH– + 3Br2 → 2CrO42- + 6Br– + 4H2O
Phương trình phản ứng phân tử:
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
Ví dụ 3. Cân bằng phản ứng trong dung dịch có H2O tham gia:
KMnO4 + K2SO3 + H2O → MnO2 + K2SO4
Hướng dẫn:
MnO4– + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH–
SO32- + H2O → SO42- + 2H+ + 2e
Phương trình ion:
2MnO4– + H2O + 3SO32- → 2MnO2 + 2OH– + 3SO42-
Phương trình phản ứng phân tử:
2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH
Ví dụ 4. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:
C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O
Hướng dẫn:
5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 → 12K2SO4 + 24MnSO4 + 30CO2 + 66H2O
Câu 1. Cho phản ứng: Na2SO3 + KMnO4 + H2O → Na2SO4 + MnO2 + KOH
Tỉ lệ hệ số của chất khử và chất oxi hóa sau khi cân bằng là:
Đáp án: B
⇒ 3Na2SO3 + 2KMnO4 → 3Na2SO4 + 2MnO2
Kiểm tra hai vế: thêm 2KOH vào vế phải, thêm H2O vào vế trái.
⇒ 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
Câu 2. Cho phản ứng: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)2 + H2O. Hệ số cân bằng của FeSO4 và K2Cr2O7 lần lượt là:
Đáp án:
Hay 6FeSO4 + K2Cr2O7 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3
Kiểm tra hai vế: thêm K2SO4 vào về phải; thêm 7H2SO4 vào vế trái → thêm 7H2O vào vế phải.
⇒ 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)2 + 7H2O
Hay Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2
Kiểm tra hai vế: thêm 2HNO3 vào vế trái thành 4HNO3, thêm 2H2O vào vế phải.
⇒ Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Câu 3. Cân bằng phản ứng sau: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Đáp án:
Hay 3Fe3O4 + HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO
Kiểm tra hai vế: thêm 28 vào HNO3 ở vế trái, thêm 14H2O ở vế phải.
⇒ 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Câu 4. Cân bằng phản ứng: As2S3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + NO + H2SO4
Đáp án:
Hay 3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4 + 28NO + 9H2SO4
Câu 5. Tính tổng hệ số cân bằng trong phản ứng sau:
Đáp án: A
Phương trình: Cr2O3 + 3KNO3 + 4KOH → 2K2CrO4 +2H2O + 3KNO2
⇒ Tổng hệ số cân bằng là 15
Câu 6. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:
CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Đáp án:
3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 →3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O
Câu 7. Xác định hệ số cân bằng của KMnO4 trong phản ứng sau:
SO2 + KMnO4 + H2O → K2SO4 + …
Đáp án: A
Xem thêm