Sách bài tập Hóa học 10 Bài 13 (Cánh diều): Phản ứng oxi hóa – khử

Giải SBT Hóa học lớp 10 Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Bài 13.1 trang 37 sách bài tập Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Số oxi hoá của nguyên tử trong bất kì một đơn chất hoá học nào đều bằng 0.

B. Tổng số oxi hoá của tất cả các nguyên tử trong một phân tử và trong một ion đa nguyên tử bằng 0.

C. Trong tất cả các hợp chất, hydrogen luôn có số oxi hoá là +1.

D. Trong tất cả các hợp chất, oxygen luôn có số oxi hoá là -2.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

B sai vì: Tổng số oxi hoá của tất cả các nguyên tử trong một ion đa nguyên tử bằng điện tích ion.

C sai vì hydrogen còn có số oxi hóa -1 trong một số hợp chất như: NaH; CaH₂ …

D sai vì oxygen còn có số oxi hóa -1 trong một số hợp chất như: H₂O₂; Na₂O₂ …

Bài 13.2 trang 37 sách bài tập Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Số oxi hoá của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử đó với giả thiết đó là hợp chất ion.

B. Trong hợp chất, oxygen có số oxi hoá bằng -2, trừ một số trường hợp ngoại lệ.

C. Số oxi hoá của hydrogen trong các hydride kim loại bằng +1.

D. Các nguyên tố phi kim có số oxi hoá thay đổi tuỳ thuộc vào hợp chất chứa chúng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Phát biểu C sai vì: Số oxi hoá của hydrogen trong các hydride kim loại bằng -1.

Bài 13.3 trang 37 sách bài tập Hóa học 10: Số oxi hoá của chromium (Cr) trong Na₂CrO₄ là

A. -2.

B. +2.

C. +6.

D. -6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Trong Na₂CrO₄, số oxi hóa của O là -2; số oxi hóa của Na là +1.

Gọi số oxi hoá của chromium là x. Ta có:

2 × (+1) + x + 4 × (-2) = 0 ⇒ x = +6.

Bài 13.4 trang 37 sách bài tập Hóa học 10: Số oxi hoá của carbon và oxygen trong C₂O₄^2- lần lượt là:

A. +3, -2.

B. +4, -2.

C. +1, -3.

D. +3, -6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Ta có số oxi hóa của oxygen trong C₂O₄^2- là -2; gọi số oxi hóa của C là x thì:

2 . x + 4 . (-2) = -2 ⇒ x = +3.

Bài 13.5 trang 37 sách bài tập Hóa học 10: Số oxi hoá của Cl trong các chất NaOCl, NaClO₂, NaClO₃, NaClO₄ lần lượt là:

A. -1, +3, +5, +7.

B. +1, -3, +5, -2.

C. +1, +3, +5, +7.

D. +1, +3, -5, +7.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Trong các hợp chất: NaOCl, NaClO₂, NaClO₃, NaClO₄ thì Na có số oxi hóa là +1; O có số oxi hóa là -2.

Áp dụng quy tắc hóa trị có:

$NaO\stackrel{+1}{Cl},Na\stackrel{+3}{Cl}{O}_2,Na\stackrel{+5}{Cl}{O}_3,Na\stackrel{+7}{Cl}{O}_4$

Bài 13.6 trang 37 sách bài tập Hóa học 10: a) Xác định số oxi hoá của mỗi nguyên tử trong các chất hoá học hoặc các ion sau: NO₃^–; H₂PO₄^–; CaHAsO₄; Mg₂TiO₄.

b) Ghép phân tử/ ion ở cột A với nhóm số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử/ ion ở cột B cho phù hợp.

Lời giải:

a) NO₃^–:

O có số oxi hóa là -2, gọi số oxi hóa của N là x, ta có:

x + 3. (-2) = -1 ⇒ x = +5.

H₂PO₄^–:

H có số oxi hóa là +1, O có số oxi hóa là -2, gọi số oxi hóa của P là x ta có:

2. (+1) + x + 4.(-2) = -1 ⇒ x = +5.

CaHAsO₄:

H có số oxi hóa là +1; Ca có số oxi hóa là +2; O có số oxi hóa là -2, gọi số oxi hóa của As là x, ta có:

(+2) + (+1) + x + 4.(-2) = 0 ⇒ x = +5.

Mg₂TiO₄:

Mg có số oxi hóa là +2; O có số oxi hóa là -2; gọi số oxi hóa của Ti là x, ta có:

2.(+2) + x + 4.(-2) = 0 ⇒ x = + 4.

b) Áp dụng các quy tắc xác định số oxi hóa, ta có:

– a ghép với 2; giải thích:

Cl có số oxi hóa là -1; gọi số oxi hóa Sb là x, ta có: x + 5.(-1) = 0 ⇒ x = +5.

– b ghép với 5; giải thích:

O có số oxi hóa là -2; gọi số oxi hóa của Br là x, ta có: x + 3.(-2) = -1 ⇒ x = +5.

– c ghép với 4; giải thích:

Na₂O₂ là trường hợp đặc biệt; Na có số oxi hóa +1; O có số oxi hóa -1.

– d ghép với 3; giải thích:

Na có số oxi hóa +1, gọi số oxi hóa của S là x, ta có: 2. (+1) + x = 0 ⇒ x = -2.

– e ghép với 1; giải thích:

H có số oxi hóa là +1, gọi số oxi hóa của N là x, ta có: 4. (+1) + x = +1 ⇒ x = -3.

Bài 13.7 trang 38 sách bài tập Hóa học 10: Dựa vào công thức cấu tạo, hãy xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tố trong các hợp chất sau:

Lời giải:

Dựa vào công thức cấu tạo, ta có số oxi hóa của các nguyên tố như sau:

$\stackrel{+2}{Ca}\stackrel{+4}{C}{\stackrel{-2}{O}}_3;{\stackrel{+1}{H}}_2\stackrel{+6}{S}{\stackrel{-2}{O}}_4;\stackrel{-3}{N}\stackrel{+1}{H}{}_4^{+};\stackrel{+2}{Ca}{\stackrel{-1}{H}}_2.$

Bài 13.8 trang 38 sách bài tập Hóa học 10: Magnetite là một loại sắt oxide có công thức Fe₃O₄ (còn gọi là oxit sắt từ). Chất này được coi là hỗn hợp của hai oxide. Tìm hiểu và xác định số oxi hóa của từng nguyên tử Fe trong magnetite.

Lời giải:

Fe₃O₄ được coi là hỗn hợp của hai oxide là FeO và Fe₂O₃.

– Trong FeO số oxi hóa của O là -2, gọi số oxi hóa của Fe là x, ta có:

x + (-2) = 0 ⇒ x = +2.

– Trong Fe₂O₃ số oxi hóa của O là -2, gọi số oxi hóa của Fe là x, ta có:

2. x + 3.(-2) = 0 ⇒ x = +3.

Bài 13.9 trang 38 sách bài tập Hóa học 10: Những phát biểu nào sau đây đúng?

A. Sự oxi hoá là sự nhường electron hay sự làm tăng số oxi hoá.

B. Trong quá trình oxi hoá, chất khử nhận electron.

C. Sự khử là sự nhận electron hay là sự làm giảm số oxi hoá.

D. Trong quá trình khử, chất oxi hoá nhường electron.

E. Trong quá trình khử, chất oxi hoá nhận electron và bị khử xuống số oxi hoá thấp hơn.

G. Trong quá trình oxi hoá, chất khử nhường electron và bị oxi hoá lên số oxi hoá cao hơn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A, C, E, G

B sai vì: Trong quá trình oxi hoá, chất khử nhường electron.

D sai vì: Trong quá trình khử, chất oxi hoá nhận electron.

Bài 13.10 trang 39 sách bài tập Hóa học 10: Những phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Chất khử (chất bị oxi hoá) là chất nhường electron và chất oxi hoá (chất bị khử) là chất nhận electron.

B. Quá trình nhường electron là quá trình khử và quá trình nhận electron là quá trình oxi hoá.

C. Trong quá trình oxi hoá, chất oxi hoá bị oxi hoá lên số oxi hoá cao hơn.

D. Trong quá trình khử, chất khử bị khử xuống số oxi hoá thấp hơn.

E. Phản ứng trong đó có sự trao đổi electron là phản ứng oxi hoá – khử.

G. Trong phản ứng oxi hoá – khử, sự oxi hoá và sự khử luôn xảy ra đồng thời.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B, C, D

Phát biểu B sai vì: Quá trình nhường electron là quá trình oxi hóa và quá trình nhận electron là quá trình khử.

Phát biểu C sai vì: Trong quá trình oxi hoá, chất khử bị oxi hoá lên số oxi hoá cao hơn.

Phát biểu D sai vì: Trong quá trình khử, chất oxi hóa bị khử xuống số oxi hoá thấp hơn.

Bài 13.11 trang 39 sách bài tập Hóa học 10: Điền vào chỗ trống trong đoạn thông tin sau:

Phản ứng Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂ xảy ra trong quá trình luyện gang từ quặng hemantite là phản ứng …. (1) … vì có sự thay đổi … (2) … của các nguyên tố Fe và C. CO là … (3)…, trong đó $\stackrel{+2}{C}$… (4) … electron và Fe₂O₃ là … (5)…, trong đó mỗi $\stackrel{+3}{Fe}$… (6)… electron.

Lời giải:

Phản ứng Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂ xảy ra trong quá trình luyện gang từ quặng hemantite là phản ứng (1) oxi hóa – khử vì có sự thay đổi (2) số oxi hóa của các nguyên tố Fe và C. CO là (3) chất khử, trong đó $\stackrel{+2}{C}$ (4) nhường electron và Fe₂O₃ là (5) chất oxi hóa, trong đó mỗi $\stackrel{+3}{Fe}$ (6) nhận 3 electron.

Bài 13.12 trang 39 sách bài tập Hóa học 10: Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất từ quặng pirite sắt có thành phần chính là FeS₂, theo sơ đồ sau:

FeS₂ → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

a) Hoàn thành sơ đồ trên bằng các phương trình hoá học, cân bằng các phương trình hoá học đó. Trong sơ đồ trên, những phản ứng nào là phản ứng oxi hoá – khử? Chỉ rõ chất khử và chất oxi hoá của mỗi phản ứng đó.

b) Tính khối lượng H₂SO₄ 98% điều chế được từ 1 tấn quặng chứa 60% FeS₂. Biết hiệu suất cả quá trình là 80%.

c) Đề xuất một công thức cấu tạo phù hợp cho FeS₂, biết S có số oxi hoá -1 trong chất này.

Lời giải:

b) 1 tấn quặng chứa 60% FeS₂ (M = 120 g mol^-1)

Số mol FeS₂ trong 1 tấn quặng trên là: $\frac{{10}^6}{120}.\frac{60}{100}=$ 5000 mol

Sơ đồ phản ứng: FeS₂ → 2SO₂ → 2SO₃ → 2H₂SO₄

Dựa trên sơ đồ có số mol H₂SO₄ là 2.5000 = 10 000 mol.

Khối lượng H₂SO₄ thu được là:

98 × 10 000 = 980 000 gam = 980 kg = 0,98 tấn.

Khối lượng H₂SO₄ 98% thu được là: $\frac{0,98}{98}.100=1$tấn.

Do hiệu suất cả quá trình là 80% nên khối lượng H₂SO₄ 98% thực tế thu được là:

$1.\frac{80}{100}=0,8$ tấn.

c) Trong FeS₂ nguyên tố S có số oxi hóa -1, đề xuất công thức cấu tạo là:

Bài 13.13 trang 39 sách bài tập Hóa học 10: Trong những phản ứng hoá học xảy ra theo các phương trình dưới đây, những phản ứng nào là phản ứng oxi hoá – khử?

(1) PCl₃ + Cl₂ → PCl₅

(2) Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

(3) CO₂ + 2LiOH → Li₂CO₃ + H₂O

(4) FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

Chọn phương án đúng.

A. (3).

B. (4).

C. (1) và (2).

D. (1), (2) và (3).

Với phương án đã chọn, chỉ ra chất khử, chất oxi hóa và viết các quá trình oxi hóa và quá trình khử tương ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Phản ứng (1) và (2) là phản ứng oxi hóa – khử do có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố trong phản ứng.

1/ $\stackrel{+3}{P}C{l}_3+{\stackrel{0}{Cl}}_2\to \stackrel{+5}{P}{\stackrel{-1}{Cl}}_5$

Chất khử là: PCl₃; chất oxi hóa là: Cl₂.

Quá trình oxi hóa: $\stackrel{+3}{P}\to \stackrel{+5}{P}+2e$

Quá trình khử: ${\stackrel{0}{Cl}}_2+2e\to \text{2}\stackrel{-1}{Cl}$

2/ $\stackrel{0}{Cu}+2\stackrel{+1}{Ag}N{O}_3\to \stackrel{+2}{Cu}{\left(N{O}_3\right)}_2+2\stackrel{0}{Ag}$

Chất khử là: Cu; chất oxi hóa là: AgNO₃.

Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+2e$

Quá trình khử: $\stackrel{+1}{Ag}+1e\to \stackrel{0}{Ag}$

Bài 13.14 trang 40 sách bài tập Hóa học 10: Hãy xác định chất bị khử, chất bị oxi hóa trong các phản ứng hóa học dưới đây.

a) 2HNO₃ + 3H₃AsO₃ → 2NO + 3H₃AsO₄ + H₂O

b) NaI + 3HOCl → NaIO₃ + 3HCl

c) 2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ → 10CO₂ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

d) 6H₂SO₄ + 2Al → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Lời giải:

a) $2H\stackrel{+5}{N}{O}_3+3H_3\stackrel{+3}{As}{O}_3\to 2\stackrel{+2}{N}O+3H_3\stackrel{+5}{As}{O}_4+H_{2}O$

Chất bị oxi hóa: H₃AsO₃; chất bị khử: HNO₃.

b) $Na\stackrel{-1}{I}+3HO\stackrel{+1}{Cl}\to Na\stackrel{+5}{I}{O}_3+3H\stackrel{-1}{Cl}$

Chất bị oxi hóa: NaI; chất bị khử: HOCl

c) $2K\stackrel{+7}{Mn}{O}_4+5H_2{\stackrel{+3}{C}}_2{O}_4+3H_{2}S{O}_4\to 10\stackrel{+4}{C}{O}_2+K_{2}S{O}_4+2\stackrel{+2}{Mn}S{O}_4+8H_{2}O$

Chất bị oxi hóa: H₂C₂O₄; chất bị khử: KMnO₄.

d) $6H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4+2\stackrel{0}{Al}\to {\stackrel{+3}{Al}}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+3\stackrel{+6}{S}{O}_2+6H_{2}O$

Chất bị oxi hóa: Al; chất bị khử: H₂SO₄.

Bài 13.15 trang 40 sách bài tập Hóa học 10: Viết các phản ứng cho quá trình oxi hóa, quá trình khử và cân bằng các phản ứng sau:

a) Ag⁺ + Fe²⁺ → Ag + Fe³⁺

b) Cr³⁺ + Zn → Cr + Zn²⁺

c) CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

d) MnO₂ + Al → Mn + Al₂O₃

Lời giải:

a) Quá trình oxi hóa: $\stackrel{+2}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe}\text{+ 1e}$

Quá trình khử: $\stackrel{+1}{Ag}\text{+1e}\to \stackrel{0}{Ag}$

Phương trình hóa học: Ag⁺ + Fe²⁺ → Ag + Fe³⁺

b) Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{Zn}\to \stackrel{+2}{Zn}+2e$

Quá trình khử: $\stackrel{+3}{Cr}+3e\to \stackrel{0}{Cr}$

Phương trình hóa học: 2Cr³⁺ + 3Zn → 2Cr + 3Zn²⁺

c) Quá trình oxi hóa: $\stackrel{-4}{C}\to \stackrel{+4}{C}+8e$

Quá trình khử: $\stackrel{0}{O_2}+4e\to 2\stackrel{-2}{O}$

Phương trình hóa học: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

d) Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{Al}\to \stackrel{+3}{Al}+3e$

Quá trình khử: $\stackrel{+4}{Mn}+4e\to \stackrel{0}{Mn}$

Phương trình hóa học: 3MnO₂ + 4Al → 3Mn + 2Al₂O₃

Bài 13.16 trang 40 sách bài tập Hóa học 10: Một số loại xe ô tô được trang bị một thiết bị an toàn là túi chứa một lượng nhất định hợp chất ion sodium azide (NaN₃), được gọi là “túi khí”. Khi có va chạm mạnh xảy ra, sodium azide bị phân huỷ rất nhanh, giải phóng khí N₂ và nguyên tố Na, làm túi phồng lên, bảo vệ được người trong xe tránh khỏi thương tích. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra và xác định đây có phải là phản ứng oxi hoá – khử không. Vì sao? Xác định số oxi hoá của mỗi nguyên tử trong NaN₃.

Lời giải:

Phương trình hóa học của phản ứng:

2NaN₃ → 2Na + 3N₂

Đây là phản ứng oxi hóa – khử vì có sự nhường và nhận electron hay có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố trong phản ứng.

$2\stackrel{+1}{Na}{\stackrel{-\frac{1}{3}}{N}}_3\to 2\stackrel{0}{Na}+3{\stackrel{0}{N}}_2$

Số oxi hóa của Na và N trong hợp chất lần lượt là +1 và $-\frac{1}{3}$.

Bài 13.17 trang 40 sách bài tập Hóa học 10: Sự cháy của hydrocarbon trong oxygen:

Quá trình đốt cháy nhiên liệu (khí đốt, xăng, dầu hoặc khí hoá lỏng) là một ví dụ về sự cháy của hydrocarbon trong oxygen và cung cấp cho chúng ta năng lượng. Nếu oxygen dư thì sự cháy xảy ra hoàn toàn và cho sản phẩm là CO₂ và nước. Nếu thiếu oxygen, sự cháy xảy ra không hoàn toàn và một phần carbon chuyển thành CO là một khí độc, gây ô nhiễm môi trường. Còn khi rất thiếu oxygen thì chỉ tạo ra nước và để lại muội là carbon. Hãy viết các phương trình hoá học cho phản ứng cháy của xăng (octane – C₈H₁₈) trong ba điều kiện: dư oxygen, không dư oxygen và rất thiếu oxygen. Theo em, điều kiện nào sẽ tiết kiệm năng lượng nhất? Vì sao? Trong điều kiện đó, một phân tử C₈H₁₈ sẽ nhường bao nhiêu electron?

Lời giải:

Các phương trình hóa học xảy ra:

+ Trong điều kiện dư oxygen:

2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O

+ Trong điều kiện không dư oxygen:

2C₈H₁₈ + 17O₂ → 16CO + 18H₂O

+ Trong điều kiện rất thiếu oxygen:

2C₈H₁₈ + 9O₂ → 16C + 18H₂O

Trong điều kiện cháy dư oxygen sẽ tiết kiệm năng lượng nhất và không gây ô nhiễm môi trường. Trong điều kiện này, một phân tử C₈H₁₈ nhường 50 electron.

$\stackrel{0}{\stackrel{⏜}{C_8{H}_{18}}}\to 8\stackrel{+4}{C}+18\stackrel{+1}{H}+50e$

Xem thêm các bài giải SBT Hoá học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác Van Der Waals

Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học