Tải bản đầy đủ

phân loại và phương pháp giải bài tập phản ứng hóa học

Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

Tóm tắt lý thuyết
Lập phương trình của phản ứng oxi hóa – khử:


Phương pháp thăng bằng electron:
Các bước thực hiện:


Viết sơ đồ phản ứng. xác định chất khử và chất oxi hóa.



Viết các sơ đồ cho và nhận electron. Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron cho bằng tổng
số electron nhận.




Nhân các hệ số tìm được vào chất khử, chất oxi hóa và sản phẩm tương ứng, cộng các quá trình
trên thành sơ đồ phản ứng rồi chuyển về dạng phân tử.



Cân bằng những chất trong phản ứng theo thứ tự: kim loạị  phi kim  hidro và oxi.

Ví dụ:

+5

+3

+4

Fe0 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
Chất khử: Fe

Chất oxi hóa: HNO3

Quá trình oxi hóa:

Fe0  Fe+3 + 3e-

X1

Quá trình khử:

N+5 + 1e-  N+4

X3

Sơ đồ:
Phương trình:

Fe0 + 3 N+5  Fe+3 + 3 N+4
Fe + 6 HNO3  Fe(NO3)3 + 3 NO2 + 3 H2O

 Phương pháp ion – electron: vẫn phải đảm bảo nguyên tắc tổng electron cho bằng tổng electron
nhận; nhưng lúc này chúng ta viết các nguyên tố có số oxi hóa thay đổi bằng dạng ion.

* Lưu ý:
Phản ứng có axit (H+) tham gia:
- Nếu quá trình làm giảm oxi thì vế trái thêm H+, vế phải có H2O tạo thành.
- Nếu quá trình làm tăng oxi thì vế trái thêm H2O, vế phải có H+ tạo thành.
Ví dụ:
MnO4- + NO2- + H+  Mn2+ + NO3-- + H2O
MnO4- + 8 H+ + 5e-  Mn2+ + 4 H2O

X2

NO2- + H2O  NO3- + 2 H+ + 2e-

X5

 2 MnO4- + 5 NO2- + 6 H+  2 Mn2+ + 5 NO3- + 3 H2O
Phản ứng có kiềm (OH-) tham gia:
- Nếu quá trình làm giảm oxi thì vế trái thêm H2O, vế phải có OH- tạo thành
- Nếu quá trình làm tăng oxi thì vế trái thêm OH-, vế phải có H2O tạo thành.
Ví dụ:
CrO2- + Br2 + OH-  CrO42- + Br - + H2O

Trang 1


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

Br2 + 2e-  2 Br -

X3

CrO2- + 4 OH-  CrO42- + 2 H2O + 3e-

X2

 2 CrO2- + 3 Br2 + 8 OH-  2 CrO42- + 6 Br - + 4 H2O
Phản ứng có H2O tham gia:
- Nếu sản phẩm tạo ra axit thì theo lưu ý 1
- Nếu sản phẩm tạo ra bazo thì theo lưu ý 2.
Ví dụ:
MnO4- + SO3- + H2O  MnO2 + SO42- + OHMnO4- + 2 H2O + 3e-  MnO2 + 4 OH-

X2

SO3- + 2 OH-  SO42- + H2O + 2e-

X3

 2 MnO4- + 3 SO3- + H2O  2 MnO2 + 3 SO42- + 2 OH Xác định chiều hướng xảy ra phản ứng oxi hóa – khử:
Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra theo chiều chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh để tạo thành
chất khử yếu và chất oxi hóa yếu hơn tương ứng.
Ví dụ:

tính oxi hóa: Fe2+ < Cu2+

Tính khử: Fe < Cu
Phản ứng: Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu
Chú ý: Với một số chất, mức độ oxi hóa và mức độ khử và do đó sản phẩm còn tùy thuộc vào môi
trường phản ứng.
Ví dụ:
môi trường H+ (H2SO4)
KMnO4

Mn2+(dạng muối MnSO4) (màu hồng nhạt)

trung tính (H2O)

MnO2 (màu nâu)

Môi trường kiềm (OH-)

[MnO4]2- (dạng K2MnO4) (màu xanh lục)

(màu tím)

Các dạng bài điển hình trong chương
Dạng 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron hoặc tăng giảm số
oxi hóa:
1. Phương pháp: trình tự theo 5 bước và theo nguyên tắc:
Tổng electron nhường = tổng electron nhận
2. 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.

Trang 2


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

♦ Phản ứng oxi hóa – khử còn có thể được cân bằng theo phương pháp thăng bằng ion – electron:
lúc đó cũng vẫn đảm bảo nguyên tắc thăng bằng electron nhưng các nguyên tố phải được viết dưới
dạng ion đúng như NO3-, SO42-, MnO4-, Cr2O72-…
♦ 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.
♦ Trong phản ứng có thể có một chất, ngoài vai trò oxi hóa (hay khử), còn có thể có vai trò khác như
môi trường.
♦ Phản ứng tự oxi hóa – khử: phản ứng oxi hóa – khử mà nguyên tử đóng vai trò oxi hóa và vai trò
khử là thuộc cùng một nguyên tố của cùng một chất.
♦ Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử: nguyên tử đóng vai trò là oxi hóa và khử thuộc các nguyên tố
khác nhau của cùng một chất.
Ví dụ 1:
Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O
Quá trình oxi hóa: 3x

3 Fe+8/3  3 Fe+3 + 1e-

Quá trình khử:

N+5 + 3e-  N+2

1x

 9 Fe+8/3 + N+5  9 Fe+3 + N+2
Hay

3 Fe3O4 + HNO3  9 Fe(NO3)3 + NO

Kiểm tra hai vế, thêm số 28 vào HNO3 ở vế trái và 14 H2O vào vế phải
Phương trình:
3 Fe3O4 + 28 HNO3  9 Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O
Ví dụ 2:
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
Quá trình oxi hóa:

6x

Fe+2  Fe+3 + 1e-

Quá trình khử:

1x

2 Cr+6 + 2 x 3e-  2 Cr+3

 6 FeSO4 + K2Cr2O7  3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3
Kiểm tra 2 vế: thêm K2SO4 vào vế phải, thêm 7 H2SO4 vào vế trái  thêm 7H2O vào vế phải
Phương trình:
6 FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4  3 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
Lỗi hay mắc phải của học sinh:
♦ Còn mập mờ trong việc xác định quá trình oxi hóa – khử, số oxi hóa của các nguyên tố
♦ Trong các hợp chất nguyên tố thay đổi số oxi hóa có kèm theo chỉ số, khi cân bằng nên chú ý
tới chỉ số, dễ dẫn đến việc cân bằng không ra.
Trang 3


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

♦ Cần phân biệt giữa chất oxi hóa và quá trình oxi hóa, chất khử và quá trình khử.
Bài tập tự giải:
Lập các phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa-khử theo các phương trình dưới đây và xác định vai
trò của từng chất trong phản ứng:
a) Fe + H2SO4 →

Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

b) FeS2 + O2 →

Fe2O3 + SO2

c) Cl2 + NaOH →

NaCl + NaClO + H2O

Dạng 2: Cân bằng phản ứng ôxi hóa- khử trong hợp chất hữu cơ
1. Phương pháp
- Nếu hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng có một số 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
2. Bài tập ví dụ:
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau:
C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 →K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O
Bài giải:
0
+7
+2
+4
C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 →K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O
0
5x
6C → 6C + 6 x 4e
+7
+2
Mn +5e →Mn

24x

→ 5 C6H12O6 + 24 KMnO4 + 36 H2SO4 → 12 K2SO4 + 24 MnSO4 + 30 CO2 + 66 H2O
Ví dụ 2: cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau:
CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Bài giải:
-1
+6
+3
+3
CH3-CH2-OH +K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
-1
+3
3x
C → C + 4e
+6
2x

+3

2Cr +2x 3e →2Cr

→ 3 CH3CH2OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 → 3 CH3COOH + 2 Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 11 H2O
Bài tập tự giải:
a. C2H5OH +NaOH + I2 → CHI3 + HCOONa + NaI + H2O
b. CxHyO + KMnO4 + HCl → C2H4O + MnCl2+ CO2 + KCl
Dạng 3: Nhận ra phản ứng oxi hóa khử, chất oxi hóa– chất khử, phản ứng oxi hóa khử
1. Phương pháp:
Trang 4


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

- 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 electron
+Chất khử là chất nhường electron
-Cần nhớ: tên của chất và tên của quá trình là ngược nhau.
+ Chất khử ứng với quá trinh oxi hóa
+ Chất oxi hóa ứng với quá trình khử
2. Bài tập ví dụ:
Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử, xác định vai trò của từng chất trong phản
ứng.
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
Bài giải:
+2
+6
+3
+3
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
+2
+3
3x
2Fe → 2Fe + 2x 1e quá trình oxi hóa
c.k
+6
+3
1x
2Cr +2x 3e →2Cr
quá trình khử
c.oxh
→ 6 FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
Ví dụ 2:
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
Bài giải:
0
+5
+2
+2
Cu + HNO3 →Cu(NO3)2 + NO + H2O
0
+2
3x
Cu → Cu + 2e quá trình oxi hóa
c.k
+5
+2
2x
N + 3e →N
quá trình khử
c.oxh
→ 3Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Bài tập tự giải:
1. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử, xác định vai trò của từng chất trong phản
ứng.
a. Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
b. Na2SO3 + KMnO4 + H2O → Na2SO4 + MnO2 + KOH
2. Cho các phản ứng sau:
Phản ứng nào là phản ứng oxi hóa khử, xác định chất khử, chất oxi hóa.
a. 2 KMnO4 + 16 HCl → 2KCl + 2 MnCl2 + 8H2O + 5 Cl2
Trang 5


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

b. BaO + H2O → Ba(OH)2
c. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
d. Br2 + KOH → KBr + KBrO + H2O
Dạng 4: Hoàn thành phương trình phản ứng:
1.Phương pháp: Dựa vào số oxi hóa của nguyên tố đã biết để xem xét khả năng thể hiện tính oxi hóa hay
khử.
− Nếu nguyên tố ứng với mức oxi hóa cao nhất thì chỉ thể hiện tính oxi hóa (ví dụ: Fe+3, S+6, N+5,…)
− Nếu nguyên tố ứng với mức oxi hóa thấp nhất thì chỉ thể hiện tính khử ( ví dụ: S-2, Cl-1, N-3,…).
− Nếu nguyên tố ứng với mức oxi hóa trung bình thì thể hiện cả hai tính chất: oxi hóa và khử, tùy
thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng và bản chất của chất tác dụng với nó.
Ví dụ 1:
Hoàn thành phương trình hóa học sau:
Br2 + H2SO3 + H2O

H2SO4 + ….
Bài giải

0
+4
Br2 + H2SO3 + H2O

+6
-1
H2SO4 + HBr

1x

S+4

S+6 + 2e

1x

Br20 + 2e

Br2 + H2SO3 + H2O

2Br-1
H2SO4 + 2HBr

Ví dụ 2:
Hoàn thành phương trình hóa học sau:
FexOy + HNO3

NO2 + …
Bài giải

+2y/x
+5
FexOy + HNO3

+3
+4
Fe(NO3)3 + NO2 + H2O

1x

x Fe+2y/x

x Fe+3 + (3x-2y)e

(3x-2y) x

N+5 +1e

N+4

FexOy + (6x-2y) HNO3

x Fe (NO3)3 + (3x -2y)NO2 + (3x-2y) H2O

Dạng 5: Giải bài toán bằng phương pháp bảo toàn electron:
1. Phương pháp:


Nguyên tắc: tổng electron do chất khử nhường bằng tổng electron mà chất oxi hóa nhận.

Từ đó suy ra: tổng số mol electron do chất khử nhường bằng tổng số mol electron do chất oxi hóa nhận
vào.
Trang 6


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Nhóm 3

 Phạm vi sử dụng: phản ứng xảy ra trong bài toán là phản ứng oxi hóa-khử, nhất là khi các phản
ứng xảy ra là phức tạp, nhiều giai đoạn nhiều quá trình.
Ví dụ 1:
Hòa tan hết 12 gam một kim loại chưa rõ hóa trị vào dung dịch HNO 3 được 2,24 lít (đkc) một khí duy
nhất có đặc tính không màu, không mùi, không cháy trong không khí ở điều kiện thường. Xác định kim
loại đó.
Bài giải
Khí không màu, không mùi, không cháy trong không khí ở nhiệt độ thường là N2
2N+5 +10e

M – ne

N2
← 0,1

1

Số mol khí N2 bằng 2,24 : 22,4 = 0,1 mol → số mol e do 2N+5 nhận là 1 mol → số mol e do M cho là 1
mol → số mol của kim loại M là 1/n ⇒ M = 12: (1/n)= 12n
Với n = 1 ⇒ M = 12 (loại)
n = 2 ⇒ M = 24 (Mg)
n = 3 ⇒ M = 36 (loại)…
⇒ M là Mg
Ví dụ 2: Cho H2SO4 loãng dư tác dụng với 6,66 g hỗn hợp 2 kim loại X và Y đều hóa trị II, người ta thu
được 0,1 mol hỗn hợp khí, đồng thời khối lượng hỗn hợp giảm 6,5g. Hòa tan phần còn lại bằng H2SO4
đặc nóng người ta thấy thoát ra 56 ml khí SO2 (đkc). Xác định X,Y.
Bài giải
Khối lượng giảm 6,5g < 6,66g ⇒ chỉ có 1 kim loại tan trong H2SO4 loãng. Giả sử kim loại đó là kim
loại X.
X + H2SO4 loãng

XSO4 + H2

Số mol của kim loại X = số mol khí hidro thoát ra = 0,1 mol ⇒ MX = 6,5 : 0,1= 65 (Zn)
Phần chất rắn còn lại là kim loại Y
Y – 2e

S+6 + 2e

S+4 ( SO2)

Từ định luật bảo toàn electron ⇒ số mol kim loại Y = số mol khí SO2 thoát ra = 0,056:22,4 = 0,0025 mol.
⇒ MY = (6,66-6,5)/0,0025 = 64 (Cu)
Bài tập tự giải:
1.

Cân bằng phản ứng oxi hóa-khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron:

a)

Fe2O3 + Al → FemOn + Al2O3

b)

FemOn + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Trang 7


Chương IV: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

2.

Nhóm 3

Nung x gam Fe trong không khí thu được 104,8 g hỗn hợp rắn A gồm: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 .

Hòa tan A trong dung dịch HNO3 dư, thu được dung dịch B và 12,096 lít hỗn hợp khí NO và NO2
(đkc) có tỉ khối đối với Heli là 10,167. Tính x?

Thành viên trong nhóm 3:
Phạm Thị Ngọc Hà
Hà Như Huệ
Lê Thị Ngọc Mai.

Trang 8



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×