Đang tải... (xem toàn văn)
Cung cấp cho độc giả phương pháp toàn diện để cân bằng phản ứng oxi hóa khử từ đơn giản đến phức tạp. sau khi đọc tài liệu trên, việc cân bằng các phản ứng chỉ là chuyện nhỏ. Các bài tập áp dụng được sắp xếp theo nhóm, từ đơn giản tới phức tạp
CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ I. CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ OXI HÓA (SOH) Định nghĩa SOH: là hóa trị của một hợp chất, nếu coi là hợp chất ion Cách xác định số oxi hóa: theo 04 nguyên tắc - Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong đơn chất/ hợp chất = 0 Ví dụ: Trong FeO: Fe +2 O -2 , Trong KClO 3 : K +1 Cl +5 O -2 3 , trong H 2 , O 2 , N 2 : H 0 2 , O 0 2 , N 0 2 - SOH của H = +1, của O = -2 trong các hợp chất Ví dụ: Trong HNO 3 , có H +1 NO -2 3 , theo nguyên tắc 1 ta có : (SOH của H) + (SOH của N) + (SOH của O) =0 hay (+1) + (SOH của N) + 3.(-2) = 0, từ đó (SOH của N) = +5 Trong Fe 3 O 4 thì Fe 3 O -2 4 , nên SOH của Fe = +8/3 Trong H 3 PO 4 thì SOH của H = +1, O = -2 Nên P = +5 - Số OXH của các kim loại trong hợp chất có giá trị dương và bằng hóa trị Ví dụ: Fe 2 O 3 có Fe = +3, KMnO4 thì K = +1, Na 2 SO 3 thì Na = +1 - Số OXH của các phi kim trong axit và muối của nó là bằng nhau Ví dụ: N trong HNO 3 , Ca(NO 3 ) 2 , NaNO 3 đều là N +5 P trong H 3 PO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 2 , NaH 2 PO 4 , BaHPO 4 đều là P +5 N trong NH 3 , NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 đều là N -3 II. CÁCH CÂN BẰNG PHẢN ỨNG: THEO 4 BƯỚC 1. Xác định số oxi hóa của các chất 2. Viết các quá trình nhường , nhận e. 3. Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng 4. Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + H2O 1. Xác định số oxi hóa của các chất Cu0 + HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O 2. Viết các quá trình nhường , nhận e. N+ 5 + 3e = N+2 Cu0 – 2 e = Cu+2 3. Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất ) Quan sát phương trình, vế trái có 1 N+5, vế phải có 1 N+2, nên không cần nhân hệ số riêng của N+ 5 + 3e = N+2 Quan sát phương trình, vế trái có 1 Cu0, vế phải có 1 Cu+2, nên không cần nhân hệ số riêng của Cu0 – 2 e = Cu+2 4. Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình N + 5 + 3e = N +2 Cu 0 - 2 e = Cu +2 2x 3x Thêm 2 vào N+2 Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410 CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH Cu0 + HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O Thêm 3 vào Cu+2 và Cu0 3Cu0 + HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O Ở vế phải, hệ số của N đã xác định, ở vế trái hệ số HNO3 chưa xác định. Đếm thấy vế phải có 3.2 + 2 = 8 N. Vậy thêm 8 vào HNO3 3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O Vế phải chưa có hệ số của nước. Vế trái lại có 8H. Vì vậy ta thêm 4 vào H2O để có 8H 3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + 4H2O Phương trình đã cân bằng xong. Ta thử kiểm tra xem số nguyên tử ở hai vế Nguyên tử Vế trái Vế phải Cu 3 3 O 8.3 = 24 3.3.2 + 2+4 =24 N 8 3.2 + 2 = 8 H 8 8 Vậy phương trình đã cân bằng đúng Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng Zn + HNO3 = Cu(NO3)2 + N2O + H2O 1. Xác định số oxi hóa của các chất Zn0 + HN+5O3 = Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O 2. Viết các quá trình nhường , nhận e. N+ 5 + 3e = N+1 Zn0 – 2 e = Zn+2 3. Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất ) Quan sát phương trình, vế trái có 1 N+5, vế phải có 2 N+1, nên nhân hệ số riêng của cả quá trình N+ 5 + 4e = N+1 với 2: 2N+ 5 + 2.4e = 2.N+1 Quan sát phương trình, vế trái có 1 Zn0, vế phải có 1 Zn+2, nên không cần nhân hệ số riêng của Zn0 – 2 e = Zn+2 4. Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình 2N + 5 + 8e = 2N +1 Zn 0 - 2 e = Zn +2 1x 4x Vế phải có 2 N+1 ( của N2O) nên không cần thêm Zn0 + HN+5O3 = Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O Thêm 4 vào Zn+2 và Zn0 4Zn0 + HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O Ở vế phải, hệ số của N đã xác định, ở vế trái hệ số HNO3 chưa xác định. Đếm thấy vế phải Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410 CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH có 4.2 + 2 = 10N. Vậy thêm 10 vào HNO3 4Zn0 + 10HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O Vế phải chưa có hệ số của nước. Vế trái lại có 8H. Vì vậy ta thêm 5 vào H2O để có 8H 4Zn0 + 10HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + 5H2O Phương trình đã cân bằng xong. Ta thử kiểm tra xem số nguyên tử O ở hai vế VT có 10.3 =30 O, VP có 4.2.3 + 1 + 5 = 30 O, đúng Vậy phương trình đã cân bằng đúng Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng Al2O3 + Fe3O4 = Al2O3 + Fe 1. Xác định số oxi hóa của các chất Al0 + Fe+8/33O4 = Al+32O3 + Fe0 2. Viết các quá trình nhường , nhận e. Fe+ 8/3 + 8/3e = Feo Al0 – 3 e = Al+3 3. Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất ) Quan sát phương trình, vế trái có 3 Fe, vế phải có 1 Fe, nên nhân hệ số riêng của cả quá trình N+ 5 + 4e = N+1 với 3: 3Fe+ 8/3 + 8e = 3Feo Quan sát phương trình, vế trái có 1 Al0, vế phải có 2Al+3, nên nhân hệ số riêng của Al0 – 3 e = Al+3 với 2: 2Al0 – 6 e = 2Al+3 4. Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình 3Fe + 8/3 + 8 e = 3Fe 0 2Al-6e = 2Al +3 3x 4x Thêm vào phương trình Thêm Fe: Al0 +3 Fe+8/33O4 = Al+32O3 + 9Fe0 Thêm Al: 8Al0 +3 Fe+8/33O4 = 4Al+32O3 + 9Fe0 Kiểm tra xem số nguyên tử O ở hai vế VT có 3.4 =12 O, VP có 4.3 =12 O, đúng Vậy phương trình đã cân bằng đúng III. BÀI TẬP ÁP DỤNG – CÂN BẰNG CÁC PHẢN ỨN SAU 1. PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG a. Al + HNO 3 → Al(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O b. Al + HNO 3 → Al(NO 3 ) 3 + NO 2 + H 2 O c. Mg + H 2 SO 4 (đ nóng)→ MgSO 4 + H 2 S + H 2 O Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410 CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH d. C + HNO 3 → CO 2 + NO 2 + H 2 O e. HNO 2 + H 2 S → NO + S + H 2 O f. KNO 2 + HClO 3 → KCl + HNO 3 + KNO 3 g. H 2 SO 3 + H 2 O 2 → H 2 SO 4 + H 2 O h. FeSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O i. KMnO 4 + PH 3 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O + H 3 PO 4 . j. Zn + HNO 3 (loãng) → Zn(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O k. Co + HNO 3 → Co(NO 3 ) 2 + N 2 + H 2 O l. KMnO 4 + HCl → MnCl 2 + Cl 2 + KCl + H 2 O m. K 2 Cr 2 O 7 + HCl → KCl + CrCl 3 + Cl 2 + H 2 O n. H 2 SO 4 + HI → I 2 + H 2 S + H 2 O o. Al + Fe 3 O 4 → Al 2 O 3 + Fe p. C 6 H 12 O 6 + HNO 3 → CO 2 + NO 2 + H 2 O q. FeO + HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + N n O m + H 2 O r. Fe x O y + HNO 3 → N n O m + … 2. PHẢN ỨNG TỰ OXI HÓA – KHỬ ( Nên cân bằng nhẩm) a. KClO 3 → KCl + O 2 b. SO 2 + H 2 S → H 2 O + S c. H 2 SO 3 + H 2 S → S + H 2 O d. AgNO 3 → Ag + NO 2 + O 2 e. NH 4 NO 3 → N 2 O + H 2 O f. HNO 2 → HNO 3 + NO + H 2 O g. K 2 SO 3 → K 2 SO 4 + K 2 S h. Cl 2 + KOH → KClO 3 + KCl + H 2 O i. NO 2 + H 2 O → HNO 3 + NO j. NaOCl → NaClO 3 + NaCl 3. PHẢN ỨNG CÓ NHIỀU CHẤT OXI HÓA – KHỬ ( viết từng quá trình oxi hóa/ khử - sau đó cộng lại theo tỉ lệ để có quá trình tổng quát) a. FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2 Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410 CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH b. FeS 2 + HNO 3 (đ nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O (Fe có số OXH = +2) c. FeS + HNO 3 (đ nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O d. FeCu 2 S 2 + HNO 3 (đ nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + NO 2 + Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O (Cu có số OXH là +1) e. Zn + HNO = → Zn(NO 3 ) 2 + 3NO 2 + NO + H 2 O f. Al + HNO 3 → aNO + bN 2 O + H 2 O (a, b là hai số cần tìm, biết M khí =34,666) g. Zn + HNO = → Zn(NO 3 ) 2 + 3NO 2 + 2NO + 1N 2 O + H 2 O h. Mg + HNO 3 → Mg(NO 3 ) 3 + xN 2 O + yN 2 + H 2 O Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410