Lý thuyết Hóa học - Chương 4: Phản ứng oxy hóa khử

www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 1 CHƯƠNG 4 PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ là phản ứng trong đó nguyên tử (hay ion) này nhường electron cho nguyên tử (hay ion) kia. Trong một phản ứng oxy hóa khử thì quá trình oxy hóa và quá trình khử xảy ra đồng thời. Điều kiện để xảy ra phản ứng oxy hóa-khử là chất oxy hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh để tạo ra chất oxy hóa và chất khử yếu hơn. I .Chất oxy hóa: - Là chất nhận electron,kết quả là số oxy hóa giảm. VD: ion kim loại có số oxy hóa cao nhất như:Fe3+,Cu2+,Ag+, ANION NO3- trong môi trường axit là chất oxy hóa mạnh sản phẩm tạo thành là NO2,N2,N2O,NO,NH4+).Trong môi trường kiềm thường tạo ra sản phẩm là NH3(thường tác dụng với kim loại mà oxit hay hidroxit của chúng là chất lưỡng tính).Trong môi trường trung tính thì xem như không là chất oxy hóa. H2SO4 đặc là chất oxy hóa mạnh tạo ra sản phẩm là H2S,SO2,S. MnSO4- hay còn được gọi là thuốc tím KMnO4 trong môi trường H+ tạo Mn2+(không màu hay hồng nhạt) MnO4- + Cl- + H+ --------------> Mn2+ + Cl2 + H2O môi trường trung tính tạo kết tủa đen MnO2 MnO4- + SO32- + H2O ------ > MnO2 + SO42- +OH- www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 2 trong môi trường OH- tạo MnO42- màu xanh MnO4- +SO32- +OH- -------> MnO42- + SO42- + H2O II. Chất khử -Là chất nhường electron,kết quả là số oxhy hóa tăng. VD: đơn chất kim loại,đơn chất phi kim(C,S,P,N,..) Ion(cation hay anion) như: Fe2+,Cl-,SO32-, Sự Oxy hóa Ta có ví dụ sau: 4Na + O2 2Na2O Sự Khử Nguyên tử Natri nhường electron: Na Na+ + 1 e 1s22s22p63s1 1s22s22p6 Nguyên tử oxy nhận electron: O2 + 2e 2O2- 1s22s22p4 1s22s22p6 www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 3 III. Quá trình oxy hóa (sự oxy hóa) Theo ví dụ trên Nguyên tử Natri nhường electron,là chất khử.Sự nhường electron của natri gọi là sự oxy hóa natri. Định nghĩa: Sự oxhy hóa(quá trình oxy hóa) một chất là làm cho nhường electron hay làm tăng số oxy hóa chất đó. IV. Quá trình khử( sự khử) Theo ví dụ trên ta có Nguyên tử oxy nhận electron,là chất oxy hóa.Sự nhận electron của oxy được gọi là sự khử nguyên tử oxy. Định nghĩa: Sự khử(quá trình khử) một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng oxy hóa chất đó. V. Số oxy hóa Định nghĩa: số oxy hóa là điện tích nguyên tử(điện tích hình thức) trong phân tử nếu giả định rằng các cặp electron chung coi như chuyển hẳn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Các quy ước: Quy ước 1:Số oxy hóa của nguyên tử ở dạng đơn chất bằng 0. VD: Fe0 ,Al0,H20,Cl20, Quy ước 2: trong phân tử hợp chất ,số oxy hóa của kim loại nguyên tử nhóm A là +n,phi kim nhóm A trong hợp chất với kim loại hoặc hidro là 8-n(trong đó n là số thư tự nhóm). www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 4 Kim loại hóa trị 1 là +1:Ag+1Cl;Na2+1SO4,. Kim loại hóa trị 2 là +2:Mg+2SO4,Ca2+(NO3)2,. Kim loại hóa trị 3 là +3:Al+3Cl3,Fe2(SO4)2,.. Đối với oxy thường là -2: H2O-2,CO22-,H2SO42-,KNO32-,.. Riêng H2O2+1 và F2O+2 Của hidro thường là+1:H+1Cl,H2+1S,. Quy ước 3: Trong 1 phân tử tổng số oxy hóa của các nguyên tử bằng 0. VD: Tìm số oxi hóa của lưu huỳnh trong H2SO4:2x(+1)+x+4x(-2)=0 x = +6 Tìm số oxy hóa của crom trong K2Cr2O7:2x(+1)+2x+7x(-2)=0 \ x = +6 Quy ước 4: Với ion mang điện thì tổng số oxy hóa của nguyên tử bằng điện tích ion. VD: Mg2+ số oxy hóa của Mg là +2;MnO4-số oxy hóa của Mn là:x+4x(- 2)=-1 x = +7 VI.Cân bằng phương trình phản ứng oxy hóa khử B1: Xác định số oxy hóa của các nguyên tố.Tìm ra nguyên tố có số oxy hóa thay đổi. B2: Viết các quá trình làm thay đổi số oxi hóa. B3: Xác định hệ số cân bằng sao cho số e cho = số e nhận B4: Đưa hệ số cân bằng vào phương trình.Hoàn thành phương trình hóa học www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 5 VD: B1: Cu0 + H0N+5O3-2 Cu+2(N+5O3-2)2 + N+2O-2 + H2+1O-2 B2 + B3 : -Quá trình oxy hóa -Quá trình khử Cu0 -----------> Cu+2 + 2e x3 N+5 +3e -------> N+2 x2 B4: 3Cu + 4HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O VII.Các chú ý để làm bài tập Khi hoàn thành chuỗi phản ứng tính số oxy hóa để biết đó là phản ứng oxy hóa khử hay không. Để chứng minh hoặc giải thích vai trò của 1 chất trong phản ứng thì trước hết dùng số oxy hóa để xác định vai trò và lựa chất phản ứng. Toán nhớ áp dụng định luật bảo toàn electron dựa trên định luật bảo toàn nguyên tố theo sơ đồ. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Hoàn thành các phản ứng sau 1,KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O 2,FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 3,Fe3O4 + HNO3(đặc,to) Fe(NO3)3 + N2 +H2O 4,Na2SO3 + KMnO4 + H2O Na2SO4 + MnO2 + KOH www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 6 5,FeSO4 +K2Cr2O7 + H2SO4 Fe2(SO4)3 +K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Bài 2 :Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu,Cu2O,CuO.Hòa tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO2(sản phẩm khử duy nhất)(đktc).Tìm giá trị của m? Bài 3: X là hỗn hợp Fe3O4 và Fe2O3.Hòa tan m gam trong dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y.Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch KI 0,5M được dung dịch Z và chất rắn E.Lọc tách E và sục khí Cl2 dư vào dung dịch Z thu được dung dịch F.Cho dung dịch F tác dụng với NaOH dư được kết tủa G.Nung G đến khối lượng không đổi thu được (m+0,24) gam chất rắn H.Tỉ lệ mol của Fe3O4 và Fe2O3 là? Bài 4: Cho dãy chuyển hóa sau CH4 -> C2H2 -> C6H6 -> C6H5NO2 -> C6H5NH3Cl -> C6H5NH2 ->2,4,6 tri brom anilin Cho biết có bao nhiêu phản ứng trong sơ đồ trên là phản ứng oxy hóa khử.