Bài tập lí thuyết về phản ứng oxi hóa - khử

Phản ứng Br₂ + 2H₂O + SO₂ → 2HBr + H₂SO₄ là phản ứng oxi hóa – khử vì có sự thay đổi số oxi hóa của Br (từ 0 xuống -1) và S (từ +4 lên +6).

Phản ứng trao đổi không phải là phản ứng oxi hóa - khử.

Các phản ứng oxi hóa – khử là (b), (c), (d)

Phản ứng oxi hóa khử là  phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa

Chỉ có phản ứng 2HgO → 2Hg + O₂ có sự thay đổi số oxi hóa

\({\mathop {Cl_2}\limits^0 } + 2e \to 2\mathop {Cl}\limits^{ - 1} \) => Cl₂ là chất oxi hóa

\(\mathop S\limits^{ + 4}  - 2e \to \mathop S\limits^{ + 6} \) => SO₂ là chất khử

 \(4\mathop N\limits^{ - 3} {H_3} + {\rm{ }}3{O_2} \to 2{\mathop {N_2}\limits^0 } + {\rm{ }}6{H_2}O\)

=>\(2\mathop N\limits^{ - 3}  - 6e \to {\mathop {N_2}\limits^0 }\)

NH₃ nhường e => NH₃ là chất khử

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.

 \(\mathop {Na}\limits^0  - 1e \to \mathop {Na}\limits^{ + 1} \)

Na là chất khử hay chất bị oxi hóa

Bước 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp thăng bằng e

Vậy 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Bước 2: Tính tổng hệ số tối giản các chất sản phẩm của phản ứng

Tổng hệ số cân bằng tối giản các chất sản phẩm trong phản ứng là: 3 + 2 + 4 = 9

Phản ứng 2HNO₃  +   3H₂S  → 3S  +  2NO + 4H₂O là phản ứng oxi hóa khử vì có sự thay đổi số oxi hóa của N và S

Chất khử là chất nhường e để lên mức oxi hóa cao hơn.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ => Fe thể hiện tính khử

Số oxi hóa của O trong các hợp chất thường là -2

Số oxi hóa của hợp chất bằng không

Số oxi hóa của hợp chất bằng tổng số oxi hóa của các nguyên tố

Với Fe₂O₃: Gọi số oxi hóa của iron trong hợp chất là x

⇒ 2.x+3.(-2)=0 ⇒ x=+3

Làm tương tự với các hợp chất còn lại thì thấy +3 là số oxi hóa cao nhất của Fe

Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng vừa có chất oxi hóa vừa có chất khử. Chất oxi hóa là chất nhận electron là HCl, chất khử là chất nhường electron là Fe

\(\mathop {Fe}\limits^0  + 2\mathop H\limits^{ + 1} Cl \to \mathop {Fe}\limits^{ + 2} C{l_2} + \mathop {{H_2}}\limits^0 \)

\(\mathop {C{l_2}}\limits^0  + 2e \to \mathop {2Cl}\limits^{ - 1} \): Cl₂ nhận electron nên là chất oxi hóa

\(\mathop {C{l_2}}\limits^0  \to \mathop {2Cl}\limits^{ + 5}  + 10e\): Cl₂ nhường electron nên là chất khử

⇒ Cl₂ trong phản ứng trên vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử

Bước 1. Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa, chất khử

\({\mathop {Fe}\limits^{ + 2y/x} _x}{O_y} + {H_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4} \to {\mathop {Fe}\limits^{ + 3} _2}{(S{O_4})_3} + \mathop S\limits^{ + 4} {O_2} + {H_2}O\)

Do \(\mathop S\limits^{ + 6} \) trong H₂SO₄ xuống \(\mathop S\limits^{ + 4} \) trong SO₂ nên H₂SO₄ là chất oxi hóa

⇒ Fe_xO_y là chất khử

Bước 2. Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử

\(\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{\mathop S\limits^{ + 6}  + 2e \to \mathop S\limits^{ + 4} }\\{\mathop {2xFe}\limits^{ + 2y/x}  \to \mathop {2xFe}\limits^{ + 3}  + (6x - 4y)e}\end{array}} \right.\)

Bước 3. Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc của phương pháp thăng bằng electron

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính ra hệ số của các chất khác có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế

\(2F{e_x}{O_y} + (6x - 2y){H_2}S{O_4} \to xF{e_2}{(S{O_4})_3} + (3x - 2y)S{O_2} + (6x - 2y){H_2}O\)

Chất khử là chất nhường electron

(a) KNO₃  KNO₂ + ½ O₂ → phản ứng oxh khử

(b) 2Fe(OH)₂ + 4H₂SO₄ đặc  Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 6H₂O → phản ứng oxh khử

(c) Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃ → phản ứng oxh khử

(d) KHSO₄ +  FeCl₂ → không phản ứng

(e) Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂ → Phản ứng oxh khử

Số thí nghiệm xảy ra phản ứng oxi hóa khử là 4 

Bước 1: Xác định chất oxi hóa, chất khử

Chất oxi hóa: H₂SO₄, chất khử: Cu

Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa, quá trình khử

\(Cu \to C{u^{ + 2}} + 2e\)  

\({S^{ + 6}} + 8e \to {S^{ - 2}}\)

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc thăng bằng electron

Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính ra hệ số của các chất khác có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế

\(4Cu + 5{H_2}S{O_4} \to 4CuS{O_4} + {H_2}S + 4{H_2}O\)

⇒Tổng hệ số cân bằng của các chất trong phương trình trên là 4 + 5 + 4 + 1 + 4 = 18

Bước 2 ở quá trình khử

Sửa lại \({S^{ + 6}} + 8e \to {S^{ - 2}}\)

Nội dung của nguyên tắc thăng bằng electron: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.