Hoá học 10 Bài 19: Luyện tập Phản ứng oxi hóa - khử
Nội dung bài giảng Luyện tập: Phản ứng oxi hóa - khử ôn tập lại kiến thức về Chất khử, chất oxi hoá, sự khử, sự oxi hoá, Phản ứng oxi hoá- khử, Phân loại phản ứng trong hoá học vô cơ. Với kiến thức trọng tâm và các bài tập có lời giải chi tiết, hi vọng rằng đây sẽ là tài liệu giúp các bạn học tập tốt hơn.
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Khái niệm về Chất khử, chất oxi hóa, sự khử, sự oxi hóa
Chất khử: Chất nhường e → Số oxi hoá tăng
Chất oxi hoá: Chất nhận e → Số oxi hoá giảm
Sự khử: Sự nhận e → Làm giảm số oxi hoá
Sự oxi hoá: Sự nhường e → Làm tăng số oxi hoá
1.2. Mối quan hệ giữa sự khử và sự oxi hóa
Sự khử và sự oxi hoá luôn xảy ra đồng thời → Đó là phản ứng oxi hoá khử
1.3. Định nghĩa về phản ứng oxi hóa khử
Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng, hay phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
1.4. Phân loại phản ứng hóa học vô cơ
Dựa vào số oxi hoá, phản ứng hoá học chia làm 2 loại: Phản ứng oxi hoá khử và phản ứng không thuộc loại phản ứng oxi hoá khử
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Cách xác định loại phản ứng hóa học
Bài 1: Phản ứng nào sau đây là phản ứng oxi hóa – khử?
A. Fe2 O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3 ) 3 + 3H2 O
B. H2 SO4 + Na2 O → Na2 SO4 + 2H2 O
C. Fe2 O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
D. 2AgNO3 + BaCl2 → Ba(NO3 ) 2 + 2AgCl ↓
Hướng dẫn giải
Nhắc lại: Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa.
Xét sự thay đổi số oxi hóa của các chất trong các phản ứng trên ta thấy chỉ có đáp án C có sự thay đổi số oxi hóa Fe3+xuống Fe0; C+2lên C+4
⇒ Chọn C
Bài 2: Phản ứng nào sau đây vừa là phản ứng hóa hợp, vừa là phản ứng oxi hóa – khử?
A. CaO + H2 O → Ca(OH) 2
B. 2NO2 → N2 O4
C. 2NO2 + 4Zn → N2 + 4ZnO
D. 4Fe(OH) 2 + O2 + 2H2 O → 4Fe(OH) 3
Hướng dẫn giải
Nx: Đáp án A và B không có sự thay đổi số oxi hóa nên không phải là phản ứng oxi hóa khử. Còn lại đáp án C và D.
Phản ứng hóa hợp là phản ứng từ nhiều chất tham gia tạo thành 1 chất mới. Do đó loại đáp án C.
⇒ Chọn D
2.2. Dạng 2: Xác định chất khử, chất oxi hóa trong phản ứng hóa học
Bài 1: Cho phản ứng: Ca + Cl2 → CaCl2 .
Kết luận nào sau đây đúng?
A. Mỗi nguyên tử Ca nhận 2e.
B. Mỗi nguyên tử Cl nhận 2e.
C. Mỗi phân tử Cl2 nhường 2e.
D. Mỗi nguyên tử Ca nhường 2e.
Hướng dẫn giải
Ca → Ca2++2e
Cl2 + 2.1e → 2Cl-
⇒ Chọn D
Bài 2: Trong phản ứng: Cu + 2H2SO4(đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2 O, axit sunfuric
A. là chất oxi hóa.
B. vừa là chất oxi hóa, vừa là chất tạo môi trường.
C. là chất khử.
D. vừa là chất khử, vừa là chất tạo môi trường.
Hướng dẫn giải
S+6 → S+4 ⇒ H2SO4 đóng vai trò là chất oxi hóa
Mặt khác SO42- đóng vai trò môi trường để tao muối CuSO4
⇒ Chọn B
2.3. Dạng 3: Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố
Bài 1: Tìm số oxi hóa của S trong phân tử H2SO4?
Hướng dẫn giải
Gọi số oxi hóa của S trong H2SO4 là x, ta có :
2.(+1) + 1.x + 4.(–2) = 0 → x = +6
Vậy số oxi hóa của S là +6.
Bài 2: Tìm số oxi hóa của Mn trong ion MnO4- ?
Hướng dẫn giải
Gọi số oxi hóa của Mn là x, ta có :
1.x + 4.( –2) = –1 → x = +7
Vậy số oxi hóa của Mn là +7.
2.4. Dạng 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử
Bài 1: Cân bằng phản ứng:
FeS + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:
Fe+2 → Fe+3
S-2 → S+6
N+5 → N+1
Bước 2. Lập thăng bằng electron:
Fe+2 → Fe+3 + 1e
S-2 → S+6 + 8e
FeS → Fe+3 + S+6 + 9e
2N+5 + 8e → 2N+1
→ Có 8FeS và 9N2O.
Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:
8FeS + 42HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 9N2O + 8H2SO4 + 13H2O
Bài 2: Cân bằng phản ứng trong dung dịch bazơ:
NaCrO2 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr
Hướng dẫn giải
CrO2- + 4OH- → CrO42- + 2H2O + 3e
Br2 + 2e → 2Br-
Phương trình ion:
2CrO2- + 8OH- + 3Br2 → 2CrO42- + 6Br- + 4H2O
Phương trình phản ứng phân tử:
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
2.5. Dạng 5: Cách giải bài tập về oxi hóa khử
Bài 1: Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:
A. 2,7g và 1,2g
B. 5,4g và 2,4g
C. 5,8g và 3,6g
D. 1,2g và 2,4g
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :mH2 = 7,8-7,0 =0,8 gam
Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:
(Khi tham gia phản ứng nhôm nhường 3 e, magie nhường 2 e và H2 thu về 2 e)
3.nAl + 2.nMg =2.nH2=2.0.8/2 (1)
27.nAl +24.nMg =7,8 (2)
Giải phương trình (1), (2) ta có nAl =0.2 mol và nMg = 0.1 mol
Từ đó ta tính được mAl =27.0,2 =5,4 gam và mMg =24.0,1 =2,4 gam chọn đáp án B
Bài 2: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt là:
A. 63% và 37%.
B. 36% và 64%.
C. 50% và 50%.
D. 46% và 54%.
Hướng dẫn giải
Ta có 24 nMg + 27 nAl =15 (1)
- Xét quá trình oxi hóa
Mg → Mg2++ 2e
Al → Al3++3e
⇒tổng số mol e nhường = 2nMg + 3 nAl
- Xét quá trình khử
2N+5 +2.4e → 2 N+1
S+6 + 2e → S+4
⇒tổng số mol e nhận = 2.0,4 + 0,2 = 1,4 mol
Theo định luật bảo toàn e ta có:
2nMg + 3 nAl = 1,4 (2)
Giải hệ (1) và (2) ta được nMg = 0,4 mol, nAl =0,2 mol
⇒% Al = 27.0,2/15 = 36%
⇒%Mg = 64%
⇒ Chọn B
2.6. Dạng 6: Phương pháp bảo toàn electron
Cho 15,8 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:
A. 5,6 lít.
B. 0,56 lít.
C. 0,28 lít.
D. 2,8 lít.
Hướng dẫn giải
Ta có: Mn+7 nhường 5 e (Mn+2),Cl- thu 2.e (Cl2)
Áp dụng định luật bảo toàn e ta có :
5.nKMnO4 = 2.nCl2
⇒ nCl2 = 5/2 nKMnO4 =0.25 mol⇒ VCl2 = 0,25 . 22,4 = 0,56 lít
2.7. Dạng 7: Bài tập Kim loại tác dụng với axit
Bài 1: Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:
A. 2,7g và 1,2g
B. 5,4g và 2,4g
C. 5,8g và 3,6g
D. 1,2g và 2,4g
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mH2 = 7,8 - 7,0 = 0,8 gam
Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:
(Khi tham gia phản ứng nhôm nhường 3 e, magie nhường 2 e và H2 thu về 2 e)
3.nAl + 2.nMg = 2.nH2 = 2.0.8/2 (1)
27.nAl +24.nMg = 7,8 (2)
Giải phương trình (1), (2) ta có nAl = 0.2 mol và nMg = 0.1 mol
Từ đó ta tính được mAl = 27.0,2 =5,4 gam và mMg = 24.0,1 = 2,4 gam
Bài 2: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt là:
A. 63% và 37%.
B. 36% và 64%.
C. 50% và 50%.
D. 46% và 54%.
Hướng dẫn giải
Ta có 24 nMg + 27 nAl =15 (1)
- Xét quá trình oxi hóa
Mg → Mg2+ + 2e
Al → Al3+ +3e
⇒ Tổng số mol e nhường = 2nMg + 3 nAl
- Xét quá trình khử
2N+5 +2.4e → 2 N+1
S+6 + 2e → S+4
⇒ Tổng số mol e nhận = 2.0,4 + 0,2 = 1,4 mol
Theo định luật bảo toàn e ta có:
2nMg + 3 nAl = 1,4 (2)
Giải hệ (1) và (2) ta được nMg = 0,4 mol, nAl = 0,2 mol
⇒ %Al = 27.0,2/15 = 36%
⇒ %Mg = 64%
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Cho từng chất: C, Fe, BaCl2, Fe3O4, Fe2O3, FeCO3, Al2O3, H2S, HI, HCl, AgNO3, Na2SO3 lần lượt phản ứng với H2SO4 đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử là?
Câu 2: Cho 1,15 gam X gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3, thu được 0,01 mol NO và 0,04 mol NO2 (không có sản phẩm khử nào khác). Khối lượng muối thu được là?
Câu 3: Hòa tan m gam Fe trong HNO3 dư thấy sinh ra hỗn hợp khí chứa 0,03 mol NO2 và 0,02 mol NO. Giá trị của m là?
Câu 4: Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 thì có 49 gam H2SO4 tham gia phản ứng, tạo ra một sản phẩm khử X. Chất X là?
Câu 5: Hòa tan 0,9 gam một kim loại M (hóa trị không đổi) vào dung dịch HNO3 dư, thu được 0,28 lít (đktc) khí N2O duy nhất. Kim loại M là?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Cho phản ứng: M2Ox + HNO3 → M(NO3)3 + ___?
Khi x nhận giá trị nào sau đây thì phản ứng trên không thuộc loại phản ứng oxi hóa - khử?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Câu 2: Trong phản ứng oxi hóa – khử, chất bị oxi hóa là
A. chất nhận electron.
B. chất nhường electron.
C. chất làm giảm số oxi hóa.
D. chất không thay đổi số oxi hóa.
Câu 3: Phản ứng nào sau đây là phản ứng tự oxi hóa, tự khử?
A. NH4NO3 → N2O + 2H2O
B. 4Al(NO3)3 → 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2 ↑
C. Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
D. 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑
Câu 4: Cho phương trình hóa học: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O.
(Biết tỉ lệ thể tích N2O : NO =1 : 3)
Sau cân bằng phương trình hóa học trên với hệ số các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3 là
A. 66
B. 60
C. 51
D. 63
Câu 5: Hòa tan hoàn toàn x mol CuFeS2 bằng dung dịch HNO3 đặc, nóng (dư) sinh ra y mol NO2 (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Biểu thức liên hệ giữa x và y là
A. y = 17x
B. x = 15y
C. x = 17y
D. y = 15x
3.3. Trắc nghiệm Online
Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Luyện tập Phản ứng oxi hóa - khử Hóa học 10 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.
4. Kết luận
Sau bài học cần nắm: kiến thức về Chất khử, chất oxi hoá, sự khử, sự oxi hoá, Phản ứng oxi hoá- khử, Phân loại phản ứng trong hoá học vô cơ.