Giải bài tập SGK Hóa 10 Bài 19: Luyện tập Phản ứng oxi hóa - khử

Loại phản ứng nào sau đây luôn luôn không là loại phản ứng oxi hoá - khử ?

A. Phản ứng hoá hợp.

B. Phản ứng phân hủy.

C. Phản ứng thế trong hoá vô cơ.

D. Phản ứng trao đổi.

Phương pháp giải

- Xem lại lý thuyết về phản ứng oxh - khử

- Khái niệm phản ứng trao đổi.

Hướng dẫn giải

Phản ứng trao đổi là một loại phản ứng hoá học, trong đó, các chất trao đổi cho nhau thành phần cấu tạo của nó mà không làm thay đổi chỉ số oxi hóa. 

Đáp án D

Loại phản ứng nào sau đây luôn luôn là phản ứng oxi hoá - khử ?

A. Phản ứng hoá hợp                        

B. Phản ứng phân hủy

C. Phản ứng thế trong hoá vô cơ       

D. Phản ứng trao đổi.

Phương pháp giải

- Xem lại lý thuyết về phản ứng oxh - khử

- Khái niệm phản ứng thế, hóa hợp, phân hủy, trao đổi

Hướng dẫn giải

Phản ứng thế theo định nghĩa là phản ứng hóa học mà trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất.

Phản ứng thế trong hóa học vô cơ bao giờ cũng có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.

Đáp án C

Cho phản ứng : M₂O_x + HNO₃ → M(NO₃)₃ + ...

Khi x có giá trị là bao nhiêu thì phản ứng trên không thuộc  loại phản ứng oxi hoá - khử ?

A. x = 1   

B. x = 2     

C. x = 1 hoặc x = 2            

D. x = 3

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Để phản ứng không là phản ứng oxi hóa khử khi số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng không thay đổi

Hướng dẫn giải

Vì x = 3 thì số oxi hóa của M trước và sau phản ứng không thay đổi vẫn là +3

Đáp án D

Câu nào đúng, câu nào sai trong các câu sau đây :

A. Sự oxi hoá một nguyên tố là lấy bớt electron của nguyên tố đó, là làm cho số oxi hoá của nguyên tố đó tăng lên.

B. Chất oxi hoá là chất thu electron, là chất chứa nguyên tố mà số oxi hoá của nó tăng sau phản ứng.

C. Sự khử một nguyên tô là sự thu thêm electron cho nguyên tố đó, làm cho số oxi hoá của nguyên tố đó giảm xuống.

D. Chất khử là chất thu electron, là chất chứa nguyên tố mà số oxi hoá của nó giảm sau phản ứng.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về phản ứng oxh - khử

Hướng dẫn giải

A đúng.

B sai vì chất oxi hóa là chất chứa nguyên tố mà số oxi hóa của nó giảm sau phản ứng.

C đúng.

D sai vì chất khử là chất cho electron, là chất chứa nguyên tố mà số oxi hóa của nó tăng sau phản ứng.

Hãy xác định số oxi hoá của các nguyên tố :

a) Nitơ trong NO, NO₂, N₂O₅,  HNO₃, HNO₂, NH₃, NH₄Cl.

b) Clo trong HCl, HClO, HClO₂, HClO₃, HClO₄, CaOCl₂-

c) Mangan trong MnO₂, KMnO₄, K₂MnO_4; MnSO₄.

d) Crom trong K₂Cr₂O₇, Cr₂(SO₄)₃, Cr₂O₃.

e) Lưu huỳnh trong H₂S, SO₂, H₂SO₃, H₂SO₄, FeS, FeS₂.

Phương pháp giải

Ghi nhớ 4 nguyên tắc trang 73 - sgk hóa 10 để xác định số oxi hóa của các nguyên tố

Hướng dẫn giải

Câu a: Đặt x là oxi hóa của nguyên tố nitơ trong các hợp chất trên, ta có:

Trong NO: x + (-2) = 0 → x = +2.

Trong NO₂: x + 2.(-2) = 0 → x = +4.

Trong N₂O₅: 2x + 5.(-2) = 0 → x = +5.

Trong HNO₃: (+1) +x + 3.(-3) = 0 → x = +5.

Trong HNO₂: (+1) + x +2.(-2) = 0 → x = +3.

Trong NH₃ : x + 3.(+1) = 0 → x = -3.

Trong NH₃Cl: x + 4.(+1) +(-1) = 0 → x = -3.

Câu b: Tương tự câu a, ta có:

Số oxi hóa của Clo trong HCl, HClO, HClO₂, HClO₃, HClO₄ lần lượt là: -1,  +1, +5, +7 và trong CaOCl₂ là (-1; +1).

Câu c: Số oxi hóa của Mn trong MnO₂, KMnO₄, K₂MnO₄ và MnSO₄ lần lượt là +4, +7, + 6 và +2.

Câu d: Số oxi hóa của Crom trong K₂Cr₂O₇, Cr₂(SO₄)₃, Cr₂O₃  lần lượt là +6, + 3 và + 3

Câu e: Số oxi hóa của S trong H₂S, SO₂, H₂SO₃, H₂SO₄, FeS, FeS₂ lần lượt là -2, +4, +4, +6, -2 và -1.

Cho biết đã xảy ra sự oxi hoá và sự khử những chất nào trong những phản ứng thế sau :

a) Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

b) Fe + CuSO₄  → FeSO₄ + Cu

c) 2Na + 2H₂O  → 2NaOH + H₂.

Dựa vào sự thay đổi số oxi hoá, tìm chất oxi hoá và chất khử trong những phản ứng sau :

a) 2H₂ + O₂ → 2H₂O          

b) 2KNO₃ →  2KNO₂ + O₂

c) NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O   

d) Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃.

Phương pháp giải

Chất oxi hóa: là chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng → xác định số oxi hóa trước và sau của các chất => tìm được chất oxi hóa.

Hướng dẫn giải

Chất khử và chất oxi hoá trong các phản ứng sau là 

\(a)\mathop {{H_2}}\limits^0  + \mathop {{O_2}}\limits^0 \xrightarrow{{{t^0}}}2\mathop {{H_2}}\limits^{ + 1} \mathop O\limits^{ - 2} \)

Chất khử : H₂, chất oxi hoá : O₂.

\(b)\,2K\mathop N\limits^{ + 5} \mathop {{O_3}}\limits^{ - 2} \xrightarrow{{{t^0}}}2K\mathop N\limits^{ + 3} {O_2} + \mathop {{O_2}}\limits^0 \)

KNO₃ vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử.

\(c)\,\mathop N\limits^{ - 3} {H_4}\mathop N\limits^{ + 3} {O_2}\xrightarrow{{{t^0}}}\mathop {{N_2}\,}\limits^0  + 2{H_2}O\)

NH₄NO₂ vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử

\(d)\,\mathop {F{e_2}}\limits^{ + 3} {O_3} + 2\mathop {Al}\limits^0 \xrightarrow{{{t^0}}}2\mathop {Fe}\limits^0  + \mathop {A{l_2}}\limits^{ + 3} {O_3}\)

Chất khử: Al, chất oxi hoá: Fe₂O₃ 

Dựa vào sự thay đổi số oxi hoá, hãy cho biết vai trò các chất tham gia trong các phản ứng oxi hoá - khử sau :

a) Cl₂ + 2HBr  → 2HCI + Br₂

b) Cu + 2H₂SO₄  → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

c)  2HNO₃ + 3H₂S → 3S + 2NO + 4H₂O

d)  2FeCl₂ + Cl₂  → 2FeCl₃.

Phương pháp giải

Chất khử là chất nhường electron: số oxi hóa tăng sau phản ứng

Chất oxi hóa là chất nhận electron: số oxi hóa giảm sau phản ứng

Hướng dẫn giải

Vai trò các chất trong các phán ứng oxi hoá - khử sau là :

\(a)\,\mathop {C{l_2}}\limits^0  + 2H\mathop {Br}\limits^{ - 1} \xrightarrow{{}}2H\mathop {Cl}\limits^{ - 1}  + \mathop {B{r_2}}\limits^0 \)

Chất oxi hóa là Cl₂, chất khử là \(\mathop {B{\rm{r}}}\limits^{ - 1}\) (trong HBr).

b)\(\mathop {Cu}\limits^0  + 2{H_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4} \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} S{O_4} + \mathop S\limits^{ + 4} {O_2} \uparrow  + 2{H_2}O\)

Chất oxi hóa là \(\mathop S\limits^{ + 6}\) trong H₂SO₄, chất khử là Cu

\(c)\,2H\mathop N\limits^{ + 5} {O_3} + 3{H_2}\mathop S\limits^{ - 2} \xrightarrow{{}}3\mathop S\limits^0  + 2\mathop N\limits^{ + 2} O + 2{H_2}O\)

Chất oxi hóa là \(\mathop N\limits^{ + 5}\) (trong HNO₃), chất khử là \(\mathop S\limits^{ - 2}\) (trong H₂S)

\(d)\,2\mathop {Fe}\limits^{ + 2} C{l_2} + \mathop {C{l_2}}\limits^0 \xrightarrow{{}}2\mathop {Fe}\limits^{ + 3} \mathop {C{l_3}}\limits^{ - 1} \)

Chất oxi hóa là \({\mathop {Cl}\limits^0 _2}\) , chất khử là \(\mathop {F{\rm{e}}}\limits^{ + 2}\) (trong FeCl₂)

Cân bằng các phương trình phản ứng oxi hoá - khử sau đây bằng phương pháp thăng bằng electron và cho biết chất khử, chất oxi hoá ở mỗi phản ứng:

a) Al + Fe₃O₄ ⟶ Al₂O₃ + Fe

b) FeSO₄ + KМnО₄ + H₂SO₄ ⟶ Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

c) FeS₂ + O₂  ⟶  Fe₂O₃ + SO₂          

d) KClO₃ ⟶ KCl + O₂

e) Cl₂+ KOH ⟶ KCl + KClO₃ + H₂O.

Phương pháp giải

Các bước để cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: xác định số oxi hóa của các chất trước và sau phản ứng, để tìm chất khử và chất oxi hóa

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa khử, cân bằng mỗi quá trình

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hóa và chất khử, sao cho tổng số electron chất nhận = chất nhường

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

Hướng dẫn giải

a) 8Al + 3Fe₃O₄ ⟶ 4Al₂O₃ + 9Fe

\(\left. \matrix{2{\rm{A}}{l^0} - 2.3{\rm{e}} \to {\rm{2A}}{l^{ + 3}} \hfill \cr 3F{{\rm{e}}^{ + {8 \over 3}}} + 3.{8 \over 3}e \to 3F{{\rm{e}}^0} \hfill \cr} \right|\matrix{{ \times 4} \cr { \times 3} \cr} \) 

Chất khử: Al

Chất oxi hóa \(Fe_3O_4\)

b) 10FeSO₄ + 2KМnО₄ + 8H₂SO₄ ⟶ 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

\(\left. \matrix{2F{{\rm{e}}^{ + 2}} - 2{\rm{e}} \to 2F{{\rm{e}}^{ + 3}} \hfill \cr M{n^{ + 7}} + 5{\rm{e}} \to M{n^{ + 2}} \hfill \cr} \right|\matrix{{ \times 5} \cr { \times 2} \cr} \) 

Chất khử: \(FeSO_4\)

Chất oxi hóa: \(KMnO_4\)

c) 4FeS₂ + 11O₂  ⟶ 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

\(\matrix{
F{{\rm{e}}^{ + 2}} - 1{\rm{e}} \to F{{\rm{e}}^{ + 3}} \hfill \cr
2{{\rm{S}}^{ - 1}} - 2.5{\rm{e}} \to 2{{\rm{S}}^{ + 4}} \hfill \cr} \)

\(\left. \matrix{Fe{S_2} - 11e \to F{e^{ + 3}} + 2{S^{ + 4}} \hfill \cr O_2^0 - 2.2e \to 2{O_2} \hfill \cr} \right|\matrix{{ \times 4} \cr { \times 11} \cr} \) 

Chất khử: \(FeS_2\)

Chất oxi hóa: \(O_2\)

d) 2KClO₃ ⟶ 2KCl + 3O₂↑

\(\left. \matrix{C{l^{ + 5}} + 6e \to Cl \hfill \cr 2{O^{ - 2}} - 2.2e \to {O_2} \hfill \cr} \right|\matrix{{ \times 2} \cr { \times 3} \cr} \)

\(KClO_3\) vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

e) 3Cl₂ + 6KOH \(\buildrel {{t^0}} \over\longrightarrow\)  5KCl + KClO₃ + 3H₂O.

\(\left. \matrix{Cl_2^0 - 10e \to 2C{l^{ + 5}} \hfill \cr Cl_2^0 + 2e \to 2C{l^{ - 1}} \hfill \cr} \right|\matrix{{ \times 1} \cr { \times 5} \cr} \)

\(Cl_2\) vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa

Có thể điều chế MgCl₂ bằng 

- Phản ứng hoá hợp

- Phản ứng thế

- Phản ứng trao đổi.

Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Phương pháp giải

Để điều chế được MgCl₂ 

→ Chọn chất ban đầu phải 1 chất chứa nguyên tố Mg, 1 chất chứa nguyên tố Cl₂ 

Hướng dẫn giải

Điều chế MgCl₂ bằng :

- Phản ứng hoá hợp : Mg + Cl₂ → MgCl₂

- Phản ứng thế :  Mg + CuCl₂  → MgCl₂ + Cu↓

- Phản ứng trao đổi : Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂+  2H₂O

Cho những chất sau : CuO, dung dịch HCl, H₂, MnO₂.

a) Chọn từng cặp trong những chất đã cho để xảy ra phản ứng oxi hoá - khử và viết phương trình phản ứng.

b) Cho biết chất oxi hoá, chất khử, sự oxi-hoá và sự khử trong những phản ứng hoá học nói trên.

Phương pháp giải

a) những cặp chất có phản ứng với nhau mà các chất có sự thay đổi số oxi hóa thì là phản ứng oxi hóa khử

b) Chất oxi hóa: là chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng

Chất khử: là chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng

Hướng dẫn giải

Những cặp chất xảy ra phản ứng oxi hoá - khử :

(1) CuO + H₂ → Cu + H₂O

(2) MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

b) Trong phản ứng (1) :

\(\mathop {Cu}\limits^{ + 2} O + \mathop {{H_2}}\limits^0 \xrightarrow{{{t^0}}}\mathop {Cu}\limits^0  + \mathop {{H_2}}\limits^{ + 1} O\)

- Nguyên tử hiđro nhường electron là chất khử, sự nhường electron của H₂ được gọi là sự oxi hoá nguyên tử hiđro.

- Ion đồng nhận electron, là chất oxi hoá. Sự nhận electron của ion đồng được gọi là sự khử ion đồng.

Trong phản ứng (2) :

\(\mathop {Mn}\limits^{ + 4} {O_2} + 4H\mathop {Cl}\limits^{ - 1} \xrightarrow{{{t^0}}}\mathop {Mn}\limits^{ + 2} C{l_2} + \mathop {C{l_2}}\limits^0  + 2{H_2}O\)

-  Ion Clo nhường electron là chất khử. Sự nhường electron của Cl được gọi là sự oxi hoá ion clo.

-  Ion Mn nhận electron là chất oxi hoá. Sự nhận electron của ion Mn được gọi là sự khử ion Mn.

Hòa tan 1,39g muối FeSO₄.7H₂O trong dung dịch H₂SO₄ loãng. Cho dung dịch này tác dụng với dung dịch KMnO₄ 0,1 M. Tính thể tích dung dịch KMnO₄, tham gia phản ứng.

Phương pháp giải

Đổi số mol của FeSO₄.7H₂O

Hướng dẫn giải

Số mol muối FeSO₄.7H₂O là:

n_FeSO4.7H2O = 1,337 / 278 = 0,005 mol = n_FeSO4

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄  → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ +  8H₂O

10 mol         2 mol

0,005mol  → 0,001 mol

Thể tích dung dịch KMnO₄, tham gia phản ứng là:

V _KMnO4 = 0,001 / 0,1 = 0,01 lít