Bài 15. Phản ứng oxi hóa - khử trang 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 Hóa 10 Kết nối tri thức

CH tr 71 MĐ

Trong lò luyện gang, xảy ra phản ứng oxi hóa – khử theo sơ đồ:

Fe₂O₃+ CO $\overset{t^{o} C}{\to}$ Fe + CO₂

Về bản chất, phản ứng oxi hóa - khử là gì, dựa vào dấu hiệu nào để nhận ra loại phản ứng đó?

Làm thế nào để lập phương trình hóa học của phản ứng trên?

Phương pháp giải:

- Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra đồng thời quá trình nhường và nhận.

- Trong phản ứng oxi hóa khử, có sự thay đổi số oxi hóa.

- Nguyên tắc lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử là tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận.

Lời giải chi tiết:

- Về bản chất, phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng xảy ra đồng thời quá trình nhường và quá trình nhận electron.

- Dấu hiệu để nhận ra loại phản ứng oxi hóa – khử là có sự thay đổi số oxi của các nguyên tử.

- Các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử:

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

Nguyên tử Fe và C có sự thay đổi số oxi hóa, Fe là chất oxi hóa, C là chất khử

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

Fe⁺³ + 3e → Fe⁰

C⁺² → C⁺⁴ + 2e

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

2x /Fe⁺³ + 3e → Fe⁰

3x /C⁺² → C⁺⁴ + 2e

Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng.

Fe₂O₃+ 3CO $\overset{t^{o} C}{\to}$ 2Fe + 3CO₂

CH tr 73 CH

1. Xác định số oxi hóa của nguyên tử Fe và S trong các chất sau:

a) Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe(OH)₃, Fe₃O₄.

b) S, H₂S, SO₂, SO₃, H₂SO₄, Na₂SO₃.

Phương pháp giải:

Quy tắc xác định số oxi hóa:

- Trong đơn chất, số oxi hóa của nguyên tử bằng 0.

- Trong hợp chất, thông thường số oxi hóa của hydrogen là +1, của oxygen là -2, các kim loại điển hình có số oxi hóa dương bằng số electron hóa trị.

- Trong hợp chất, tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0.

- Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích ion; trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng điện tích ion.

Lời giải chi tiết:

CH tr 73 HĐ

Xác định chất oxi hóa, chất khử

Chuẩn bị: đinh sắt, dung dịch CuSO₄, dung dịch H₂SO₄ loãng, ống nghiệm.

Thực hiện:

Thí nghiệm 1: Cho đinh sắt vào ống nghiệm đựng dung dịch CuSO₄.

Thí nghiệm 2: Cho đinh sắt vào ống nghiệm đựng dung dịch H₂SO₄.

Quan sát hiện tượng và trả lời câu hỏi:

1. Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử.

2. Xác định chất oxi hóa, chất khử trong hai phản ứng trên.

Phương pháp giải:

- Chất khử là chất nhường electron

- Chất oxi hóa là chất nhận electron

Lời giải chi tiết:

1.

* Thí nghiệm 1: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Quá trình oxi hóa: Fe⁰ → Fe⁺² + 2e

Quá trình khử: Cu⁺² + 2e → Cu⁰

* Thí nghiệm 2: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Quá trình oxi hóa: Fe⁰ → Fe⁺² + 2e

Quá trình khử: 2H⁺ + 2e → H₂⁰

2.

* Thí nghiệm 1:

- Chất oxi hóa CuSO₄

- Chất khử Fe

* Thí nghiệm 2:

- Chất oxi hóa H₂SO₄

- Chất khử Fe

CH tr 74 CH

2. Trong không khí ẩm, Fe(OH)₂ màu trắng xanh chuyển dần sang Fe(OH)₃ màu nâu đỏ:

Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃

a) Hãy xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa.

b) Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử.

c) Dùng mũi tên biểu diễn sự chuyển electron từ chất khử sang chất oxi hóa

Phương pháp giải:

- Quá trình oxi hóa là quá trình chất khử nhường electron, quá trình khử là quá trình chất oxi hóa nhận electron.

- Chất khử là chất nhường electron, chất oxi hóa là chất nhận electron.

Lời giải chi tiết:

a)

- Trong Fe(OH)₂, iron có số oxi hóa +2

- Trong Fe(OH)₃, iron có số oxi hóa +3

=> Nguyên tử iron có sự thay đổi số oxi hóa từ +2 lên +3.

- Trong O₂, oxygen có số oxi hóa 0

- Trong Fe(OH)₃, oxygen có số oxi hóa -2

=> Nguyên tử oxygen có sự thay đổi số oxi hóa từ 0 xuống -2.

b)

c)

1 phân tử Fe(OH)₂ nhường 1 electron => 4 phân tử Fe(OH)₂ nhường 4 electron

CH tr 75 CH

3. Xét các phản ứng hóa học xảy ra trong công nghiệp:

Phản ứng nào là phản ứng oxi hóa – khử? Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp thăng bằng electron.

Phương pháp giải:

Dấu hiệu để nhận biết phản ứng oxi hóa – khử là có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử.

Lời giải chi tiết:

a)

Trước phản ứng, các nguyên tử Al, O và H có số oxi hóa lần lượt là +3, -2, +1

Sau phản ứng, các nguyên tử Al, O và H có số oxi hóa lần lượt là +3, -2, +1.

=> Trong phản ứng, các nguyên tử không có sự thay đổi số oxi hóa => Không là phản ứng oxi hóa – khử.

b)

Trong phản ứng, C trước phản ứng có số oxi hóa 0. Kết thúc phản ứng, C có số oxi hóa +2

=> Phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tử bị thay đổi:

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa – khử:

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa theo nguyên tắc: tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

Bước 4: Đặt hệ số

C + CO₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ 2CO

CH tr 76 CH

4. Nêu một số phản ứng oxi hóa – khử có lợi và có hại trong thực tế.

Phương pháp giải:

- Sự cháy là phản ứng oxi hóa - khử xảy ra ở nhiệt độ cao giữa chất cháy và chất oxi hóa.

- Phần lớn các phản ứng hóa học xảy ra trong các quy trình sản xuất là phản ứng oxi hóa – khử.

- Sự han gỉ các đồ vật, thiết bị làm bằng kim loại do sự oxi hóa của oxygen.

Lời giải chi tiết:

Phản ứng oxi hóa – khử có lợi: sự cháy,…

Phản ứng oxi hóa – khử có hại: sự han gỉ các thiết bị, đồ dùng được làm bằng sắt,…

CH tr 76 CH

5. Lập phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình sản xuất sulfuric acid theo sơ đồ mục IV.3. Trong các phản ứng đó, phản ứng nào là phản ứng oxi hóa – khử?

Phương pháp giải:

Dấu hiệu để nhận biết phản ứng oxi hóa – khử là có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử.

Lời giải chi tiết:

CH tr 76 CH

6. Đèn xì ogygen – acetylene có cấu tạo gồm hai ống dẫn khí: một ống dẫn khí oxygen, một ống dẫn khí acetylene (Hình 15.1). Khi đèn hoạt động, hai khí này được trộn vào nhau để thực hiện phản ứng đốt cháy theo sơ đồ:

C₂H₂ + O₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ CO₂ + H₂O