Bài tập tự luận cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Ôn tập môn Hóa học 10

1 153

Bài tập tự luận cân bằng phản ứng oxi hóa khử được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Bài tập 1: Hòa tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0 g. Tính Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu?

Hướng dẫn:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_H2 = 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.n_H2 = 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 tập 2: Cho 15,8 gam KMnO₄ tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Tính thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn?

Hướng dẫn:

Ta có: Mn⁺⁷ nhường 5 e (Mn⁺²), Cl-thu 2.e (Cl₂)

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:

5.n_KMnO4 =2.n_Cl2

⇒ n_Cl2 = 5/2 _nKMnO4 =0.25 mol ; V_Cl2 =0,25 . 22,4 =0,56 lít

Bài tập 3. Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức 2 ta có:

m_muối = m _{kim loại} + m_{ion tạo muối}

= 20 + 71.0,5 = 55.5g

Bài tập 4. 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. Tính phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt?

Hướng dẫn:

Ta có 24 n_Mg + 27 n_Al =15 (1)

- Xét quá trình oxi hóa

Mg → Mg²⁺+ 2e

Al → Al³⁺ +3e

⇒ tổng số mol e nhường = 2n_Mg + 3 n_Al

- 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:

2n_Mg + 3 n_Al= 1,4 (2)

Giải hệ (1) và (2) ta được n_Mg = 0,4 mol, n_Al =0,2 mol

⇒% Al = 27.0,2/15 = 36%

⇒%Mg = 64%

Bài tập 5: Một hỗn hợp X có khối lượng 18,2g gồm 2 Kim loại A (hóa trị 2) và B (hóa trị 3). Hòa tan X hoàn toàn trong dung dịch Y chứa H₂SO₄ và HNO₃. Cho ra hỗn hợp khí Z gồm 2 khí SO₂ và N₂O. Xác định 2 kim loại A, B (B chỉ co thể là Al hay Fe). Biết số mol của hai kim loại bằng nhau và số mol 2 khí SO2 và N2O lần lượt là 0,1 mol mỗi khí.

Hướng dẫn:

Quá trình khử hai anion tạo khí là:

4H⁺+ SO₄^2- + 2e → SO₂ + 2H₂O

0,2 0,1 mol

10H⁺ + 2NO₃^- + 8e → N₂O + 5H₂O

0,8 0,1 mol

Tổng e (nhận) = 0,2 + 0,8 = 1 mol

A → A²⁺ + 2e

a 2a

B → B³⁺ + 3e

b 3b

Tổng e (cho) = 2a + 3b = 1 (1)

Vì số mol của hai kim loại bằng nhau nên: a= b (2)

Giải (1), (2) ta có a = b = 0,2 mol

Vậy 0,2A + 0,2B = 18,2 ⇒ A + B = 91 ⇒ A là Cu và B là Al.

Bài tập 6: Cho 6,3 g hỗn hợp Mg và Zn tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 3,36 lít H₂ (đktc). Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là?

Hướng dẫn:

Ta có: 2H⁺+ 2e → H2

0,3 0,15 mol/

Vậy khối lượng muối trong dung dịch là:

m_muối= m_{kim loại}+ m_{gốc acid} = 6,3+35,5.0,3/1=16,95 g.

Một số lưu ý:

- Với kim loại có nhiều số oxy hóa khác nhau khi phản ứng với dung dịch axit HNO₃loãng, HNO₃ đặc nóng sẽ đạt số oxi hóa cao nhất.

- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO₃đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO₃ đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr….) khi đó N⁺⁵ trong HNO₃ bị khử về mức oxi hóa thấp hơn trong những đơn chất khi tương ứng.

- Các kim loại tác dụng với ion trong môi trường axit H⁺ coi như tác dụng với HNO₃. Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion trong môi trường kiềm OH^- giải phóng NH₃.

Bài tập 7: Cân bằng phản ứng:

FeS + HNO₃→ Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂SO₄ + H₂O

Hướng dẫn:

- 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