Phương trình oxi hóa khử

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Lập phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa - khử

I. Số oxi hoá
II. Phản ứng oxi hóa – khử.
III. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử
VI. Các phương trình oxi hóa khử thường gặp

Vndoc gửi tới bạn học nội dung Hóa 10 Phản ứng oxi hóa khử, tài liệu được dùng cho cả 3 bộ SGK: Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức và Cánh diều.

>> Bộ câu hỏi các dạng bài tập: Chuyên đề Bài tập Hóa 10 Phản ứng oxi hóa - khử Có đáp án

I. Số oxi hoá

1. Khái niệm số oxi hóa

Số oxi hóa của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó với giả định đây là hợp chất ion.

Ví dụ:

Trong hợp chất ion:

Na⁺Cl^–: Số oxi hóa của Na là +1, của Cl là –1.

Fe²⁺O^2-: Số oxi hóa của Fe là +2, của O là –2.

Trong hợp chất cộng hóa trị:

H–S–H: Với giả định là hợp chất ion, hai cặp electron chung sẽ lệch hoàn toàn về phía nguyên tử S (có độ âm điện cao hơn), mỗi liên kết đơn có 1 electron của H bị chuyển sang S nên hợp chất ion giả định là H⁺S^2–H⁺.

Vậy số oxi hóa của H là +1, của S là –2.

2. Cách xác định số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất

Có hai cách để xác định số oxi hóa của các nguyên tử nguyên tố hóa học trong hợp chất:

Cách 1: Dựa theo số oxi hóa của một số nguyên tử đã biết và điện tích của phân tử hoặc ion. Theo cách này, có hai quy tắc:

Quy tắc 1:

Số oxi hóa của nguyên tử nguyên tố trong đơn chất bằng 0.

Trong các hợp chất: Số oxi hóa của H là +1 (trừ một số hydride: NaH, CaH₂, …); Số oxi hóa của O là –2 (trừ một số trường hợp như: OF₂, H₂O₂, …);

Số oxi hóa của các kim loại kiềm (nhóm IA: Li, Na, K, …) luôn là +1, của kim loại kiềm thổ (nhóm IIA: Be, Mg, Ca, Ba, …) luôn là +2; Số oxi hóa của Al luôn là +3.

Quy tắc 2: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0, trong một ion đa nguyên tử bằng chính điện tích của ion đó.

Ví dụ 1: Xác định số oxi hóa của S trong H₂SO₄.

Hướng dẫn trả lời

Gọi số oxi hóa của S trong H₂SO₄ là x.

Trong hợp chất, số oxi hóa của H là +1, của O là –2.

Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0.

→ 2.(+1) + x + 4.(–2) = 0 → x = +6.

Vậy S có số oxi hóa +6 trong H₂SO₄.

Ví dụ 2: Xác định số oxi hóa C trong K₂CO₃.

Hướng dẫn trả lời

Gọi số oxi hóa của C trong K₂CO₃ là x.

Trong hợp chất, số oxi hóa của K là +1, của O là –2.

Ta có: 2.(+1) + x + 3.(-2) = 0 → x = +4.

Vậy số oxi hóa của C trong K₂CO₃là +4.

II. Phản ứng oxi hóa – khử.

Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học xảy ra đồng thời quá trình nhường và quá trình nhận electron.

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

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

Ví dụ: Đưa mẩu than gỗ nóng đỏ vào bình đựng khí oxygen, mẩu than cháy sáng.

$C^{0} + O^{0} _{2} \overset{t^{o} }{\rightarrow} C^{+4} O^{-2} _{2}$ $C^{0} + O_{2}^{0} \overset{t^{o}}{\to} C^{+ 4} O_{2}^{- 2}$

Trong phản ứng trên, nguyên tử C nhường 4 electron, là chất khử; phân tử oxi nhận 4 electron, là chất oxi hóa.

_{$C^{0} \to C^{+ 4} + 4 e$} (Quá trình oxi hóa)

_{$O_{2}^{0} + 4 e \to 2 O^{- 2}$} (Quá trình khử)

III. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử

Phương pháp thăng bằng electron được dùng để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

Các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron:

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

+ Bước 2: Biểu diễn các quá trình oxi hóa, quá trình khử.

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

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

Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

HCl + PbO₂ → PbCl₂ + Cl₂ + H₂O

Hướng dẫn cân bằng

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

$H^{+1} Cl^{-1} + Pb^{+4} O^{-2} _{2} → Pb^{+2} Cl^{-1} _{2} + Cl^{0} _{2} + H^{+1} _{2}O^{-2}$ $H^{+ 1} C l^{- 1} + P b^{+ 4} O_{2}^{- 2} \to P b^{+ 2} C l_{2}^{- 1} + C l_{2}^{0} + H_{2}^{+ 1} O^{- 2}$

Biểu diễn các quá trình oxi hóa, quá trình khử và tìm hệ số:

Pb⁺⁴+ 2e → Pb⁺²

Cl⁻¹ → Cl⁰ + 1e

1x

2x

Pb⁺⁴+ 2e → Pb⁺²

Cl⁻¹ → Cl⁰ + 1e

⇒ Pb⁺⁴+ 2Cl⁻¹ → Pb⁺² + 2Cl⁰

Phương trình hoá học:

4HCl + PbO₂ → PbCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Ví dụ 2. Lập phương trình hóa học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

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

Hướng dẫn cân bằng phương trinh phản ứng

a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

Fe⁺²→ Fe⁺³

S^-2 → S⁺⁶

N⁺⁵ → N⁺¹

(Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng)

b. 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.

c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:

8FeS + 42HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 9N₂O + 8H₂SO₄ + 13H₂O

Ví dụ 3. Cho phản ứng: Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + N₂O + N₂ + H₂O (biết tỉ lệ mol của N₂O : N₂ = 2 : 3)

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

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

$Zn^{0} + HN^{+5} O_{3} → Zn^{+2}(NO_{3})_{2} + N^{+1}_{2}O + N^{0}_{2} + H_{2}O$ $Z n^{0} + H N^{+ 5} O_{3} \to Z n^{+ 2} (N O_{3})_{2} + N_{2}^{+ 1} O + N_{2}^{0} + H_{2} O$

Chất khử: Zn

Chất oxi hóa: HNO₃

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

(tỉ lệ mol của N₂O : N₂ = 2 : 3)

Quá trình oxi hóa: $Zn^{0} → Zn^{+2}+ 2e$ $Z n^{0} \to Z n^{+ 2} + 2 e$

Quá trình khử: $10N^{+5} +46e→ 2N^{+1}_{2}O + 3N^{0}_{2}$ $10 N^{+ 5} + 46 e \to 2 N_{2}^{+ 1} O + 3 N_{2}^{0}$

+) Vì tỉ lệ mol của N₂O : N₂ là 2 : 3 ⇒ thêm 2 trước N₂O và thêm 3 trước N₂ sau đó tính tổng e nhận = 10.5 - 2.2.1 - 0 = 46

+) Chọn hệ số sao cho tổng e cho = tổng e nhận => nhân 23 ở quá trình cho e và nhân 1 ở quá trình nhận e

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

23×

1×

$Zn^{0} → Zn^{+2}+ 2e$ $Z n^{0} \to Z n^{+ 2} + 2 e$

$10N^{+5} +46e→ 2N^{+1}_{2}O + 3N^{0}_{2}$ $10 N^{+ 5} + 46 e \to 2 N_{2}^{+ 1} O + 3 N_{2}^{0}$

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

⇒ 23Zn + 56HNO₃ → 23Zn(NO₃)₂ + 2N₂O + 3N₂ + 28H₂O

Ví dụ 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

Hướng dẫn cân bằng phương trình oxi hóa khử

Fe₃^(+8/3)→ 3Fe⁽⁺³⁾ + 1e

N⁽⁺⁵⁾ + 3e →N⁽⁺²⁾

Fe₃O₄ là chất bị oxi hóa, HNO₃ vừa là môi trường vừa là chất bị khử.

Cứ 28 phân tử HNO₃ tham gia phản ứng chỉ có 1 phân tử đóng vai trò là chất bị khử, 27 phân tử còn lại đóng vai trò là môi trường.

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

Ví dụ 6. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau

K₂SO₃ + KMnO₄ + KHSO₄ → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

Hướng dẫn cân bằng phương trình oxi hóa khử

K₂S⁺⁴O₃ + KMn⁺⁷O₄ + KHSO₄→ K₂S⁺⁶O₄+ Mn⁺²SO₄ + H₂O

Quá trình oxi hóa: 5x

Quá trình khử: 2x

S^-4 → S⁺⁶ +2e

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺²

5K₂SO₃ + 2KMnO₄ + aKHSO₄ → bK₂SO₄ + 2MnSO₄ + cH₂O

(S) : 5 + a = b + 2

(K): 10 + 2 + a= 2b.

(H) : a = 2c

Giải hệ: a = 6; b = 9, c = 3

5K₂SO₃ + 2KMnO₄ + 6KHSO₄ → 9K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

VI. Các phương trình oxi hóa khử thường gặp

Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + H₂O + NO₂
Fe + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO+ H₂O
Fe + HNO₃→ Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O
Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂O
Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO+ H₂O
Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O
Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + N₂O + H₂O
Fe₃O₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
Al + H₂O + NaOH → NaAlO₂ + H₂
Ag + HNO₃ → AgNO₃ + NO + H₂O
Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O
Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O
Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + NO + H₂O
Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H2O
Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + H₂O
Fe₃O₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
FeO + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O
KMnO₄ + HCl = KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O
Ag + HNO₃ → AgNO₃ + NO + H₂O
Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NO + H₂O
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + SO₂ + H₂O
FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O
Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O
Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + N₂ + H₂O
Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O
Ag + HNO₃ → AgNO₃ + NO₂ + H₂O
Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + N₂O + H₂O
Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + N₂ + H₂O
Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + H₂O
Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + N₂O + H₂O
Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + NO + H₂O
Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + N₂ + H₂
SO₂ + KMnO₄ + H₂O → MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂SO₄
H₂S + FeCl₃ → S + FeCl₂ + HCl
H₂S + KMnO₄ → KOH + MnO₂+ S + H2O
H₂S + CuSO₄ → CuS + H₂SO₄
H₂S + H₂SO₄ → SO₂ + H₂O + S
H₂S + O₂ → SO₂ + H₂O
H₂S + Cl₂ + H₂O → H₂SO₄ + HCl
K₂Cr₂O₇ + HCl → CrCl₃ + KCl + Cl₂+ H₂O
C₆H₁₂O₆ + KMnO₄ + H₂SO₄ → MnSO₄+ H₂O + K₂SO₄ + CO₂
C₂H₂ + KMnO₄ + H₂O → (COOH)₂ + MnO₂ + KOH
C₂H₄ + KMnO₄ + H₂O → C₂H₄(OH)₂ + MnO₂ + KOH
NO + K₂CrO₇ + H₂SO₄ → HNO₃ + K₂SO₄ + H₂O + Cr₂(SO₄)₃
Fe₃O₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O
Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃+ NO₂ + H₂O
FeSO₄ + NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄
FeSO₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O
FeSO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
Fe(OH)₂+ HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O
Fe(OH)₂ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + H₂O
FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O
FeCO₃ + H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + CO₂ + H₂O
Fe(NO₃)₂ + HCl → Fe(NO₃)₃ + FeCl₃ + NO + H₂O
KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂+ Cl↑ + H₂O (1)
NH₃ + Br₂ → N₂ + HBr (2)
NH₃ + CuO $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ $\overset{t^{o}}{\to}$ Cu + N₂ + H₂O (3)
FeS₂ + O₂ $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ $\overset{t^{o}}{\to}$ Fe₂O₃ + SO₂ (4)
KClO₃ $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ $\overset{t^{o}}{\to}$ KCl + O₂↑ (5)
C₂H₄ + KMnO₄ + H₂O → C₂H₄(OH)₂ + MnO₂ + KOH
CH₃CH=CH₂ + KMnO₄ + H₂O → CH₃CH(OH)CH₂OH + MnO₂ + KOH
C₆H₅-CH=CH₂+ KMnO₄ → C₆H₅COOK + K₂CO₃ + MnO₂ + KOH + H₂O

(Tài liệu đang được hoàn thiện, mời các bạn học sinh theo dõi bài viết để có thể cập nhật những phương trình oxi hóa khử mới nhất)

-------------------

>> Mời các bạn tham khảo thêm một số tài liệu liên quan:

- Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10
- Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron

Chia sẻ, đánh giá bài viết

19

60.776

Bài trước

Bài sau

Chia sẻ bởi:
Nguyễn Thị Phương Tuyết
Nhóm:
VnDoc.com
Ngày: 21/03/2025

Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!

Đóng

79.000 / tháng

Mua ngay

Đặc quyền các gói Thành viên

PRO

Phổ biến nhất

PRO+

Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp

Tải tài liệu Trả phí + Miễn phí

Xem nội dung bài viết

Trải nghiệm Không quảng cáo

Làm bài trắc nghiệm không giới hạn

Tìm hiểu thêm

Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%

Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!