bg - phan ung oxh-khu - ctu

Giaùo khoa hoùa voâ cô Bieân soaïn: Voõ Hoàng Thaùi

© http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org Võ Hồng Thái

21

Chương trình Hóa học

III CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ

Nguyên tắc chung để cân bằng phản ứng oxi hóa khử là số điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa. III.1. PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (THĂNG BẰNG ELECTRON) Thực hiện các giai đoạn: + Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu bài yêu cầu bổ sung phản ứng, rồi mới cân bằng). + Tính số oxi hóa của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi hóa, chất khử. + Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (Phản ứng oxi hóa, phản ứng khử). Chỉ cần viết nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi, với số oxi hóa được để bên trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi hai bên bằng nhau. + Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa) bằng cách thêm hệ số thích hợp. + Phối hợp các phản ứng cho, nhận điện tử; các hệ số cân bằng tìm được; và phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu. + Cuối cùng cân bằng các nguyên tố còn lại (nếu có) như phản ứng trao đổi. Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử. Thí dụ 1 +7 +2 +2 +3 KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Chất oxi hóa Chất khử +7 +2 2 Mn +5e- Mn (phản ứng khử) +2 +3 5 2Fe -2e- 2Fe (Phản ứng oxi hóa) (+4) (+6) 2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O



22

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Thí dụ 2: +8/3 +5 +3 +2 Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O Chất khử Chất oxi hóa +8/3 +3 3 3Fe - e- 3Fe (Phản ứng oxi hóa) (+8) (+9) +5 +2 N + 3e- N (Phản ứng khử) 3Fe3O4 + HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O [ Trong 28 phân tử HNO3 của tác chất, chỉ có 1 phân tử là chất oxi hóa thật sự, còn 27 phân tử tham gia trao đổi (tạo môi trường axit, tạo muối nitrat)] Thí dụ 3: +2 -1 0 +3 -2 +4 -2 FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 Chất khử Chất oxi hóa Pirit sắt, Sắt (II) pesunfua +2 +3 2Fe -2e- 2Fe (Phản ứng oxi hóa) (+4) (+6) 2 -22e-

-1 +4 4S - 20e- 4S (Phản ứng oxi hóa) (-4) (+16)

0 -2 11 O 2 + 4e- 2O (Phản ứng khử)

(0) (-4) 4FeS2 + 11O2 t0 2Fe2O3 + 8SO2 Thí dụ 4: +2y/x +5 +3 +2 FexOy + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O Chất khử ⇐ Chất oxi hóa +2y/x +3 3 xFe - (3x-2y)e- xFe (Phản ứng oxi hóa) (+2y) (+3x) +5 +2 (3x-2y) N +3e- N (Phản ứng khử)



23

3FexOy + (3x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + H2O 3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O Thí dụ 5: +2y/x +5 +n +1 MxOy + HNO3 M(NO3)n + N2O + H2O chất khử ⇐ chất oxi hóa +2y/x +n 8 xM - (nx-2y)e- xM (Phản ứng oxi hóa) (+2y) (+nx) +5 +1 (nx-2y) 2N + 8e- 2N (Phản ứng khử) (+10) (+2) 8MxOy + (2nx-4y)HNO3 8xM(NO3)n + (nx-2y)N2O + H2O 8MxOy + (10nx-4y)HNO3 8xM(NO3)n + (nx-2y)N2O + (5nx-2y)H2O [ (2nx - 4y) phân tử HNO3 là chất oxi hóa thật sự, nó bị khử tạo (nx-2y) phân tử N2O; còn (10nx-4y) - (2nx- 4y) = 8nx phân tử HNO3 tham gia trao đổi, tạo môi trường axit, tạo muối nitrat, trong đó số oxi hóa của N không đổi] Thí dụ 6: 0 +5 +3 +2 +1 Al + HNO3 Al(NO3)3 + xNO + yN2O + H2O Chất khử Chất oxi hóa 0 +3 (3x+8y) Al -3e- Al (Phản ứng oxi hóa) +5 +2 xN +3xe- xN (Phản ứng khử) (+5x) (+2x)

3 + (3x+8y) e- +5 +1

2yN +8ye- 2yN (Phản ứng khử) (+10y) (+2y)

(3x+8y)Al + (3x+6y)HNO3 (3x+8y)Al(NO3)3 + 3xNO + 3yN2O + H2O (3x +8y)Al +(12x+30y)HNO3 (3x+8y)Al(NO3)3 + 3xNO + 3yN2O + (6x+15)H2O



24

Thí dụ 7: +2y/x +2 +2m/n +4 FexOy + CO t0 FenOm + CO2 Chất oxi hóa ⇐ Chất khử +2y/x +2m/n

nxFe + (2ny-2mx)e- nxFe (Phản ứng khử) (+2ny) (+2mx) +2 +4

(ny-mx) C -2e- C (Phản ứng oxi hóa) nFexOy + (ny-mx)CO xFenOm + (ny-mx)CO2 Thí dụ 8: +8/3 +5 +3 +2y/x Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NxOy + H2O Chất khử Chất oxi hóa +8/3 +3

(5x-2y) 3Fe - e- 3Fe (Phản ứng oxi hóa) (+8) (+9) +5 +2y/x

xN + (5x-2y)e- xN (Phản ứng khử) (+5x) (+2y)

(5x-2y)Fe3O4 + xHNO3 (15x-6y)Fe(NO3)3 + NxOy + H2O (5x-2y)Fe3O4 + (46x-18y)HNO3 (15x-6y)Fe(NO3)3 + NxOy + (23x-9y)H2O Thí dụ 9: -1 +6 +1 +3 CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4 CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Chất khử Chất oxi hóa -1 +1 3 C - 2e- C (Phản ứng oxi hóa) +6 +3 2Cr + 6e- 2Cr xN (Phản ứng khử) (+12) (+6) 3CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4 3CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 3CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 3CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O



25

Thí dụ 10: 0 +7 +4 +2 C6H12O6 + MnO4

- + H+ CO2 + Mn2+ + H2O Chất khử Chất oxi hóa 0 +4 5 6C - 24e- 6C (Phản ứng oxi hóa ) (0) (+24) +7 +2 24 Mn + 5e- Mn (Phản ứng khử ) 5C6H12O6 + 24MnO4

- + H+ 30CO2 + 24Mn2+ + H2O 5C6H12O6 + 24MnO4

- + 72H+ 30CO2 + 24Mn2+ + 66H2O

Thí dụ 11: +2 -1 +6 +3 +4

FeS2 + H2SO4(đ, nóng ) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Chất khử Chất oxi hóa +2 +3 2Fe - 2e- 2Fe (+4) (+6) -22e-

-1 +4 4S - 20e 4S (-4) (+6) +6 +4 11 S + 2e- S

2FeS2 + 11H2SO4 Fe2(SO4)3 + 15SO2 + H2O 2FeS2 + 14H2SO4 Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O Thí dụ 12: CnH2n + 1OH + K2Cr2O7 +H2SO4 CH3COOH + CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O (Cho biết số mol CH3COOH và CO2 tạo ra bằng nhau) Kết quả : 9 CnH2n + 1OH + 5n K2Cr2O7 + 20n H2SO4 3n CH3COOH + 3n CO2 + 5n Cr2(SO4)3 + 5n K2SO4 + (23n +9) H2O



26

Thí dụ 13: CxHyO + KMnO4 + HCl CH3-CHO + CO2 + MnCl2 + KCl + H2O (Cho biết số mol giữa CH3-CHO với CO2 là 1 : 1) Kết quả : 15CxHyO + (2x+ 3y -6)KMnO4 + (6x +9y -18)HCl 5xCH3-CHO + 5xCO2 + (2x +3y -6)MnCl2 + (2x+3y -6)KCl + (-7x +12y -9)H2O Thí dụ 14: CnH2n - 2 + KMnO4 + H2O KOOC-COOK + MnO2 + KOH Kết quả : 6CnH2n - 2 + (10n -4)KMnO4 + (4 -4n) H2O 3nKOOC-COOK + (10n -4)MnO2 + (4n -4)KOH Thí dụ 15: Zn + H2SO4 (đ, nóng ) ZnSO4 + SO2 + H2S + H2O (Tỉ lệ số mol n SO2 : n H2S = a : b) Kết quả : (a+4b)Zn + (2a+5b)H2SO4 (a+4b)ZnSO4 + aSO2 + bH2S + (2a+4b)H2O Thí dụ 16: K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O Kết quả : 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O



27

Ghi chú G.1. Phản ứng tự oxi hóa khử (Phản ứng tự oxi hóa tự khử) là một loại phản ứng oxi hóa

khử đặc biệt, trong đóï một chất vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử và có sự cho, nhận điện tử giữa các phân tử của cùng một chất. Nghĩa là phân tử chất này cho điện tử (đóng vai trò chất khử) đến một phân tử khác của cùng chất ấy (đóng vai trò chất oxi hóa). Trong thực tế thường gặp chỉ một nguyên tố trong phân tử có số oxi hóa thay đổi và hệ số nguyên đứng trước phân tử tác chất này ≥ 2.

Thí dụ : +4 +5 +2 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO Chất khử Axit nitric Nitô oxit Chất oxi hóa (2 phaân töû NO2 cho đieän töû, 1 phaân töû NO2 nhaän đieän töû) +4 +3 +5 2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O Chất oxi hóa i Natri nitrit Natri nitrat Chất khử (1 phaân töû NO2 cho đieän töû, 1 phaân töû NO2 nhaän đieän töû) 0 0 +1 -1 H-CHO + H-CHO t0, Xt O=CH-CH2-OH Chất khử Chất oxi hóa (2H-CHO)

G.2. Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử là một phản ứng oxi hóa khử đặc biệt, trong đó một

chất vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử và có sự cho, nhận điện tử ngay trong một phân tử chất đó. Thường gặp hai nguyên tố khác nhau trong phân tử có số oxi hóa thay đổi. Nhưng cũng có trường hợp chỉ một nguyên tố trong phân tử có số oxi hóa thay đổi (nguyên tử này cho điện tử và nguyên tử của cùng nguyên tố ấy trong cùng phân tử nhận điện tử).

Thí dụ : +7 -2 +6 +4 0 2KMnO4 t0 K2MnO4 + MnO2 + O2 Chất oxi hóa Kali manganat Mangan đioxit Oxi Chất khử (Mn nhận điện tử, O cho điện tử trong cùng phân tử KMnO4) +6 -2 +6 +3 0 2 K2Cr2O7 t0 2K2CrO4 + Cr2O3 + 3/2O2 Chất oxi hóa Kali cromat Crom(III) oxit Chất khử (Cr nhận điện tử, O cho điện tử trong cùng phân tử K2Cr2O7) +5 -2 -1 0 2KClO3 MnO2 , t0 2KCl + 3O2



28

Chất oxi hóa Chất khử 0 -1 +1 Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O Chất oxi hóa Natri clorua Natri hipoclorit Chất khử (Nguyên tử Cl này cho điện tử và nguyên tử Cl kia trong cùng phân tử Cl2 nhận điện) -2 -2 -3 -1 CH2 = CH2 + H2O H3PO4, t0, p CH3-CH2-OH Tâm oxi hóa T âm kh ử Bài tập 10 Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử: 1) Fe3O4 + H2SO4(đ, nóng ) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 2) FexOy + H2 t0 FenOm + H2O 3) Ca3(PO4)2 + SiO2 + C t0 P4 + CO + CaSiO3 4) MxOy + H2SO4(đ, nóng ) M2(SO4)n + SO2 + H2O 5) NaCrO2 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O 6) Zn + HNO3(l) Zn(NO3)2 + xNO2 + yNO + H2O Bài tập 10’ Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp thăng bằng electron: 1) C12H22O11 + MnO4

- + H+ CO2 + Mn2+ + H2O 2) CnH2n + 1CHO +KMnO4+H2SO4 CH3COOH + CO2 +MnSO4+K2SO4 +H2O

(n CH3COOH : n CO2 = 1 : 1) 3) Zn + KNO3 + KOH K2ZnO2 + NH3 + H2O 4) Al + KNO2 + NaOH + H2O KAlO2 + NaAlO2 + NH3 5) Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2 O 6) CnHmO + KMnO4 + H2SO4 CH3CHO + CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O (n CH3CHO : n CO2 = 1 : 1)



29

III. 2. PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ION - ĐIỆN TỬ Thực hiện các bước sau đây: + Viết phương trình phản ứng với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu chưa có phản ứng sẵn). + Tính số oxi hóa của các nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi hóa, chất khử. + Viết dưới dạng ion chất nào phân ly được thành ion trong dung dịch. (Chất nào không phân ly được thành ion như chất không tan, chất khí, chất không điện ly, thì để nguyên dạng phân tử hay nguyên tử). Tuy nhiên chỉ giữ lại nhưng ion hay phân tử nào chứa nguyên tố có số oxi hóa thay đổi (ion hay phân tử nào chứa nguyên tố có số oxi hóa không thay đổi thì bỏ đi). + Viết các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (chính là các phản ứng oxi hóa, phản ứng khử). Viết nguyên cả dạng ion hay phân tử, với số oxi hóa để bên trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi hai bên bằng nhau. + Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa) bằng cách nhân hệ số thích hợp. Xong rồi cộng vế với vế các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử. + Cân bằng điện tích. Điện tích hai bên phải bằng nhau. Nếu không bằng nhau thì thêm vào ion H+ hoặc ion OH- tùy theo phản ứng được thực hiện trong môi trường axit hoặc bazơ. Tổng quát thêm H+ vào bên nào có axit (tác chất hoặc sản phẩm); Thêm OH- vào bên nào có bazơ. Thêm H2O phía ngược lại để cân bằng số nguyên tử H (cũng là cân bằng số nguyên tử O). + Phối hợp hệ số của phản ứng ion vừa được cân bằng xong với phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu (Chuyển phản ứng dạng ion trở lại thành dạng phân tử). + Cân bằng các nguyên tố còn lại, nếu có, như phản ứng trao đổi.



30

Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion - điện tử: Thí dụ 1: +7 +2 +2 +3 KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Chất oxi hóa Chất khử MnO4

_ + Fe2+ Mn2+ + 2Fe3+ +7 +2 2 MnO4

- + 5e- Mn2+ (Phản ứng khử ) + +2 +3 5 2Fe2+ - 2e- 2Fe3+ (Phản ứng oxi hóa ) (+4) (+6)

2MnO4- + 10Fe2+ 2Mn2+ + 10Fe3+

Điện tích : 2(-1) + 10(+2) 2(+2) + 10(+3) +18 +34 + 16H+ + 8H2O 2KMnO4 + 10Fe2(SO4)3 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Thí dụ 2: +7 +4 +6 +6 KMnO4 + K2SO3 + KOH K2MnO4 + K2SO4 + H2O Chất oxi hóa Chất khử MnO4

- + SO32- MnO4

2- + SO42-

+7 +6 2 MnO4

- + e- MnO42- (Phản ứng khử )

+ +4 +6

SO32- - 2e- SO4

2- (Phản ứng oxi hóa ) 2MnO4

- + SO32- 2MnO4

2- + SO42-

Điện tích : 2(-1) + 1(-2) 2(-2) + 1(-2) - 4 - 6 2MnO4

- + SO32- + 2OH- 2MnO4

2- + SO42- + H2O

2KMnO4 + K2SO4 + 2KOH 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O



31

Thí dụ 3: +8/3 +6 +3 +4 Fe3O4 + H2SO4(đ, nóng ) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Chất khử Chất oxi hóa Fe3O4 + SO4

2- 2Fe3+ + SO2 +8/3 +3 2Fe3O4 - 2e- 6Fe3+ (Phản ứng oxi hóa ) (+16) (+18) + +6 +4

SO42- + 2e- SO2 (Phản ứng khử )

2Fe3O4 + SO4

2- 6Fe3+ + SO2 Điện tích : 2(0) + 1(-2) Điện tích : 6(+3) + 1(0) -2 +18 + 20 H+ + 10 H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4(đ, nóng ) 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Thí dụ 4: 0 +5 +3 -3 Al + KNO3 + KOH + H2O KAlO2 + NH3 Chất khử Chất oxi hóa Al + NO3

- AlO2- + NH3

0 +3 8 Al - 3e- AlO2

- + +5 -3 3 NO3

- + 8e- NH3

8Al + 3NO3- 8AlO2

- + 3NH3

Điện tích : 8(0) + 3(-1) Điện tích : 8(-1) + 3(0) -3 -8 + 5OH- + 2H2O 8Al + 3KNO3 + 5KOH + 2H2O 8KAlO2 + 3NH3



32

Thí dụ 5: +7 +4 +4 +6 KMnO4 + K2SO3 + H2O MnO2 + K2SO4 + KOH Chất oxi hóa Chất khử MnO4

- + SO32- MnO2 + SO4

2- +7 +4 2 MnO4

- + 3e- MnO2

+ +4 +6 3 SO3

2- - 2e- SO42-

2MnO4

- + 3SO32- 2MnO2 + 3SO4

2- Điện tích : 2(-1) + 3(-2) Điện tích : 3(-2) -8 -6 +H2O + 2 OH- 2KMNO4 + 3K2SO3 + H2O 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH Thí dụ 6: 0 +5 +2 +2 +1 Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NO + N2O + H2O Chất khử Chất oxi hóa (Tæ leä soá mol: n NO : n N2O = 3 : 2) Mg + NO3

- Mg2+ + 3NO + 2N2O + H2O 0 +2 25 Mg - 2e- Mg2+ (Phản ứng oxi hóa ) +5 +2 3NO3

- + 9e- 3NO (Phản ứng khử ) (+15) (+6) 2 25e- +5 +1 4NO3

- + 16e- 2N2O (Phản ứng khử ) (+20) (+4) 25Mg + 14NO3

- 25Mg2+ + 6NO + 4N2O Điện tích : 14(-1) Điện tích : 25(+2) -14 +50 + 64H+ + 32H2O 25Mg + 64HNO3 25Mg(NO3)2 + 6NO + 4N2O + 32H2O



33

Thí dụ 7: -2 +7 (2n - n)/n +4 CnH2n + KMnO4 + H2O CnH2n(OH)2 + MnO2 + KOH Chất khử ⇐ Chất oxi hóa CnH2n + MnO4

- CnH2n(OH)2 + MnO2 -2 (2 - 2n)/n 3 CnH2n + -(2-2n+2n)e- CnH2n(OH)2 (-2n) (2-2n) + +7 +4 2 MnO4

- + 3e- MnO2 3CnH2n + 2MnO4

- 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 Điện tích : 2(-1) Điện tích : 3(0) + 2(0) -2 0 + 4H2O + 2 OH- 3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH Thí dụ 8: +3 -1 +2 0 FeCl3 + KI FeCl2 + I2 + KCl Chất oxi hóa Chất khử Fe3+ + I- Fe2+ + I2 +3 +2 2 Fe3+ + e- Fe2+ (Phản ứng khử ) + -1 0

2I- - 2e- I2 (Phản ứng oxi hóa ) (-2) (0) 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 Điện tích : 2(+3) + 2(-1) Điện tích : 2(+2) + 1(0) +4 +4 2FeCl3 + 2KI 2FeCl2 + I2 + 2KCl



34

Thí dụ 9: +6 +4 +3 +6 Cr2O7

2- + SO32- + H+ Cr3+ + SO4

2- + H2O Chất oxi hóa Chất khử +6 +3 Cr2O7

2- + 6e- 2Cr3+ (Phản ứng khử ) (+12) (+6) + +4 +6

3 SO32- - 2e- SO4

2- (Phản ứng oxi hóa ) Cr2O7

2- + 3SO32- 2Cr3+ + 3SO4

2- Điện tích : -2 + 3(-2) Điện tích : 2(+3) + 3(-2) -8 0 + 8 H+ + 4H2O Cr2O7

2- + 3SO32- + 8 H+ 2Cr3+ + 3SO4

2- + 4H2O Bài tập 11 Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion - điện tử: 1) KMnO4 + KNO2 + H2SO4 MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O 2) Zn + HNO3 Zn(NO3)2 + NO2 + NO + H2O (Tỉ lệ thể tích:: VNO2 : VNO = 1 : 3) 3) Zn + KNO3 + KOH K2ZnO2 + NH3 + H2O 4) Cr2O7

2- + Fe2+ + H+ Cr3+ + Fe3+ + H2O 5) Mg + NO3

- + H+ Mg2+ + NH4+ + H2O

Bài tập 11’ Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion - điện tử: 1) Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + SO2 + H2S + H2O (Tỉ lệ số mol: nSO2 : nH2S = x : y) 2) FeO + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O 3) C6H12O6 + MnO4

- + H+ CO2 + Mn2+ + H2O 4) KMnO4 + K2SO3 + KHSO4 MnSO4 + K2SO4 + H2O 5) NaCrO2 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O 6) Fe2+ + SO4

2+ + H+ Fe3+ + SO2 + H2O



35

III.3. CÂN BẰNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ Thực hiện các bước sau: + Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu bài yêu cầu bổ sung phản ứng rồi mới cân bằng). + Đặt các hệ số bằng các chữ a, b, c, d, đứng trước các chất trong phản ứng. + Lập hệ phương trình toán học liên hệ giữa các hệ số này với nguyên tắc số nguyên tử của từng nguyên tố bên tác chất và bên sản phẩm bằng nhau. Nếu phản ứng ở dạng ion thì còn đặt thêm một phương trình toán nữa là điện tích bên tác chất và bên sản phẩm bằng nhau. + Giải hệ phương trình toán. Thường số phương trình toán lập được ít hơn một phương trình so với số ẩn số. Tuy nhiên ta có thể chọn bất cứ một hệ số nào đó bằng 1. Do đó có số phương trình toán bằng số ẩn số, nên sẽ giải được. Sau đó, nếu cần, ta nhân tất cả nghiệm số tìm được với cùng một số thích hợp để các hệ số đều là số nguyên. Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp đại số. Thí dụ 1: KMnO4 + HCl MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O aKMnO4 + bHCl cMnCl2 + dCl2 + eKCl + fH2O

K : a = e (1) Mn : a = c (2) O : 4a = f (3) H : b = 2f (4) Cl : b = 2c + 2d + e (5) (Có hệ 5 phương trình, 6 ẩn số) Chọn e = 1 (1) ⇒ a = 1 (2) ⇒ c = 1 (3) ⇒ f = 4 (4) ⇒ b = 8

(5) ⇒ d = 21 (b - 2c - e) =

21 [ 8 - 2(1) - 1] =

25

Nhân các nghiệm số với 2 ⇒ a = 2 b = 16 c = 2 d = 5 e =2 f = 8 ⇒ 2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O



36

Thí dụ 2: Cl2 + KOH(â) t0 KCl + KClO3 + H2O aCl2 + bKOH cKCl + dKClO3 + eH2O Cl : 2a = c + d (1) K : b = c + d (2) O : b = 3d + e (3) H : b = 2e (4) (Có hệ 4 phương trình toán, 5 ẩn số ) Chọn e = 1 (4) ⇒ b = 2 ; (3) ⇒ d = 1/3 ; (2) ⇒ c = 5/3 ; (1) ⇒ a = 1 Nhân các nghiệm số tìm được với 3 ⇒ a = 3 b = 6 c = 5 d = 1 e = 3 ⇒ 3Cl2 + 6KOH(â) t0 5KCl + KClO3 + 3H2O Thí dụ 3: Mg + HNO3(rất loãng) Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O aMg + bHNO3(rất loãng) cMg(NO3)2 + dNH4NO3 + eH2O Mg : a = c (1) H : b = 4d + 2e (2) N : b = 2c + 2d (3) O : 3b = 6c + 3d + e (4) Chọn c = 1 (1) ⇒ a = 1 So sánh (2), (3) ⇒ 4d + 2e = 2c + 2d ⇒ 2d + 2e = 2c ⇒ 2d + 2e = 2(1) ⇒ 2d + 2e = 2 ⇒ d + e = 1 (2’) So sánh (3), (4) ⇒ 3(2c + 2d) = 6c + 3d + e ⇒ 6c + 6d = 6c + 3d + e ⇒ 3d - e = 0 (3’) Hệ 2 phương trình (2'), (3'), 2 ẩn số e, d: d + e = 1 (2’) 3d - e = 0 (3’)

Giải ⇒ d = 41

e = 43 (3) ⇒ b = 2(1) + 2(

41 )=

25



37

Nhân tất cả nghiệm với 4 ⇒ a = 4 b = 10 c = 4 d = 1 e = 3 ⇒ 4Mg + 10HNO3(rất loãng) 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Thí dụ 4: Cu + NO3

- + H+ Cu2+ + NO + H2O aCu + bNO3

- + cH+ dCu2+ + eNO + fH2O Cu : a = d (1) N : b = e (2) O : 3b = e + f (3) H : c = 2f (4) Điện tích : -b + c = +2d (5) Chọn e = 1 (2) ⇒ b = 1 (3) ⇒ f = 2 (4) ⇒ c = 4 (5) ⇒ d = 3/2 (1) ⇒ a = 3/2 Nhân tất cả nghiệm số tìm được với 2 ⇒ a = 3 b = 2 c = 8 d = 3 e = 2 f = 4 ⇒ 3Cu + 2NO3

- + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Thí dụ 5: C12H22O11 + MnO4

- + H+ CO2 + Mn2+ + H2O aC12H22O11 + bMnO4

- + cH+ dCO2 + eMn2+ + fH2O C : 12a = d (1) H : 22a + c = 2f (2) O : 11a + 4b = 2d + f (3) Mn : b = e (4) Điện tích : -b + c = +2e (5) Chọn e = 1



38

(4) ⇒ b = 1 (5)⇒ c = 3 Thế d = 12a (1); b = 1 vào (3) ⇒ 11a + 4(1) = 2(12a) + f ⇒ 13a + f = 4 (3’) Thế c = 3 vào (2) ⇒ 22a + 3 = 2f ⇒ -22a + 2f = 3 (2’) Hệ 2 phương trình (2'), (3'), 2 ẩn số a, f: -22a + 2f = 3 (2’) 13a +f = 4 (3’)

Giải ⇒ a = 485 ; f =

48127

(1) ⇒ d = 12(485 ) =

4860

Nhân tất cả nghiệm số với 48 ⇒ a = 5 b = 48 c = 144 d = 60 e = 48 f = 127 ⇒ 5C12H22O11 + 48MnO4

- + 144H+ 60CO2 + 48Mn2+ + 127H2O Thí dụ 6: FexOy + HCl FeCl2 + FeCl3 + H2O aFexOy + bHCl cFeCl2 + dFeCl3 + eH2O Fe : xa = c + d (1) O : ya = e (2) H : b = 2e (3) Cl : b = 2c + 3d (4) Chọn e = 1

(3) ⇒ b = 2

(2) ⇒ a = y1 Theá a, b vào (1), (4) ⇒ c + d =

yx (1’)

2c + 3d = 2 (4’)

Giải ⇒ c =yx3 - 2 ; d = 2 -

yx2

Nhân tất cả nghiệm số với y ⇒ a = 1 b = 2y c = 3x - 2y d = 2y - 2x e = y



39

⇒ FexOy + 2yHCl (3x - 2y)FeCl2 + (2y - 2x)FeCl3 + yH2O Thí dụ 7: Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O aNa2SO3 + bKMnO4 + cNaHSO4 dNa2SO4 + eMnSO4 + fK2SO4 + gH2O Na : 2a + c = 2d (1) S : a + c = d + e +f (2) O : 3a + 4b + 4c = 4d + 4e + 4f + g (3) K : b = 2f (4) Mn : b = e (5) H : c = 2g (6) (Hệ 6 phương trình, 7 ẩn số) Chọn f = 1 (4) ⇒ b = 2

(5) ⇒ e = 2 Thế c = 2g vào (1), (2), (3) ⇒ 3 phöông trình, 3 aån soá a, d, g e = 2 (1) ⇒ 2a + 2g = 2d ⇒ a + g = d (1’) f = 1 (2) ⇒ a + 2g = d + 2 +1 ⇒ a + 2g -3 = d (2’) b = 2 (3) ⇒ 3a + 8 + 8g = 4d + 8 + 4 + g ⇒ 3a + 7g - 4 = 4d (3’) (2’) - (1’) ⇒ loại a, d ⇒ g = 3 (1’) ⇒ a - d = -3 (1’’) (3’) ⇒ 3a - 4d = -17 (3’’) Giải hệ hai phương trình (1’’), (3’’) ⇒ a = 5 ; d = 8 (6) ⇒ c = 6 Tìm được các nghiệm số: a = 5 ; b = 2 ; c = 6 ; d = 8 ; e = 2 ; f = 1 ; g = 3 ⇒ 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 6NaHSO4 8Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O Bài tập 12 Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp đại số: a. Al + NO2

- + OH- + H2O AlO2- + NH3

b. MxOy + HBr MBr2 + MBr3 + H2O c. Fe3O4 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O d. FeS2 + H2SO4(đ, nóng ) Fe2(SO4)3 + SO 2 + H2O



40

Bài tập 12’ Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp đại số: a. FeO + H2SO4(đ, nóng ) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O b. MxOy + HNO3 M(NO3)n + NO + H2O c. NO2

- + MnO4- + H+ NO3

- + Mn2+ + H2O d. FexOy + CO t0 FemOn + CO2 CÂU HỎI ÔN PHẦN III Nêu nguyên tắc chung để cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Tại sao gọi phản ứng cho điện tử cũng là phản ứng oxi hóa? Tại sao gọi phản ứng nhận điện tử là phản ứng khử? Tại sao nói nhận diện chất oxi hóa, chất khử góp phần cân bằng phản ứng oxi hóa khử dễ dàng hơn? Sử dụng phương pháp cân bằng đại số trong trường hợp nào? +3 Khi Fe3+ , Fe , Fe(III) có khác nhau không? Cho thí dụ minh họa. Phản ứng oxi hóa nội phân tử là phản ứng như thế nào? Cho hai thí dụ minh họa. Thế nào là phản ứng tự oxi hóa khử? Cho hai thí dụ. Phân biệt phản ứng tự oxi hóa khử với phản ứng oxi hóa khử nội phân tử. Cho thí dụ minh họa.

+7 0 +4

Hãy cho biết ý nghĩa khi viết:: Mn, Mn, Mn, Mn(II), Mn(VII), Mn2+, MnO4-

Hãy tóm gọn các giai đoạn để cân bằng một phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân bằng

điện tử. Cho thí dụ minh họa bằng một phản ứng cụ thể.

Hãy viết gọn các giai đoạn để cân bằng một phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân bằng

ion - điện tử. Cho thí dụ.



41

Nêu các bước để cân bằng một phản ứng theo phương pháp đại số. Cho thí dụ minh họa.

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân bằng ion - điện tử sẽ nhanh hơn trong

trường hợp nào? Cho thí dụ minh họa.

Trong phương pháp cân bằng ion - điện tử nếu không biết phản ứng được thực hiện trong môi

trường axit hay bazơ thì làm thế nào để cân bằng điện tích? Cho thí dụ.

Cân bằng mỗi phản ứng sau đây theo ba phương pháp (cân bằng điện tử, cân bằng ion - điện tử

và đại số). Nhận xét ưu, khuyết điểm của từng phương pháp.

a. Cu + NO3- + H+ Cu2+ + NO + H2O

b. Cl2 + KOH(â) t0 KCl + KClO3 + H2O

c. FexOy + HCl FeCl2 + FeCl3 + H2O

d. K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O

e. FexOy + CO t0 FenOm + CO2

Khi nào không viết được một chất ở dạng ion? Cho thí dụ. Trong phương pháp cân bằng đại số có nhận diện được chất oxi hóa, chất khử hay không? Có nhất thiết phải làm từng bước như đã hướng dẫn khi cân bằng một phản ứng oxi hóa khử hay không? Chú ý: Chỉ khi nào đầu bài yêu cầu cân bằng theo phương pháp cụ thể nào đó thì ta mới thực hiện các giai đoạn để cân bằng phản ứng theo đúng phương pháp yêu cầu. Còn khi đầu bài không yêu cầu theo phương pháp nào (như trong bài toán hóa học) thì ta cân bằng theo cách nào cũng được, càng nhanh càng tốt. Thường ta thực hiện trực tiếp trên phản ứng vừa viết với nguyên tắc số oxi hóa tăng bằng số oxi hóa giảm. Theo chương trình phổ thông, chú ý phương pháp cân bằng điện tử.

Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái

http://vietsciences.free.fr http://vietsciences.org Võ Hồng Thái

212

II. Các chất khử thường gặp II.1. Kim loại Tất cả kim loại đều là chất khử. Kim loại bị khử tạo thành hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa dương. Phản ứng nào có kim loại tham gia thì đó là phản ứng oxi hóa khử và kim loại luôn luôn đóng vai trò chất khử. Kim loại có thể khử các phi kim, axit thông thường, nước, axit có tính oxi hóa mạnh, muối của kim loại yếu hơn, oxit của kim loại yếu hơn, dung dịch kiềm,… a. Kim loại khử phi kim (F2, Cl2, Br2, I2, O2, S, N2, P, C, Si, H2) tạo muối hay oxit Thí dụ: 0 0 +3 -1 Fe + 3/2Cl2 →

0t FeCl3 Sắt Clo Sắt (III) clorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +2 -2

Fe + S →0t FeS

Sắt Lưu huỳnh Sắt (II) sunfua (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +8/3 -2

3Fe + 2O2 →0t Fe3O4

Sắt Oxi Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) Khi đốt nóng, sắt cháy trong oxi theo phản ứng trên. Khi sử dụng các công cụ bằng thép, khi gia công thép, những tia lửa sáng bắn tóe ra là những vảy hạt sắt từ oxit (Fe3O4) được đốt nóng trắng. Trong không khí ẩm, hay trong nước có hòa tan oxi, sắt bị gỉ (rỉ) dễ dàng theo phản ứng: 0 0 +3 -2

2Fe + 3/2O2 + nH2O → Fe2O3.nH2O hay: Fe + 3/4O2 + 3/2H2O → Fe(OH)3 0 0 +3 -1

Al + 3/2X2 → AlX3 Nhôm Halogen Nhôm halogenua (X2: F2, Cl2, Br2, I2) (Chất khử) (Chất oxi hóa) Nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với halogen (flo, clo, brom, iot), mức độ mãnh liệt giảm dần từ F2 đến I2. I2 cần có H2O làm xúc tác. 2Al + 3/2O2 → Al2O3 Bột nhôm cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói và tỏa ra lượng nhiệt lớn


213

213

0 0 +3 -2

2Al + 3S →0t Al2S3

Nhôm sunfua Al2S3 chỉ hiện diện ở dạng rắn, trong dung dịch nước nó bị thủy phân hoàn toàn, tạo nhôm hiđroxit và khí hiđro sunfua: Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S 2Al + N2 →

0t 2AlN (Nhôm nitrua) 4Al + 3C →

0t Al4C3 (Nhôm cacbua) Al + P →

0t AlP (Nhôm photphua) Al + H2 →

0t Cr + 3/2F2 → CrF3 (Chỉ F2 mới tác dụng với Cr ở nhiệt độ thường, các phi kim khác tác dụng Cr ở nhiệt độ cao)

Cr + 3/2Cl2 →0t CCl3 [ Crom (III) clorua ]

2Cr + 3S →

0t Cr2S3 Cr + 1/2N2 →

0t CrN [ Crom (III) nitrua ] 2Cr + 3/2O2 →

0t Cr2O3 [ Crom (III) oxit ] Cr + P →

0t CrP [ Crom (III) photphua ] Cu + 1/2O2(dư) →

0t CuO Đồng Oxi Đồng (II) oxit (màu đỏ) (màu đen) 2Cu + 1/2O2(thiếu) →

0t Cu2O Đồng (I) oxit (màu đỏ gạch) Cu + S →

0t CuS [ Đồng (II) sunfua ]

2Cu + S →0t Cu2S [ Đồng (I) sunfua ]

Cu + Cl2 →

0t CuCl2 Cu + H2 →

0t


214

214

Cu + N2 →

0t Cu + C →

0t 3Cu + P →

0t Cu3P [ Đồng (I) photphua , Phosphur đồng (I)] 4Cu + Si →

0t Cu4Si [Đồng (I) silixua, Silicur đồng (I)]

Ag + O2 →0t

Ag + H2 →

0t 2Ag + S →

0t Ag2S (Bạc sunfua, Sulfur bạc, có màu đen) Ag + 1/2Cl2 →

0t AgCl Ag + N2 →

0t Ag + C →

0t Ag + Si →

0t Zn + H2 →

0t Zn + 1/2O2 →

0t ZnO (Kẽm oxit, Oxid kẽm) Zn + S →

0t ZnS (Kẽm sunfua, Sulfur kẽm) Zn + Cl2 → ZnCl2 Zn + N2 →

0t 3Zn + 2P →

0t Zn3P2 (Kẽm photphua, Phosphur kẽm, Thuốc chuột) Zn + C →

0t Zn + Si →

0t


215

215

2Na + 1/2O2 → Na2O (Natri oxit. Natri cháy cho ngọn lửa màu vàng) 2Na + O2(dư) → Na2O2 (Natri peoxit, Peroxid natrium) Na + 1/2Cl2 → NaCl Na + 1/2H2 →

0t NaH (Natri hiđrua, Hidrur natrium) 2Na + S → Na2S (Kim loại kiềm tác dụng ngay với bột lưu huỳnh ở nhiệt độ thường) 3Na + 1/2N2 →

0t Na3N (Natri nitrua, Nitrur natrium) 3Na + P →

0t Na3P (Natri photphua) Ca + 1/2O2 → CaO (Canxi oxit, Oxid calcium) Ca(nóng chảy) + H2 →

0t CaH2 (Canxi hiđrua) Ca + Cl2 → CaCl2

Ca + S →0t

CaS 3Ca + N2 →

0t Ca3N2 (Canxi nitrua) 3Ca + 2P →

0t Ca3P2 (Canxi photphua) Ca + 2C →

0t CaC2 (Canxi cacbua, Carbur calcium) 2Ca + Si →

0t Ca2Si (Canxi silixua) Mn + Cl2 →

0t MnCl2 (Man gan (II) clorua, Clorur mangan (II)) Mn + S →

0t MnS 3Mn + N2 →

0t Mn3N2 (Mangan (II) nitrua) 2Mn + Si →

0t Mn2Si (Mangan (II) silixua) Mn + H2 →

0t


216

216

3Mn + 2P →

0t Mn3P2 (Mangan (II) photphua) Mn + O2 →

0t MnO2 (Mangan đioxit) Ag + H2 →

0t Ag + O2 →

0t 2Ag + Cl2 →

0t 2AgCl Ag + C →

0t Ag + Si →

0t Hg + H2 →

0t Hg + 1/2O2 →

0t HgO (Thủy ngân (II) oxit, có màu đỏ hay vàng) Hg + S → HgS Hg + Cl2 → HgCl2 Hg + H2 →

0t Hg + N2 →

0t 3Hg + 2P →

0t Hg3P2 (Thủy ngân (II) photphua) Hg + C, Si →

0t Pb + 1/2O2 →

0t PbO (Chì (II) oxit)

Pb + S →0t PbS

Pb + Cl2 →

0t PbCl2 Pb + 2H2 → C0800 PbH4 (Chì (IV) hiđrua)


217

217

b. Kim loại khử ion H+ của axit thông thường, tạo muối và khí hiđro.

Kim loại đứng trước H trong dãy thế điện hoá khử được ion H+ của axit thông thường tạo khí hiđro (H2), còn kim loại bị oxi hoá tạo muối. K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au

Thí dụ: 0 +1 +2 0

Fe + H2SO4(l) → FeSO4 + H2 Sắt Axit sunfuric (loãng) Sắt (II) sunfat Khí hiđro (Chất khử) (Chất oxi hóa) Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2H2 Cu + HCl → Na + CH3COOH → CH3COONa + 1/2H2 Hg + HBr → Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 Ca + 2HBr → CaBr2 + H2 Ag + H2SO4(l) → Zn + 2HCOOH → Zn(HCOO)2 + H2 Kẽm Axit fomic Kẽm fomiat Hiđro c. Kim loại kiềm, kiềm thổ khử được nước ở nhiệt độ thường, tạo hiđroxit kim loại và

khí hiđro.

Kim loại kiềm: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Kim loại kiềm thổ: Ca, Sr, Ba, Ra Thí dụ: 0 +1 +1 0 Na + H2O → NaOH + 1/2H2 Natri Nước Natri hiđroxit Hiđro (Chất khử) (Chất oxi hóa) K + H2O → KOH + 1/2H2 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2


218

218

d. Trên nguyên tắc, các kim loại đứng trước H trong dãy thế điện hoá có thể khử được

hơi nước ở nhiệt độ cao, tạo oxit kim loại và khí hiđro.

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au Thí dụ: 0 +1 +2 0 Zn + H2O →

0t ZnO + H2 Kẽm Hơi nước Kẽm oxit Khí hiđro (Chất khử) (Chất oxi hóa)

3Fe + 4H2O →< C0570 Fe3O4 + 4H2 Fe + H2O →> C0570 FeO + H2 Mg + H2O →

0t MgO + H2 2Cr + 3H2O →

0t Cr2O3 + 3H2

e. Kim loại (trừ vàng, bạch kim) khử được axit có tính oxi hoá mạnh [HNO3, H2SO4 (đặc, nóng)] tạo muối, khí NO2, NO hay SO2 và H2O.

Thí dụ: 0 +5 +3 +4 Fe + 6HNO3(đ,nóng) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Sắt Axit nitric đậm đặc nóng Sắt (III) nitrat Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) Fe + 4HNO3(l) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2Fe + 6H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu + 2H2SO4(đ, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O 3Ag + 4HNO3(l) → 3AgNO3 + NO + 2H2O Ag + 2HNO3(đ) → AgNO3 + NO2 + H2O Ag + H2SO4(l) →


219

219

2Ag + 2H2SO4(đ, nóng) → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 4HNO3(đ) → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O f. Kim loại mạnh (trừ kim loại kiềm, kiềm thổ) khử được ion kim loại yếu hơn trong

dung dịch muối.

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au Thí dụ: 3Mg + 2AlCl3(dd) → 3MgCl2 + 2Al 0 +3 +2 0

3Mg + 2Al3+ → 3Mg2+ + 2Al Magie dd muối nhôm Muối magie Kim loại nhôm (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Chất oxi hoá) (Chất khử) Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử: Mg > Al Tính oxi hóa: Al3+ > Mg2+ Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Cu + FeCl2 → Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 Fe(dư) + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + 3AgNO3(dư) → Fe(NO3)3 + 3Ag Ni + FeSO4 → Ni + Fe2(SO4)3 → NiSO4 + 2FeSO4 Zn + Fe(CH3COO)2 → Zn(CH3COO)2 + Fe Zn + FeS → Fe + ZnCl2 → 3Zn(dư) + 2FeCl3 → 3ZnCl2 + 2Fe Zn + 2FeCl3(dư) → ZnCl2 + 2FeCl2 Na + CuSO4(dd) → Na2SO4 + Cu


220

220

Na + H2O → NaOH + 1/2H2 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4 Ca + FeCl3(dd) → CaCl2 + Fe Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 3Ca(OH)2 + 2FeCl3 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2

g. Kim loại mạnh khử được oxit kim loại yếu hơn ở nhiệt độ cao (Thường gặp nhất là phản ứng nhiệt nhôm).

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au Thí dụ: 0 +3 +3 0

2Al + Fe2O3 →0t Al2O3 + 2Fe

Nhôm Sắt (III) oxit Nhôm oxit Sắt (Chất khử) (Chất oxi hóa) 2Al + 3CuO →

0t Al2O3 + 3Cu Al + MgO →

0t 4Al + 3MnO2 →

0t 2Al2O3 + 3Mn 3Mg + Al2O3 →

0t 3MgO + 2Al 2Mg + TiO2 →

0t 2MgO + Ti 3Mg + Cr2O3 →

0t 3MgO + 2Cr h. Các kim loại có oxit lưỡng tính (trừ Cr, gồm Al, Zn, Be, Sn, Pb) khử được dung

dịch kiềm, tạo muối và khí hiđro.

0 +1 +3 0

Al + OH− + H2O → AlO2− + 3/2H2

Nhôm Dung dịch kiềm Muối aluminat Khí hiđro (Chất khử) (Chất oxi hóa) Zn + 2OH− → ZnO2

2− + H2 Kẽm Muối zincat Be + 2OH− → BeO2

2− + H2 Berili Muối berili


221

221

Sn + 2OH− →

0t SnO22− + H2

Thiếc Muối stanit Pb + 2OH− →

0t PbO22− + H2

Chì Muối plumbit Cr + OH− + H2O →

Crom

II.2. Hợp chất của kim loại trong đó kim loại có số oxi hóa trung gian, mà thường gặp là Fe(II) [như FeO, Fe(OH)2, FeSO4, FeCl2, Fe(NO3)2, Fe2+, FeS, FeS2], Fe3O4, Cr(II), Cu2O. Các chất khử này bị oxi hóa tạo thành hợp chất của kim loại đó có số oxi hóa cao hơn.

Thí dụ: +2 0 +3 -2

2FeO + 1/2O2 →0t Fe2O3

Sắt (II) oxit Oxi Sắt (III) oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) 3FeO + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 2FeO + 4H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3 (Màu trắng hơi xanh lục) (KK) (Màu nâu đỏ) 2Fe(OH)2 + 1/2O2 →

0t Fe2O3 + 2H2O +2 0 +3 -1

2Fe(OH)2 + Cl2 + 2NaOH → 2Fe(OH)l3 + 2NaCl (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 +1 +3 -1

2Fe(OH)2 + NaClO + H2O → 2Fe(OH)3 + NaCl 3Fe(OH)2 + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O FeCl2 + 1/2Cl2 → FeCl3 2Fe3O4 + 10H2SO4(đ, nóng) → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O


222

222

FeCO3 + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O 2FeS + 9/2O2 →

0t Fe2O3 + 2SO2 FeS2 + 18HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 + 7H2O 2FeS2 + 14H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O 2CrO + 1/2O2 →

0t Cr2O3 +2 0 +3 -2

2Cr(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Cr(OH)3 Crom (II) hiđroxit Không khí Crom (III) hiđroxit (có màu vàng nâu) (có màu xanh rêu) (Chất khử) (Chất oxi hóa) Cr2+ khử được ion H+ của dung dịch axit thông thường tạo khí H2, còn Cr2+ bị oxi

hóa tạo Cr3+ Cr2+ + 2H+ → Cr3+ + H2 Cu2O + 1/2O2 →

0t 2CuO Cu2O + 3H2SO4(đ,nóng) →

0t 2CuSO4 + SO2 + 3H2O 3Cu2O + 14HNO3(l) → 6Cu(NO3)2 + 2NO + 7H2O II.3. Một số phi kim, như H2, C, S, P, Si, N2, Cl2. Các phi kim này bị oxi hóa tạo thành

hợp chất của phi kim, trong đó phi kim có số oxi hóa dương. Các chất oxi hóa thường dùng để oxi hóa các phi kim là oxit kim loại, oxi, HNO3, H2SO4(đặc, nóng).

Thí dụ: 0 0 +1 -2

H2 + 1/2O2 →0t H2O

Hiđro Oxi Nước H2 + CuO →

0t H2O + Cu H2 + Al2O3 →

0t 3H2 + Fe2O3 →

0t 3H2O + 2Fe


223

223

C + 1/2O2(thiếu) →0t CO

C + O2(dư) →

0t CO2 C + Fe2O3 →

0t CO2 C + MgO →

0t C + ZnO →

0t CO + Zn C + 4HNO3(đ) →

0t CO2 + 4NO2 + 2H2O C + 2H2SO4(đ) →

0t CO2 + 2SO2 + 2H2O 0 0 +4 -2

C + 2S →0t CS2

Chất khử Chất oxi hoá Cacbon đisunfua C + H2O → caot 0 CO + H2 C + 2H2O → caot 0 CO2 + 2H2

C + CO2 → caot0

2CO 9C + 3Fe2O3 → caot 0 9CO + 6Fe 3C + 2KClO3 →

0t 3CO2 + 2KCl C + 2KNO3 →

0t CO2 + 2KNO2 C + 2Cu(NO3)2 →

0t CO2 + 2CuO + 4NO2 2C(dư) + Cu(NO3)2 →

0t 2CO + Cu + 2NO2 C + AgNO3 →

0t CO + Ag + NO2 0 0 +4 -2

S + O2 →0t SO2

Lưu huỳnh Oxi Khí sunfurơ; Lưu huỳnh đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa)


224

224

S + Cl2 →0t SCl2

S + 2HNO3(l) → H2SO4 + 2NO S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O S + 2H2SO4(đ, nóng) → 3SO2 + 2H2O S + H2SO4(l) → 3S + 2KClO3 →

0t 3SO2 + 2KCl S + 2KNO3 →

0t SO2 + 2KNO2 6S + 8K2Cr2O7 →

0t 6SO2 + 4Cr2O3 + 8K2CrO4 0 0 +5 -2

4P + 5O2 → 2P2O5 Photpho Oxi Anhiđrit photphoric; Điphotpho pentaoxit 4P + 3O2(thiếu) → 2P2O3 2P + 5Cl2(dư) →

0t 2PCl5 2P + 3Cl2(thiếu) →

0t 2PCl3 3P + 5HNO3(l) + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO P + 5HNO3(đ) → H3PO4 + 5NO2 + H2O P + H2SO4(l) → 2P + 5H2SO4(đ, nóng) → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O 6P + 5KClO3 →

0t 3P2O5 + 5KCl 2P + 5KNO3 →

0t P2O5 + 5KNO2 6P + 10K2Cr2O7 →

0t 3P2O5 + 5Cr2O3 + 10K2CrO4 Si + O2 →

0t SiO2


225

225

Si + 2F2 → SiF4 Si + 2KOH + H2O → K2SiO3 + 3/2H2 Si + 2H2O → C0800 SiO2 + 2H2 Si + 2Cl2 → C0500 SiCl4 N2 + O2 → C03000 2NO Cl2 + H2O → HCl + HclO II.4. Một số hợp chất của phi kim, trong đó phi kim có số oxi hóa trung gian, như

CO, NO, NO2, NO2−, SO2, SO3

2−, Na2S2O3, FeS2, P2O3, C2H4, C2H2,…Các hợp chất này bị oxi hóa tạo thành hợp chất của phi kim trong đó phi kim có số oxi hóa cao hơn.

Thí dụ: +2 0 +4 -2 CO + 1/2O2 →

0t CO2 Cacbon oxit Oxi Cacbon đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) CO + 3Fe2O3 →

0t CO2 + 2Fe3O4 CO + Fe3O4 →

0t CO2 + 3FeO CO + FeO →

0t CO2 + Fe CO + Al2O3 →

0t CO + CuO →

0t CO2 + Cu NO + 1/2O2 → NO2 +4 +5 +2

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO 2NO2 + H2O + 1/2O2 → 2HNO3 2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O


226

226

SO2 + 1/2O2 V2O5 (Pt), 4500C SO3 SO2 + Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr SO2 + I2 + 2H2O → H2SO4 + 2HI 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O Na2SO3 + Cl2 + H2O → Na2SO4 + 2HCl +2 0 +2,5 -1

2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI Natri tiosunfat, Natri hiposunfit Iot Natri tetrationat Natri iođua (Chất khử) (Chất oxi hóa)

P2O3 + 1/2O2 →0t P2O5

C2H4 + 3O2 →

0t 2CO2 + 2H2O II.5. Các hợp chất của phi kim, trong đó phi kim có số oxi hóa thấp nhất (cực tiểu),

như X− (Cl−, Br−, I−, HCl, HBr, HI), S2−, H2S, NH3, PH3, CH4, NaH, CaH2, …Các hợp chất bị oxi hóa tạo phi kim đơn chất hay hợp chất của phi kim có số oxi hóa cao hơn.

Thí dụ: -1 +4 0 +2

4HCl(đ) + MnO2 →0t Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Axit clohiđric Mangan đioxit Clo Mangan (II) clorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) -1 +7 0 +2

16HCl + 2KMnO4 → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O Axit clohiđric Kali pemanganat Khí clo Mangan (II) clorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) -1 0 0 -1

2KBr + Cl2 → Br2 + 2KCl


227

227

2HBr + Cl2 → Br2 + 2HCl 2NaI + Br2 → I2 + 2NaBr -2 +4 0

2H2S + SO2 → 3S + 2H2O Hiđro sunfua Khí sunfurơ Lưu huỳnh (Khí mùi trứng thối) (Khí mùi hắc) (Chất rắn màu vàng nhạt) (Chất khử) (Chất oxi hóa) -2 +3 0 +2

K2S + 2FeCl3 → S + 2FeCl2 + 2KCl -2 +3 0 +2

H2S + 2FeCl3 → S + 2FeCl2 + 2HCl -1 +3 0 +2

2KI + Fe2(SO4)3 → I2 + 2FeSO4 + K2SO4 -3 +2 0 0 2NH3 + 3CuO →

0t N2 + 3Cu + 3H2O -3 0 0 -2

2NH3 + 3/2O2 →0t N2 + 3H2O

-3 0 +2 -2

2NH3 + 5/2O2 →0,tPt 2NO + 3H2O

-1 +1 0

NaH + H2O → H2 + NaOH Natri hiđrua Nước Hiđro Natri hiđroxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) -1 +1 0

CaH2 + 2HCl → H2 + CaCl2 Canxi hiđrua Axit clohiđric Hiđro Canxi clorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) -3 +5 +5 +4

PH3 + 8HNO3(đ) → H3PO4 + 8NO2 + 4H2O Photphin Axit photphoric Nitơ đioxit -4 0 +4 -2

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O Metan Oxi (Chất khử) (Chất oxi hóa)


228

228

Ghi chú quan trọng G.1. Phân tử nào chỉ cần chứa một nguyên tố có số oxi hóa giảm sau phản ứng thì có thể

kết luận phân tử đó là chất oxi hóa; Cũng phân tử nào chỉ cần chứa một nguyên tố có số oxi hóa tăng sau phản ứng thì có thể kết luận phân tử chất đó là chất khử.

G.2. Nguyên tố nào có số oxi hóa tối đa (trong hợp chất) nếu tham gia phản ứng oxi hóa

khử thì nguyên tố này chỉ có thể đóng vai trò chất oxi hóa, vì số oxi hóa của nguyên tố này chỉ có thể giảm, chứ không tăng được nữa.

Thí dụ: +3 +7 +6 +5 +6 +2 +1 +1 +3 +2 Fe3+ ; KMnO4 ; K2Cr2O7 ; HNO3 ; H2SO4(đ, nóng) ; CuO ; H+ ; Ag+ ; Au3+ ; Zn2+ G.3. Nguyên tố nào có số oxi hóa thấp nhất (trong đơn chất kim loại, trong hợp chất

của phi kim) nếu tham gia phản ứng oxi hóa khử thì sẽ đóng vai trò chất khử, vì số oxi hóa của nguyên tố này chỉ có thể tăng chứ không giảm được nữa.

Thí dụ: 0 0 0 0 0 0 Tất cả các kim loại, như: Na ; Mg ; Al ; Ag ; Hg ; Au ; Các hợp chất của phi kim, -1 -1 -1 -1 -2 -2 -1 -1 -1 -3 như: X− (F− , Cl− , Br− , I−) ; HCl ; HBr ; HI ; H2S ; S2− ; H− ; NaH ; CaH2 ; NH3 ; -3 -4 -4 -2 PH3 ; CH4; SiH4 ; O2−. G.4. Còn nguyên tố nào có số oxi hóa trung gian (trong đơn chất phi kim, các hợp chất

của kim loại hay phi kim trong đó kim loại hay phi kim có số oxi hóa trung gian) nếu tham gia phản ứng oxi hóa khử thì tùy trường hợp (tùy theo tác chất mà chúng phản ứng) mà có thể đóng vai trò chất oxi hóa hoặc đóng vai trò chất khử.

Thí dụ: 0 0 0 0 0 0 0 0 +2 +2 +8/3 +2 +2 +1 +4 H2 ; C ; Si ; O2 ; S ; Cl2 ; Br2 ; I2 ; Fe2+ ; FeO ; Fe3O4 ; FeCl2 ; FeSO4 ; Cu2O ; SO2 ; +2 +4 Na2S2O3 ; NO2. 0 0 +1 -2

H2 + 1/2O2 →0t H2O

(Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +1 -1

1/2H2 + Na →0t NaH

(Chất oxi hóa) (Chất khử)


229

229

0 +5 +6 +4

S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O 0 0 +2 -2

S + Fe →0t FeS

0 +2 +1 0

H2 + CuO →0t H2O + Cu

0 -1

H2 + Ca →0t CaH2

0 +2 +2 0

C + ZnO →0t CO + Zn

0 -1 +2

3C + CaO →0t CaC2 + CO

0 -1 +1

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O +2 +2 0 +4

FeO + CO →0t Fe + CO2

+2 +6 +3 +4

2FeO + 4H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O +8/3 0 0 +3

3Fe3O4 + 8Al →0t 9Fe + 4Al2O3

+8/3 +5 +3 +2

3Fe3O4 + 28HNO3(l) → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O +2 0 +3 -1

FeCl2 + 1/2Cl2 → FeCl3 +2 0 0 +2

FeCl2 + Zn → Fe + ZnCl2 +4 0 +6 -1

SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr +4 -2 0

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O


230

230

+2 0 +2,5 -1

2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI Natri tiosunfat Iot Natri tetrationat Natri iođua Natri hiposunfit (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +4 Na2S2O3 + 2HCl → S + SO2 + H2O + 2NaCl +4 +5 +2

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO G.5. Có phân tử mà trong phân tử có chứa cả nguyên tố có oxi hóa cao nhất lẫn

nguyên tố có số oxi hóa thấp nhất, do đó tùy trường hợp mà phân tử này hoặc là chất oxi hóa hoặc là chất khử hoặc là chất trao đổi (không là chất oxi hóa, không là chất khử).

Thí dụ: HCl, H2S, KMnO4, K2Cr2O7, Fe2O3, KClO3 +1 0

2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 (Chất oxi hóa) -1 0

4HCl(đ) + MnO2 →0t Cl2 + MnCl2 + 2H2O

(Chất khử) HCl + NaOH → NaCl + H2O (Chất trao đổi) -2 0

2H2S + SO2 → 3S + 2H2O (Chất khử) +1 0

H2S + 2Na → H2 + Na2S (Chất oxi hóa) H2S + K2O → K2S + H2O (Chất trao đổi) +7 -2 +6 +4 0

2KMnO4 →0t K2MnO4 + MnO2 + O2

(Chất oxi hóa, Chất khử)


231

231

+6 -2 +6 +3 0

2K2Cr2O7 →0t 2K2CrO4 + Cr2O3 + 3/2O2

(Chất oxi hóa, Chất khử) +3 -2 +8/3 0

3Fe2O3 → caothatt 0 2Fe3O4 + 1/2O2 (Chất oxi hóa, Chất khử) +5 -2 -1 0

KClO3 →0

2 tMnO KCl + 3/2O2 (Chất oxi hóa, Chất khử) Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O (Chất trao đổi) +3 0 0 +2

Fe 2O 3 + 3C →0t 2Fe + 3CO

(Chất oxi hóa) Bài tập 84 Bổ sung các phản ứng sau đây (nếu có), cân bằng và chỉ rõ chất oxi hóa, chất khử (nếu là

phản ứng oxi hóa khử) 1) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 2) KMnO4 + K2SO3 + H2SO4 3) KMnO4 + K2SO3 + H2O 4) KMnO4 + K2SO3 + KOH 5) KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 6) KMnO4 + NaCl + H2SO4 7) KMnO4 + HCl 8) KMnO4 + CH2=CH2 + H2O 9) KMnO4 + SO2 + H2O 10) KMnO4 + H2S + H2SO4 S + ... 11) KMnO4 + KI + H2SO4 12) KMnO4 to

13) Mn + Cl2 2Mn+

14) Mn(OH)2 + O2 + H2O Mn(OH)4 15) Mn + HNO3 (l) Mn2+ + ... 16) Mn + HCl Mn2+ + ... 17) Mn + H2SO4 (đ, nóng) Mn2+ + ... 18) Mn + H2SO4 (l) Mn (II) + ... 19) Mn + O2 Mn (IV)

20) Mn + S 2+Mn

21) Mn + HNO3 (đ) Mn(II) + ...


232

232

22) MnO2 (r) + HCl (đ) t0 23) K2MnO4 + Na2SO3 + H2SO4 24) K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 25) K2Cr2O7 + HI to 26) K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 S + ... 27) K2Cr2O7 to 28) K2Cr2O7 + HBr 29) K2Cr2O7 + KI + H2SO4 30) Cr + Cl2 Cr (III)

31) Cr + O2 3+Cr

32) Cr + S Cr (III) 33) Cr2O3 + Al to 34) Cu + HNO3 (l) 35) Cu + HNO3 (đ) 36) Fe + HNO3 (l) 37) Fe + HNO3 (đ) to 38) Fe + HNO3 (đ, nguội) 39) Mg + HNO3 (5 phản ứng) 40) Al + HNO3 (5 phản ứng) 41) Zn + HNO3 (6 phản ứng) 42) FeO + HNO3 (l) 43) FeO + HNO3 (đ) 44) Fe2O3 + HNO3 (l) 45) Fe2O3 + HNO3 (đ) 46) Fe3O4 + HNO3 (l) 47) Fe3O4 + HNO3 (đ) 48) C + HNO3 (đ) to 49) S + HNO3 (đ) to 50) P + HNO3 (đ) to 51) Pb + HNO3 (l) Pb2+ + ... 52) FexOy + HNO3 (l) 53) MxOy + HNO3 (l) Mn + + NO + ... 54) M + HNO3 (l) Mn + + ... 55) Cu + H2SO4 (đ, nóng) 56) Fe + H2SO4 (đ, nóng) 57) Fe + H2SO4 (đ, nóng) 58) Fe + Cl2 59) Fe + H2SO4 (l) 60) Fe + CuCl2 61) Fe (dö) + AgNO3 62) Fe + AgNO3 (dư) 63) Fe + FeCl3 64) Fe + H2O to thường 65) Fe + H2O to < 570oC 66) Fe + H2O to > 570oC


233

233

67) Fe + O2 to 3/8+

Fe 68) FeO + H2SO4 (l) 69) FeO + H2SO4 (đ, nóng) 70) Fe3O4 + H2SO4 (l) 71) Fe3O4 + H2SO4 (đ, nóng) 72) C + CaO t0 73) Fe2O3 + H2SO4 (đ, nóng) 74) FexOy + CO to FemOn + .... 75) FeCO3 + HNO3 (l) 76) FeCO3 + HNO3 (đ) 77) Fe(OH)2 + HNO3 (l) 78) FeCO3 t0 , KK 79) FeCl2 + Cl2 80) FeO + O2 t0 81) Fe + Fe(NO3)3

82) Fe2O3 t0 thật cao (3+Fe bị khử tạo

3/8+Fe ,

2−O bị khử tạo

0O 2 )

83) FeS2 + HNO3 (đ, nóng) (3 phản ứng) 84) FeS2 + HNO3 (l) (3 phản ứng) 85) Mg + H2SO4 (4 phản ứng) 86) Al + H2SO4 (4 phản ứng) 87) Zn + H2SO4 (4 phản ứng) 88) C + H2SO4 (đ, nóng) 89) C + H2SO4 (l) 90) S + H2SO4 (l) 91) S + H2SO4 (đ, nóng) 92) P + H2SO4 (đ, nóng) 93) SO2 + H2S 94) Al + H2SO4 (đ, nguội) 95) SO2 + Cl2 + H2O 96) SO2 + Br2 + H2O 97) SO2 + I2 + H2O 98) SO2 + O2 V2O5 , 4500C 99) SO2 + Ca(OH)2 (2 phản ứng) 100) FeS2 + H2SO4 (l) 101) CO2 + Ca(OH)2 (2 phản ứng) 102) FexOy + HCl (2 phản ứng) 103) H2S + O2 (2 phản ứng, dùng O2 dư và O2 thiếu) 104) Na2S2O3 + I2 (Na2S2O3 bị oxi hóa tạo Na2S4O6) 105) Kim loại M (hóa trị n) + H2SO4 (Các phản ứng có thể có) 106) S + O2 (2 phản ứng, ứng với không có chất xúc tác và có chất xúc tác V2O5) 107) Sự hòa tan khí clo (Cl2) trong nước (2 phản ứng) 108) Cl2 + NaOH (l) 109) Cl2 + KOH (l) 110) Cl2 + KOH (đ) to


234

234

111) Cl2 + NaBr 112) Cl2 + KI 113) Cl2 + KF 114) Br2 + KI 115) Cu + Fe2(SO4)3 116) Fe2O3 + CO t0 (Fe2O3 bị khử tạo kim loại) 117) FeO + CO t0 118) Al2O3 + C t0 Al4C3 + .... 119) Các phản ứng xảy ra trong lò cao. 120) Al + Fe2O3 t0 121) H2 + Fe2O3 t0 122) C + Fe2O3 t0 123) SO3 + H2O 124) MgO + H2 t0 125) Al2O3 + CO t0 126) MnO2 + Al t0 127) Cr2O3 + Al t0 128) CuO + H2 t0 129) C + CO2 t0 130) CuO + Al t0 131) C + H2O to (2 phản ứng) 132) C + O2 (2 phản ứng) 133) KClO3 to, MnO2 134) KClO3 + C to 135) KClO3 + FeCl2 + HCl 136) KClO3 + H2S 137) KClO3 + KI + HCl 138) NaClO + Na2SO3 (Hipoclorit oxi hóa sunfit tạo sunfat, hipoclorit bị khử tạo

clorua) 139) NO2 + H2O (2 phản ứng) 140) NO2 + H2O + O2 141) NO2 + NaOH 142) NO2 + NaOH + O2 143) N2 + O2 t0 thật cao 144) NO + O2 145) NH4NO3 to (2 phản ứng) 146) NH4NO2 to 147) NH3 + O2 148) NH3 + O2 Pt 149) Fe(OH)2 + O2 + H2O 150) Na + H2 t0 151) NaH + H2O 152) HgO t0 (HgO bị phân tích tạo đơn chất) 153) CaC2 + H2O 154) CaC2 + HCl


235

235

155) Al4C3 + H2O 156) Al4C3 + HCl 157) Zn3P2 + H2O 158) Na2SO3 + HNO3 (đ) (2 phản ứng) 159) Na2SO3 + HNO3 (l) (2 phản ứng) 160) O3 + KI + H2O 161) O2 + KI + H2O 162) O3 + FeCl2 + HCl 163) O3 + H2S S + ... 164) FeCl3 + H2S S + ... 165) NaAlO2 + CO2 + H2O 166) NaAlO2 + HCl (dd) (Hai phản ứng) 167) Al(OH)3 + KOH 168) Al(OH)3 + NH3 + H2O 169) ZnO + C t0 170) K2O + C t0 171) FeCl3 + KI (Sắt (III) bị khử tạo sắt (II)) 172) NH3 + CuO to (NH3 bị oxi hóa tạo nitơ đơn chất) 173) SO2 + Mg t0 (Kim loại bị oxi hóa) 174) SO2 + CO t0 (CO khử được SO2) 175) FeCl3 + [H] Zn/HCl Fe2+ 176) FeCl3 + H2 177) C6H5NO2 + [H] Zn/HCl 178) C6H5NO2 + H2 179) Al2(SO4)3 (dd) + Na2S (dd) (Nhôm sunfua bị thuỷ phân tạo hiđroxit kim loại và

H2S) 180) KCrO2 + O2 + KOH (O2 oxi hóa cromit tạo cromat) 181) KCrO2 + Cl2 + KOH (Cl2 oxi hóa cromit tạo cromat) 182) Na (dư) + HCl (dd) 183) K (dư) + H2SO4 (dd) 184) Mg + H2O to thường 185) Mg + H2O to cao 186) Zn + H2O to thường 187) Zn + H2O to cao 188) Cu + H2O to cao 189) CuS + O2 t0 190) Mg + SO2 t0 (SO2 bị khử) 191) Kim loại M (hóa trị n) + O2 MaOna/2 (a = 1 ; 2) 192) NO2 + SO2 NO +... 193) Kim loại M (hóa trị n) + H2SO4 (l) Ma(SO4)na/2 + ... (a = 1; 2) 194) FeS2 + O2 to 195) Al2O3 + NaOH 196) Fe3O4 + O2 + H2SO4 197) FeSO4 + Cl2 + H2SO4 198) Các phản ứng xảy ra trong lò luyện thép.


236

236

199) NO + NaOH 200) NO2 + O2 + KOH 201) M(NO3)n . xH2O to cao Oxit M + ... 202) Na2O + H2O 203) K2O2 + H2O 204) AgNO3 + Fe(CH3COO)2 205) AgNO3 t0 206) SO2 + Na2CO3 (dd) (Axit sunfurơ mạnh hơn axit cacbonic) 207) KCrO2 + Br2 + KOH (Cromit bị brom oxi hóa trong dd kiềm tạo cromat) 208) CuNO3 + CH3COOCu (Cho biết thế điện hóa: Cu+/Cu > Cu2+/Cu+) 209) Cu + HCl 210) Cu + HCl + O2 211) Cu2O + H2SO4 (l) (Đồng (I) oxi hóa đồng (I) tạo đồng (II) trong dd) 212) Cu + CuCl2 213) Cu + Cu(NO3)2 214) Mg + CO2 t0 C + ... 215) Al + SiO2 t0 Si + .... 216) Cu + H2SO4 (l) 217) Cu + H2SO4 (đ, nóng) 218) Cu + H2SO4(l) + O2 219) Al + Ba(OH)2 (dd) 220) Zn + Ba(OH)2 (dd) 221) Fe2(SO4)3 + Na2CO3 (Sắt (III) cacbonat bị thuỷ phân tạo hiđoxit kL và CO2) 222) S + NaOH t0 (Lưu huỳnh tan trong bazơ mạnh tạo muối sunfua, sunfit) 223) NaNO3 + Zn + KOH NH3 + .... 224) KNO2 + Al + KOH NH3 + .... 225) HF + SiO2 (Axit flohiđric hòa tan thuỷ tinh) 226) SO2 + NO2 (NO2 bị khử tạo NO) 227) (NH4)2Cr2O7 t0 N2 + Cr2O3 + .... 228) KClO3 t0 (KClO3 bị oxi hóa tạo Cl+7, bị khử tạo Cl−1) 229) Fe3+ + I− (I− bị oxi hóa tạo iot đơn chất, Fe3+ bị khử tạo Fe(II)) 230) Fe3+ + H2S (Tạo chất rắn không tan có màu vàng nhạt) 231) Fe3+ + S2− + H2O (Fe2S3 bị thuỷ phân tạo hiđroxit và H2S) 232) Fe3+ + S2− + H+ (S2− bị oxi hóa tạo S trong môi trường axit) 233) MnO2 + FeSO4 + H2SO4 234) Cr2O7

2− + OH− (Tạo dung dịch có màu vàng tươi) 235) CrO4

2− + H+ (Tạo dung dịch có màu đỏ da cam) 236) CrO3 + C2H5OH + H2SO4 CO2 + .... 237) CrO3 + NH3 (NH3 bị oxi hóa tạo nitơ đơn chất, CrO3 bị khử tạo Cr(III) ở dạng oxit) 238) K2Cr2O7 + HBr Br2 + ... 239) K2CrO4 + (NH4)2S + H2O (Tạo Cr(OH)3, NH3, S) 240) K2Cr2O7 + C t0 Cr2O3 + ... 241) Au + HNO3(đ) + HCl(đ) NO + .. 242) Pt + HNO3(đ) + HCl(đ) Pt2+ + NO + ...


237

237

243) Ag + NaNO3 + H2SO4 244) KNO3 + C + S K2S + CO2 + N2 (Phản ứng nổ của thuốc nổ đen) 245) SO2 + H2 S + ... 246) SO2 + C CO + ... 247) KNO2 + H2O2 H2O + ... 248) KI + H2O2 I2 + ... 249) Ag + O2 (Các kim loại vàng, bạch kim, bạc không bị oxi oxi hóa) 250) Ag + O3 (Ozon oxi hóa được bạc) 251) PbS + O3 PbSO4 + O2 252) KI + H2O2 + H2SO4 (KI bị oxi hóa tạo iot đơn chất) 253) I2 + H2S S + ... 254) I2 + HNO3 (I2 bị oxi hóa tạo axit iođic, HNO3 bị khử tạo NO) 255) NaClO + KI + H2O I2 + ... 256) I2 + AgNO3 AgI + INO3 257) F2 + S SF6 258) Cl2 + Ca(OH)2 (Tạo clorua vôi, viết hai phản ứng) 259) HBr + H2SO4 (đ, nóng) Br2 + ... 260) HI + H2SO4 (ñaëc vöøa, noùng) H2S + ... 261) CaOCl2 (Clorua vôi) + HCl Cl2 + ... 262) CaOCl2 t0 O2 + ... 263) KClO3 + P P2O5 + .... 264) NaClO + NH3 N2 + .... 265) ClO− + I2 IO3

− + ... 266) NaClO + Br2 NaBrO3 + ... 267) N2O + Cu 268) N2O + Cu t0 cao (Ở nhiệt độ cao N2O bị nhiệt phân tạo N2 và O2) 269) N2O + H2 t0 cao 270) Cu + Cu(NO3)2 + HCl (Cu bị muối nitrat oxi hóa trong môi trường axit)

Các bài tập sau đây (từ Bài Tập 85 đến Bài Tập 90) được trích từ Bộ đề tuyển sinh đại

học môn hóa học, do Bộ Giáo dục Đào tạo xuất bản.

Bài Tập 85

Hòa tan một mẫu hợp kim Ba – Na (với tỉ lệ số mol nBa : nNa = 1 : 1) vào nước, được

dung dịch A và 6,72 lít khí (đktc).

1. Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,1M để trung hòa vừa đủ 1/10 dung dịch

A?

2. Cho 56 ml CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 1/10 dung dịch A. Tính khối lượng kết

tủa tạo thành.


238

238

3. Thêm m gam NaOH vào 1/10 dung dịch A ta được dung dịch B. Cho dung dịch B

tác dụng với 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M, được kết tủa C. Tính m để cho

lượng kết tủa C là lớn nhất, bé nhất. Tính khối lượng kết tủa lớn nhất, bé nhất.

Cho: H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23, Al = 27, S = 32, Ba = 137.

ĐS: 600 ml dd HCl 0,1M; 0,4925g BaCO3; m = 2,4g NaOH; m ≥ 4g NaOH; 7,78g

BaSO4, Al(OH)3; 4,66g BaSO4

Bài Tập 86

Dung dịch A chứa a mol Na+, b mol NH4+, c mol HCO3

−, d mol CO32− và e mol SO4

2−

(không kể các ion H+ và OH− của H2O).

a) Thêm (c + d + e) mol Ba(OH)2 vào dung dịch A, đun nóng, thu được kết tủa B,

dung dịch X và khí Y duy nhất có mùi khai. Tính số mol của mỗi chất trong kết

tủa B, khí Y và mỗi ion trong dung dịch X theo a, b, c, d, e.

b) Chỉ có quì tím và các dung dịch HCl, Ba(OH)2 có thể nhận biết được các ion nào

trong dung dịch A?

Bài Tập 87

Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam CaO vào nước, thu được dung dịch A.

1. Nếu cho khí khí cacbonic sục qua dung dịch A và sau khi kết thúc thí nghiệm thấy

có 2,5 gam kết tủa thì có bao nhiêu lít CO2 (đktc) đã tham gia phản ứng?

2. Nếu hòa tan hoàn toàn 28,1 gam hỗn hợp MgCO3 và BaCO3, có thành phần thay

đổi trong đó chứa a% MgCO3, bằng dung dịch HCl và cho tất cả khí thoát ra hấp

thụ hết vào dung dịch A thì thu được kết tủa D. Hỏi a có giá trị bao nhiêu thì

lượng kết tủa D nhiều nhất và ít nhất?

Cho: C = 12, O = 16, Mg = 24, Ca = 40, Ba = 137

ĐS: 0,56 lít, 8,4 lít CO2; a = 29,89%; a = 100%

Bài Tập 88

1. So sánh thể tích khí NO duy nhất thoát ra trong hai trường hợp sau:

a) Cho 6,4 gam Cu tác dụng với 120 ml dung dịch HNO3 1M (loãng).


239

239

b) Cho 6,4 gam Cu tác dụng với 120 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 1M –

H2SO4 0,5M (loãng, coi H2SO4 phân ly hoàn toàn tạo 2H+, SO42−). Cô cạn

dung dịch ở trường hợp (b) thì thu được bao nhiêu mol muối khan?

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt

độ, áp suất.

2. Cho hỗn hợp A gồm FeS2 và FeCO3, có số mol bằng nhau, vào bình kín chứa

không khí có dư, so với lượng cần, để phản ứng hết hỗn hợp A. Nung bình ở nhiệt

độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó đưa bình về nhiệt độ ban đầu. Hỏi áp

suất khí trong bình trước và sau khi nung thay đổi thế nào? Giải thích.

Giả thiết thể tích chất rắn không đáng kể; dung tích bình không đổi, không khí chỉ

gồm N2 và O2, trong đó oxi chiếm 20% thể tích.

ĐS: 1 : 2 ; 0,06 mol CuSO4 ; 0,03 mol Cu(NO3)2 2. Áp suất không đổi

Bài Tập 89

Cho 5,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Fe và Cu tác dụng với 20 ml dung dịch NaOH 6M, thu

được 2,688 lít H2 (đktc); Sau đó thêm tiếp 400 ml dung dịch axit HCl 1M và đun nóng

đến khi khí H2 ngừng thoát ra. Lọc tách chất rắn B (chỉ gồm kim loại).

Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch C và 0,672 lít khí NO

(đktc).

Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa D. Nung kết tủa D ở nhiệt độ

cao tới khối lượng không đổi được chất rắn E.

1. Tính % khối lượng của các kim loại trong A.

2. Tính khối lượng chất rắn E.

Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Cho: Cu = 64; Fe = 56; Al = 27

ĐS: 1) 41,54% Al, 3,08% Fe, 55,38% Cu; 41,54% Al, 47,38% Fe, 11,08% Cu

2) 3,6 g CuO; 2,64 g hh (Fe2O3 – CuO)

Bài Tập 90


240

240

1. Các chất và ion sau đây có thể đóng vai trò chất oxi hóa hay chất khử: Zn; S; Cl2;

FeO; SO2; Fe2+; Cu2+; Cl−; H+; HCHO; H2; CO2; H2S; HCl; C; Al; NH3; S2−.

2. Một dung dịch chứa a mol Na+, b mol Ca2+, c mol HCO3−, và d mol Cl−. Lập biểu

thức liên hệ giữa a, b, c, d và tính tổng khối lượng muối trong dung dịch.

3. Hòa tan nhôm trong dung dịch axit nitric rất loãng, nóng, dư ta không thấy khí thoát

ra. Viết phương trình phản ứng dưới dạng phân tử và dạng ion

Cho: Na = 23; Ca = 40; H = 1; C = 12; O = 16; Cl = 35,5

Bài Tập 91

1. Định nghĩa axit, bazơ theo Arrhénius. Cho thí dụ.

2. Định nghĩa axit, bazơ, chất trung tính, chất lưỡng tính theo Bronsted – Lowry.

Cho thí dụ.

3. Phân loại các chất và ion sau đây là axit, bazơ, chất trung tính hay chất lưỡng

tính: Na+, S2−, H2O, Cl−, Cu2+, CH3COO−, HCO3−, HSO4

−, Ag+, AlO2−, Zn(OH)2,

Ba2+, C6H5O−, ZnO22−, NO3

−, Mg2+, Ca2+, CH3O−, Fe3+, HS−, K+, Br−, SO32−,

HSO3−, SiO3

2−, Li+, HPO42−, Zn2+, Fe2+, Al(OH)3, NH3,

4. pH của các dung dịch sau đây < 7, > 7 hay bằng 7. Dung dịch có làm đổi màu quì

tím không? Nếu có, thì màu quì trong dung dịch là màu gì?: NaCl; (NH4)2SO4,

KHSO4, Mg(NO3)2, CH3COONa, FeBr3, NaAlO2, Al2(SO4)3, Ba(NO3)2,

C6H5ONa.

Bài Tập 92

1. Nêu điều kiện để một muối bị thủy phân. Cho thí dụ.

2. Muối nào sau đây bị thủy phân? pH dung dịch muối như thế nào (< 7, > 7, = 7?).

Quì tím trong từng dung dịch sẽ có màu như thế nào?: Na2CO3; KBr; Fe2(SO4)3;

CH3COONa; NH4Cl; Ba(AlO2)2; Cu(NO3)2; CaCl2; CH3COONH4, KHSO4;

ClCH2COONH4; CH3COOH3NCH3; NaCl; HCOONH4; Al2(SO4)3; K2S;

NaHSO3; C6H5NH3Cl. Cho biết Ka của CH3COOH bằng 1,75.10−5; Kb của NH3

cũng bằng 1,75. 10−5.


241

241

Bài Tập 93

1. Cấu hình electron của nguyên tử là gì? Viết cấu hình electron nhằm mục đích gì?

Cho thí dụ.

2. Nêu qui tắc Klechkovsky và giản đồ cách nhớ để viết cấu hình electron của một

nguyên tử.

3. Nêu qui tắc Hund để phân bố điện tử vào obitan (orbital) của cùng một phân lớp.

Cho thí dụ.

4. Viết cấu hình electron, cho biết sự phân bố điện tử vào obitan. Hãy cho biết vị trí

của nguyên tố trong bảng phân loại tuần hoàn (ô thứ mấy, chu kỳ nào, phân nhóm

chính hay phụ nào?). Hãy nêu một số tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố (như

kim loại hay phi kim, có tính khử hay tính oxi hóa, hóa trị, số oxi hóa thường gặp

trong phân tử chứa nguyên tố) của các nguyên tố sau đây: F, Na, Ca, Fe, P, K,

Mn, Cu, Cr, Zn, Al, Cl, S, Ag, Br, Mg, I, Rb, Li, O, C, S2−, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Ne,

Cl-, O2−, Ni, Ba.

Nguyên tố Z Nguyên tố Z Nguyên tố Z

F 9 Mn 25 S 16

Na 11 Cu 29 Ag 47

Ca 20 Cr 24 Br 35

Fe 26 Zn 30 Mg 12

P 15 Al 13 I 53

K 19 Cl 17 Rb 37

Li 3 O 8 C 6

Ne 10 Ni 28 Ba 56

Bài tập 94 Giải thích sự tạo liên kết của các phân tử sau đây (liên kết ion hay liên kết cộng hóa trị, giữa nguyên tử hay nhóm nguyên tử nào?). Có thể dự đoán một số tính chất vật lý của các chất này hay không (như trạng thái tồn tại, rắn, lỏng hay khí ở điều kiện thường, có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt đội sôi thấp hay cao, tan nhiều trong nước hay trong dung môi hữu cơ,…): NaCl; CH4; CaO; NH3; NaOH; H2O; CH3COONa; CH3CH2OH; MgF2; HCl; NH4NO3; C2H6; C2H4; C2H2; N2; Ca(OH)2; K2SO4; H2.


242

242

Bài tập 95

1. Căn cứ vào yếu tố nào để xác định vận tốc của một phản ứng? 2. Giả sử phản ứng sau đây thuộc loại đơn giản (sơ cấp, chỉ xảy ra một giai đoạn duy

nhất): mA + nB pC + qD. Hãy viết biểu thức vận tốc phản ứng. Xác định bậc phản ứng theo A, theo B và bậc phản ứng tổng quát.

3. Vận tốc phản ứng phụ thuộc vào các yếu tố nào? 4. Coi các phản ứng sau đây chỉ xảy ra một giai đoạn duy nhất, hãy viết biểu thức

vận tốc của các phản ứng này: a. 2SO2 + O2 2SO3 b. N2 + 3H2 2NH3 c. 2NO + O2 2NO2 d. H2 + I2 2HI

Bài tập 96 Xét phản ứng: A + B Sản phẩm.

1. Nếu giữ nồng độ của B không đổi, tăng nồng độ A hai lần thì vận tốc phản ứng tăng bốn lần; Nếu giữ nồng độ A không đổi, tăng nồng độ B hai lần thì vận tốc phản ứng tăng hai lần. Hãy xác định bậc phản ứng theo A, theo B và bậc phản ứng toàn phần của phản ứng. Viết biểu thức vận tốc phản ứng trên.

2. Nếu trong phản ứng trên các tác chất và sản phẩm đều ở trạng thái khí. Bây giờ nếu làm giảm thể bình còn một nửa, thì vận tốc phản ứng sẽ thay đổi thế nào?

3. Giả sử phản ứng trên là một phản ứng cân bằng (thuận nghịch), cả phản ứng thuận và nghịch đều là các phản ứng đơn giản, sản phẩm là một chất khí do sự kết hợp của hai tác chất A và B. Viết phương trình phản ứng. Viết biểu thức vận tốc phản ứng nghịch. Theo dữ kiện câu (2), thì khi làm giảm thể tích bình chứa một nửa, thì phản ứng trên thiên về chiều nào nhiều hơn? Tại sao?

Bài tập 97

1. Phát biểu nguyên lý chuyển dịch cân bằng (Nguyên lý Le Châtelier). 2. Phản ứng tổng hợp amoniac từ nitơ, hiđro là một phản ứng thuận nghịch và tỏa

nhiệt. Viết phương trình phản ứng. Nêu các điều kiện về nồng độ, áp suất, nhiệt độ, xúc tác để thu được nhiều amoniac và nhanh từ nitơ, hiđro.

3. Cho NH3 và một bình kín, có chất xúc tác thích hợp, giữ nhiệt độ bình ở 5000C, áp suất p1. Sau một thời gian thì áp suất trong bình sẽ nhỏ hơn, lớn hơn hay không đổi so với p1? Sau khi áp suất trong bình ổn định (không đổi), nếu ta đưa nhiệt độ bình về 4000C, thì thành phần khí trong bình sẽ thay đổi như thế nào so với thành phần khí trong bình đã ổn định ở 5000C?

Bài tập 98 Phản ứng nhị hợp NO2 (là một khí có màu nâu) tạo khí N2O4 (là một khí không có màu) là một phản ứng tỏa nhiệt và cân bằng.

1. Viết phương trình phản ứng. 2. Cho một hỗn hợp khí NO2 và N2O4 đang ở trạng thái cân bằng ở điều kiện thường

(250C, 1 atm) trong một bình kín bằng thủy tinh trong (có thể thấy màu của khí


243

243

chứa bên trong). Giải thích sự thay đổi màu của khí trong bình khi đem ngâm bình này trong một chậu nước nóng. Nếu lấy bình thủy tinh này khỏi chậu nước nóng và đem ngâm tiếp vào một chậu đựng nước đá, giải thích sự thay đổi màu của khí trong bình.

3. Nếu đem nén bình chứa khí trên để làm tăng áp suất, giải thích sự thay đổi màu của khí trong bình; Còn nếu đem làm tăng thể tích bình chứa khí để làm giảm áp suất trong bình thì màu của khí trong bình sẽ thay đổi thế nào? Giải thích.

Bài tập 99

1. Tính pH của các dung dịch axit, bazơ mạnh sau đây: HCl 0,1M; NaOH 0,1M; Ca(OH)2 0,005M; H2SO4 0,05M (nếu coi H2SO4 phân ly hoàn toàn tạo 2H+ và SO4

2−). 2. Tính lại pH của dung dịch H2SO4 0,05M, cho biết chức axit thứ nhất của H2SO4

mạnh (Ka1 rất lớn), còn chức axit thứ nhì có độ mạnh trung bình, có Ka2 = 10−2. Bài tập 100

1. Người ta pha loãng dung dịch H2SO4 có pH = 1 bằng cách thêm nước cất vào để thu được dung dịch axit H2SO4 có pH = 3. Hỏi người đó đã pha loãng dung dịch H2SO4 bao nhiêu lần?

2. Người ta thêm nước cất vào dung dịch NaOH có pH = 14 nhằm thu được dung dịch NaOH có pH = 13. Hỏi người đó đã pha loãng dung dịch NaOH bao nhiêu lần?

Bài tập 101

1. Tích số ion của nước ở 250C là [H+][OH−] = 10−14. Hãy tính độ điện ly (α) của nước ở 250C. Từ đó hãy cho biết trong bao nhiêu phân tử nước thì sẽ có một phân tử nước phân ly ion? Trong thực tế người ta coi nước là chất điện ly hay không điện ly?

2. Tính pH gần đúng và pH chính xác của dung dịch HCl 10−7M ở 250C. (H = 1; O = 16)

Bài tập 102

1. Cho 200 ml dung dịch NaOH pH = 14 vào 200 ml dung dịch H2SO4 0,25M. Tính pH của dung dịch thu được. Coi thể tích dung dịch không đổi khi pha trộn nhau.

2. Cho 100 ml dung dịch HCl pH = 0 vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M. Tính pH dung dịch sau trộn. Coi thể tích dung dịch không đổi.

Bài tập 103

1. Ăn mòn kim loại là gì? Thế nào là ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa học? 2. Nêu bản chất của sự ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa học. Cho thí dụ. 3. Giải thích sự ăn mòn thanh sắt có lẫn tạp chất đồng khi để ngoài không khí ẩm có

nhiều khí CO2. 4. Giải thích sự ăn mòn thép (hợp kim sắt – cacbon) khi để ngoài khí quyển ẩm.


244

244

Bài tập 104 1. Cho một đinh sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, thấy đinh sắt bị hòa tan chậm và

khí thoát ra không nhiều. Nếu nhỏ tiếp vài giọt dung dịch CuSO4 vào thì thấy định sắt bị hòa tan nhanh hơn và khí thoát ra cũng nhiều hơn. Giải thích.

2. Tại sao tại các mối hàn thì kim loại dễ bị rỉ hơn ở các chỗ khác? Bài tập 105

1. Thế nào là nước cứng? Thế nào là nước cứng tạm thời, nước cứng vĩnh cửu, nước cứng toàn phần?

2. Thế nào là độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu, độ cứng toàn phần của nước? 3. Nêu một số tác hại của nước cứng. 4. Nêu một số phương pháp để làm mềm nước. Để làm mất độ cứng toàn phần của

nước thì người ta thường xử lý như thế nào để ít tốn kém nhất? Bài tập 106 Nêu một số phương pháp để chống ăn mòn kim loại. Cho thí dụ cụ thể. Bài tập 107 Phân bón là gì? Hãy kể một số phân bón hóa học và thành phần chủ yếu của nó. Điều kiện để một hóa chất có thể dùng làm phân bón là gì? Bài tập 108 Hãy cho biết công thức của các hóa chất có chủ yếu trong: Đá vôi; Đá phấn; Đá hoa; Đá cẩm thạch; Canxit (Calcite); Pyrit; Hematit; Hematit nâu (Limonit); Xiđerit (Siderite); Manhetit (Magnetite); Boxit (bauxite); Đolomit; Criolit; Đất đèn (Đá đèn, Khí đá); Xôđa (soda); Potat; Xút ăn da; Nhôm cacbua; Blend kẽm; Vôi tôi; Vôi sống; Nước barit; Phân ure; Đạm hai lá; Đạm một lá; Phân SA; Apatit; Tro; Nước tro tàu; Vôi tôi – xút; Thạch anh (Thủy tinh, Pha lê, Cát); Thạch cao; Thép; Gang; Clorua vôi; Nước Javel; Các hợp kim: Dura (Đuya ra), Silumin, Amelec, Electron; Phèn chua; Hỗn hợp termit (thermite); Corunđum (Corinđon); Cacborunđum; Xaphia (Bích ngọc); Rubi (Hồng ngọc); Mica; Cao lanh; Đá mài; Thủy tinh lỏng; Xementit; Ximăng; Hột xoàn; Graphit; Than chì; Mồ hóng (Bồ hóng, Lọ nghẹ, Than vô định hình); Than hoạt tính; Mực tàu; Thuốc tím; Bột mài; Dung dịch Fehling; Thuốc thử Lucas; Thuốc thử Tollens; Hồ tinh bột; Nước oxi già (Oxygéné); Cồn iot ; Nước cường toan (Cường thủy; Vương thủy).


245

245



169

Chương trình Hóa học VẤN ĐỀ III HÓA VÔ CƠ

VIẾT CÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG GẶP

(CÁC CHẤT OXI HÓA, CHẤT KHỬ THƯỜNG GẶP)

Để viết được các phản ứng oxi hóa khử thì chúng ta cần biết một số chất oxi hóa và một số chất khử thường gặp. Chất oxi hóa sau khi bị khử thì tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng); Cũng như chất khử sau khi bị oxi hóa thì tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng). Ta phải biết các chất khử và chất oxi hóa tương ứng thì mới viết được phản ứng oxi hóa khử. I. Các chất oxi hóa thường gặp I.1. Các hợp chất của mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4

-, MnO42-, MnO2)

+7 +6 +4 - KMnO4, K2MnO4, MnO2 trong môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối

+2 Mn2+ Thí dụ: +7 +2 +2 +3

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Kali pemanganat Sắt (II) sunfat Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat Thuốc tím (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +3 +2 +5

2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O Kali nitrit Kali nitrat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +4 +2 +6

2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O Kali sunfit Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +2 +2 +3

K2MnO4 + 4FeSO4 + 4H2SO4 → MnSO4 + 2Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O Kali manganat Sắt (II) sunfat Managan (II) sun fat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 -1 +2 0

MnO 2 + 4HCl(đ) →0t MnCl2 + Cl2 + 2H2O



170

Mangan đioxit Axit clohđric (đặc) Mangan(II) clorua Khí clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 +2 +2 +3

MnO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O Mangan đioxit Sắt (II) sunfat Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -1 +2 0

2KMnO4 + 10NaCl + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5Cl2 + K2SO 4 + 5Na2SO4 + 8H2O Kali pemanganat Nat ri clorua Mangan (II) sunfat Khí clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -1 +2 0

2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O Kali pemanganat Axit clohđric Mangan (II) clorua Khí clo (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +2 +2 +3

MnO 4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

Ion pemanganat Ion sắt (II) Ion mangan (II) Ion sắt (III) (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -3 +2 +5

8KMnO4 + 5PH3 + 12H2SO4 → 8MnSO4 + 5H3PO4 + 4K2SO4 + 12H2O Kali pemanganat Photphin Mangan (II) sunfat Axit sunfuric (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 0 +2 +2

2KMnO4 + 5Zn + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5ZnSO4 + K2SO4 + 8H2O Kẽm +7 +3 +3 +2 +4

2KMnO4 + 5HOOC-COOH + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O Axit oxalic Khí cacbonic (Chất oxi hóa) (Chất khử) - KMnO4 trong môi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit (MnO2) Thí du: +7 +4 +4 +6 2KMnO4 + 4K2SO3 + H2O → MnO2 + K2SO4 + KOH Kali pemanganat Kali sunfit Man ganđioxit Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +2 +4

2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O → 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4 Kali pemanganat Mangan (II) sunfat Mangan đioxit (Chất oxi hóa) (Chất khử)



171

+7 -1 +4 0

2KMnO4 + 3H2O2 → 2MnO2 + 3O2 + 2KOH + 2H2O Hiđro peoxit Mangan đioxit Khí oxi (Chất oxi hóa) (Chất khử) - KMnO4 trong môi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4 Thí dụ: +7 +4 +6 +4

2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O Kali pemanganat Kali sunfit Kali manganat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +3 +3 +6 +4

2KMnO4 + KOOC-COOK + 2KOH → 2K2MnO4 + 2KHCO3 Kali pemanganat Kali oxalat Kali manganat Kali cacbonat axit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -2 +6 0

2KMnO4 + 2KOH → 2K2MnO4 + 21 O2 + H2O

Kali pemanganat Kali manganat Oxi (Chất oxi hóa cũng là chất khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) Ghi chú G.1. KMnO4 trong môi trường axit (thường là H2SO4) có tính oxi hóa rất mạnh, nên nó

dễ bị mất màu tím bởi nhiều chất khử như: Fe2+; FeO; Fe3O4; SO2; SO32-; H2S; S2-;

NaCl; HCl; KBr, HBr, HI; KI; Cl-; Br-; I-; NO2-; Anken; Ankin; Ankađien; Aren

đồng đẳng benzen; … Thí dụ: +4 +7 +6 +2

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 Khí sunfurơ Kali pemanganat Axit sunfuric Mangan (II) sunfat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Khí sunfurơ làm mất màu tím của dung dịch KMnO4 (dung dịch thuốc tím), trong đó SO2 đóng vai trò chất khử. Khí SO2 và CO2 đều làm đục nước vôi trong (vì có tạo chất không tan CaSO3, CaCO3), nhưng CO2 không làm mất màu dung dịch KMnO4. G.2. Để làm môi trường axit (H+) cho các chất oxi hóa thì người ta thường dùng H2SO4

hay H3PO4 mà không dùng các axit HCl, HBr, HI vì các axit này ngoài sự cung cấp H+, chúng còn đóng vai trò chất khử (Cl-, Br-, I-).



172

G.3. KMnO4 có thể đóng vai trò chất oxi hóa trong môi trường axit (H+), bazơ (OH-) hoặc trung tính (H2O). Còn K2MnO4, MnO2 chỉ có thể đóng vai trò chất oxi hóa trong môi trường axit.

G.4. Người ta dùng KMnO4 trong dung dịch KOH đậm đặc để rửa dụng cụ thủy tinh. II.2. Hợp chất của crom: K2Cr2O7; K2CrO4 (Cr2O7

2-; CrO42-)

K2Cr2O7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K2CrO4 (Kali cromat) trong môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr3+) Thí dụ: +6 +2 +3 +3

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Kali đicromat Sắt (II) sunfat Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +4 +3 +6

K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O Kali đicromat Kali sunfit Crom (III) sunfat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 0

K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O Kali đicromat Kali iođua Crom (III) sunfat Iot (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -2 +3 0

K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O Kali đicromat Hiđ ro sun fua Crom (III) sunfat Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 0

K2Cr2O7 + 14HBr → 2CrBr3 + 3Br2 + 2KBr + 7H2O Kali đicromat Axit bromhđric Crom (III) bromua Brom Kali bromua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 0

K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl + 7H2O Kali đicromat Axit clohiđric Crom (III) clorua Clo Kali clorua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +2 +3 +4

K2Cr2O7 + 3SnCl2 + 14HCl → 2CrCl3 + 3SnCl4 + 2KCl + 7H2O Kali đicromat Thiếc (II) clorua Axit clohiđric Crom (III) clorua Thiếc (IV) clorua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 -1 +3 +1

K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3CH3CHO + K2SO4 + 7H2O Kali đicromat Rượu etylic Crom (III) sunfat Anđehit axetic (Chất oxi hóa) (Chất khử)



173

+6 +4 +3 +6

K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Kali đicromat Khí sunfurơ Crom (III) sunfat Kali sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) Ghi chú G.1. Trong các phản ứng trên, màu đỏ da cam của dung dịch K2Cr2O7 trở thành màu tím

của ion Cr3+ trong nước. Do đó trong hóa phân tích, K2Cr2O7 trong môi trường axit thường được dùng làm chất oxi hóa để chuẩn độ các chất khử (Căn cứ sự mất màu vừa đủ dung dịch K2Cr2O7 sẽ biết được lượng K2Cr2O7 phản ứng vừa đủ và từ đó biết được nồng độ của dung dịch chất khử cần xác định)

G.2. Người ta thường dùng hỗn hợp gồm hai thể tích bằng nhau của dung dịch axit

sunfuric đậm đặc (H2SO4) và dung dịch bão hòa kali đicromat (K2Cr2O7), gọi là hỗn hợp sunfocromic hay hỗn hợp cromic, để súc các chai lọ thủy tinh. Dung dịch này tẩy mỡ, cũng như các chất hữu cơ bám vào thành thủy tinh, nhờ tính oxi hóa mạnh của dung dịch này.

G.3. Trong môi trường trung tính, muối cromat (CrO4

2-) thường bị khử tạo crom (III) hiđroxit (Cr(OH)3)

Thí dụ: +6 -2 +3 0

2KCrO4 + 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH Kali cromat Amoni sunfua Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) (Chất khử) G.4. Người ta dùng CrO3 (Crom (VI) oxit, Anhiđrit cromic, chất rắn có màu đỏ thẫm)

trong dụng cụ thử độ cồn của tài xế. CrO3 oxi hóa hơi rượu etylic (CH3CH2OH) tạo anđehit axetic (CH3CHO), còn CrO3 bị khử tạo crom (III) oxit (Cr2O3, chất rắn có màu xanh thẫm). Căn cứ vào mức độ đổi màu hay không đổi màu của CrO3 mà cảnh sát giao thông biết được người lái xe đã uống rượu nhiều, ít hay không uống rượu.

+6 -1 +3 +1

2CrO3 + 3CH3CH2OH → Cr2O3 + 3CH3CHO + 3H2O Anhiđrit cromic Etanol Crom (III) oxit Eta nal (Đỏ thẫm) (Xanh thẫm) (Chất oxi hóa) (Chất khử) G.4. Giữa đicromat (Cr2O7

2-, màu đỏ da cam) và cromat (CrO42-, có màu vàng tươi)

trong dung dịch (nước, H2O) có sự cân bằng do sự thủy phân như sau: Cr2O7

2- + H2O 2CrO42- + 2H+

Đicromat Cromat (màu đỏ da cam) (màu vàng)



174

Do đó khi cho a xit (H+, như HCl) vào một dung dịch cromat (CrO42-, như K2CrO4)

thì thấy dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam. Nguyên nhân là khi thêm axit vào thì nồng độ ion H+ tăng lên, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng Le Châtelier, thì cân bằng dịch chuyển theo chiều làm hạ nồng độ ion H+ xuống, tức theo chiều ion H+ kết hợp ion cromat để tạo ion đicromat vì thế ta thấy dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam. Còn khi thêm bazơ (OH-, như NaOH) vào dung dịch đicromat (Cr2O7

2-, như K2Cr2O7) thì thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam ra màu vàng. Nguyên nhân là khi thêm OH- vào thì ion OH- sẽ kết hợp ion H+ (tạo chất không điện ly H2O) khiến cho nồng độ ion H+ trong dung dịch giảm, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại sự giảm ion H+, tức là chiều tạo ion H+, cũng là chiều tạo cromat, vì thế ta thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam ra màu vàng tươi.

2K2CrO4 + 2HCl → K2Cr2O7 + 2KCl + H2O (Màu đỏ da cam) (Màu vàng tươi) K2Cr2O7 + 2NaOH → K2CrO4 + Na2CrO4 + H2O (Màu đỏ da cam) Natri cromat (Màu vàng tươi) 2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O Natri cromat Natri đicromat Na2Cr2O7 + 2KOH → Na2CrO4 + K2CrO4 + H2O G.5. Khi cho dung dịch muối bari (Ba2+, như BaCl2, Ba(NO3)2) vào dung dịch cromat

(CrO42-) hay dung dịch đicromat (Cr2O7

2-) đều thu được kết tủa màu vàng bari cromat (BaCrO4). Không thu được bari đicromat (BaCr2O7) vì chất này tan trong nước. Và vì có tạo kết tủa BaCrO4, nên nồng độ CrO4

2- giảm, nên cân bằng dịch chuyển từ Cr2O7

2- thành CrO42- (nếu cho Ba2+ vào Cr2O7

2-, coi sự cân bằng giữa đicromat và cromat ở ghi chú 4 trên).

BaCl2 + K2CrO4 → BaCrO4 + 2KCl Bari clorua Kali cromat Bari cromat Kali clorua BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O → BaCrO4 + K2CrO4 + 2HCl Bari clorua Kali đicromat Bari cromat Kali cromat Axit clohiđric Ba(NO3)2 + Na2Cr2O7 + H2O → BaCrO4 + Na2CrO4 + 2HNO3 Bari nitrat Natri đicromat Bari cromat Natri cromat Axit nitric I.3. Axit nitric (HNO3), muối nitrat trong môi trường axit (NO3

-/H+) +5 +4 - HNO3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO2. Các chất khử thường

bị HNO3 oxi hóa là: các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe3O4), một số phi kim (C, S, P), một số hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất



175

hay trung gian (H2S, SO2, SO32-, HI), một số hợp chất của kim loại trong đó kim loại

có số oxi hóa trung gian (Fe2+, Fe(OH)2 Thí dụ: 0 +5 +3 +4

Fe + 6HNO3 (đ, nóng) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Sắt Axit ntric Sắt (III) nitrat Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí có mùi hắc, màu nâu) Trong 6 phân tử HNO3 trên thì chỉ có 3 phân tử là chất oxi hóa, còn 3 phân tử tạo môi trường axit, tạo muối nitrat. +2 +5 +3 +4

FeO + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O Sắt (II) oxit +8/3 +5 +3 +4

Fe3O4 + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO3 là chất o xi hóa, 9 phân tử tham gia trao đổi) +2 +5 +3 +4

Fe(OH)2 + 4HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO3 là chất oxi hóa, 3 phân tử trao đổi, tạo môi trường axit) 0 +5 +4 +4

C + 4HNO3(đ) →0t CO2 + 4NO2 + 2H2O

Cacbon Khí cacbonic Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Cho từng giọt dd HNO3 đậm đặc vào than nung nóng, than bùng cháy) 0 +5 +6 +4

S + 6HNO3(đ) →0t H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

Lưu huỳnh Axit nitric Axit sunfuric Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Cho bột lưu huỳnh vào dd HNO3 đậm đặc đã được đun nhẹ, thấy bột lưu huỳnh tan nhanh và có khí màu nâu đỏ bay ra) 0 +5 +5 +4

P + 5HNO3(đ) →0t H3PO4 + 5NO2 + H2O

Photpho Axit photphoric (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +1 +4

Ag + 2HNO3(đ) → AgNO3 + NO2 + H2O Bạc Bạc nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa)



176

0 +5 +2 +4

Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Đồng Đồng (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +2 +4

Pb + 4HNO3(đ) → Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Chì Chì (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) Al + 6HNO3(đ, nóng) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O +5 +2 - HNO3 loãng thường bị khử thành NO (khí nitơ oxit). Các chất khử thường gặp là: các

kim loại, các oxit kim loại hay hợp chất kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2+), một số phi kim (S, C, P), một số hợp chất của phi kim trong đó phi kim có số oxi hoá thấp nhất có số oxi hóa trung gian (NO2

-, SO32-).

Thí dụ: 0 +5 +3 +2

Fe + 4HNO3(l) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O Bột sắt Axit nitric (loãng) Sắt (III) nitrat Nitơ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí không có, không không có màu) +2 +5 +3 +2

3Fe(OH)2 + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 +5 +3 +2

3FeO + 10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Sắt (II) oxit Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) +8/3 +5 +3 +2

3Fe3O4 + 28HNO3(l) → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +3 +2

Cr + 4HNO3(l) → Cr(NO3)3 + NO + 2H2O Crom Crom (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +2 +2

3Cu + 8HNO3(l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Đồng Đồng (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa)



177

0 +5 +1 +2

3Ag + 4HNO3(l) → 3AgNO3 + NO + 2H2O Bạc Bạc nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +2 +2

3Hg + 8HNO3(l) → 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O Thủy ngân Thủy ngân (II) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +6 +2 S + 2HNO3(l) → H2SO4 + 2NO Lưu huỳnh Axit nitric (loãng) Axit sunfuric Nitơ oxit 0 +5 +5 +2

3P + 5HNO3(l) + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO Photpho Axit nitric (loãng) Axit photphoric (Chất khử) (Chất oxi hóa) - Muối nitrat trong môi trường axit (NO3

-/H+) giống như HNO3 loãng, nên nó oxi hóa được các kim loại tạo muối, NO3

- bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước (H2O) Thí dụ: 0 +5 +2 +2

3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Đồng Muối nitrat trong môi trường axit Muối đồng (II) (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Dung dịch có màu xanh lam) Khí NO không màu thoát ra kết hợp với O2 (của không khí) tạo khí NO2 có màu nâu đỏ 0 +5 +2 +2

3Cu + 2NaNO3 + 8HCl → 3CuCl2 + 2NO + 2NaCl + 4H2O 0 +5 +2 +2

3Cu + Cu(NO3)2 + 8HCl → 4CuCl2 + 2NO + 4H2O Chất khử Chất oxi hóa Ghi chú G.1. Ba kim loại sắt (Fe), nhôm (Al) và crom (Cr) không bị hòa tan trong dung dịch

axit nitric đậm đặc nguội (HNO3 đ, nguội) cũng như trong dung dịch axit sunfuric đậm đặc nguội (H2SO4 đ, nguội) (bị thụ động hóa, bị trơ).

Fe, Al, Cr HNO3(đ, nguội) Fe, Al, Cr H2SO4(đ, nguội)



178

G.2. Để nhận biết muối nitrat, người ta cho vài giọt dung dịch axit thông thường (như H2SO4 loãng, HCl) vào, sau đó cho miếng kim loại đồng vào, nếu thấy tạo dung dịch màu xanh lam và có khí màu nâu bay ra thì chứng tỏ dung dịch lúc đầu có chứa muối nitrat ((NO3

-). G.3. Các kim loại mạnh như magie (Mg), nhôm (Al), kẽm (Zn) không những khử +5 +4 +2 +1 0 -3 HNO3 tạo NO2, NO, mà có thể tạo N2O, N2, NH4NO3. Dung dịch HNO3 càng

loãng thì bị khử tạo hợp chất của N hay đơn chất của N có số oxi hóa càng thấp. Thí dụ: Al + HNO3(đ, nguội) Al + 6HNO3(đ, nóng) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Al + 4HNO3(l) → Al(NO3)3 + NO + 2H2O 8Al + 30HNO3(khá loãng) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 10Al + 36HNO3(rất loãng) → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 8Al + 30HNO3(quá loãng) → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O G.4. Dung dịch HNO3 rất loãng và lạnh có tác dụng như một axit thông thường (tác

nhân oxi hóa là ion H+) Thí dụ:

Al + 3HNO3(rất loãng) lạnh Al(NO3)3 + 23 H2

Fe + 2HNO3(rất loãng) lạnh Fe(NO3)2 + H2 G.5. Một kim loại tác dụng dung dịch HNO3 tạo các khí khác nhau, tổng quát mỗi khí

ứng với một phản ứng riêng. Chỉ khi nào biết tỉ lệ số mol các khí này thì mới viết chung các khí trong cùng một phản ứng với tỉ lệ số mol khí tương ứng.

Bài tập 80 Cho m gam bột kim loại kẽm hòa tan hết trong dung dịch HNO3, thu được 13,44 lít hỗn hợp ba khí là NO2, NO và N2O. Dẫn lượng khí trên qua dung dịch xút dư, có 11,2 lít hỗn hợp khí thoát ra. Cho lượng khí này trộn với không khí dư (coi không khí chỉ gồm oxi và nitơ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó cho hấp thụ lượng khí màu nâu thu được vào dung dịch KOH dư, thu được dung dịch D. Dung dịch D làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0,4M trong môi trường H2SO4 có dư. Thể tích các khí đo ở đktc. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.



179

a. Viết phản ứng giữa kẽm với dung dịch HNO3 có hiện diện 3 khí trong phản ứng theo dữ kiện trên.

b. Tính m. (Zn = 65)

ĐS: 31Zn + 80HNO3 → 31Zn(NO3)2 + 2NO2 + 4NO + 6N2O + 40H2O m = 100,75 gam

Bài tập 80’ Hòa tan hết m gam bột nhôm cần dùng V(ml) dung dịch HNO3 30% (khối lượng riêng 1,18 g/l), có 1,568 lít hỗn hợp A gồm ba khí NO, N2O và N2 thoát ra (ở 27,30C; 836 mmHg), đồng thời thu được dung dịch D (trong dung dịch D không có muối amoni). Cho lượng khí trên tiếp xúc không khí để khí NO chuyển hóa hết thành khí màu nâu NO2 , sau đó cho lượng khí nâu này hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch xút dư, thấy khối lượng bình tăng 0,92 gam.

a. Xác định % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A, biết rằng khối lượng riêng ở đktc của hỗn hợp A là 1,4796 g/l.

b. Viết phản ứng giữa nhôm với dung dịch HNO3 theo dữ kiện đã cho. c. Xác định m và V.

(N = 14; O = 16; H = 1; Al = 27) ĐS: a. 28,57% NO; 28,57% N2O; 42,86% N2

b. 52Al + 192HNO3 → 52Al(NO3)3 + 6NO + 6N2O + 9N2 + 96H2O c. m = 4,68g; V = 113,898 ml

I.4. Axit sunfủric đậm đặc nóng, H2SO4(đ, nóng); Khí sunfurơ (SO2) +6 +4 - H2SO4(đ, nóng) thường bị khử tạo khí SO2. Các chất khử thường tác dụng với

H2SO4(đ, nóng) là: các kim loại, các hợp chất của kim loại số oxi hóa trung gian (như FeO, Fe3O4), một số phi kim (như C, S, P), một số hợp chất của phi kim (như HI, HBr, H2S)

Thí dụ: 0 +6 +2 +4

Cu + 2H2SO4(đ, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O Đồng Axit sunfuric (đặc, nóng) Đồng (II) sunfat Khí sunfurơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +6 +3 +4 2Fe + 6H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Sắt Sắt (III) sunfat 0 +6 +1 +4

2Ag + 2H2SO4(đ, nóng) → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O Bạc Bạc sunfat +2 +6 +3 +4

2FeO + 4H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O Sắt (II) oxit Sắt (III) sunfat (Chất khử) (Chất oxi hóa)



180

+8/3 +6 +3 +4

2Fe3O4 + 10H2SO4(đ, nóng) → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Sắt từ oxit Sắt (III) sunfat Khí sunfurơ Fe2O3 + 3H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3H2O (phản ứng trao đổi) Sắt (III) oxit Sắt (III) sunfat 0 +6 +3 +4

Cr + H2SO4(đ, nóng) → Cr2(SO4)3 + SO2 + H2O Crom Crom (III) sunfat 0 +6 +4

S + 2H2SO4(đ, nóng) → 3SO2 + 2H2O Lưu huỳnh Axit sunfuric đậm đặc nóng Khí sunfurơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +6 +4 +4

C + 2H2SO4(đ, nóng) → CO2 + 2SO2 + 2H2O Cacbon (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +6 +5 +4

2P + 5H2SO4(đ, nóng) → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O Photpho Axit photphoric (Chất khử) (Chất oxi hóa) -1 +6 0 +4

2HI + H2SO4(đ, nóng) → I2 + SO2 + 2H2O Axit iothiđric Iot Khí sunfurơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) -1 +6 0 +4

2HBr + H2SO4(đ, nóng) → Br2 + SO2 + 2H2O Axit bromhiđric Brom Khí sunfurơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) -2 +6 0 +4

H2S + H2SO4(đ, nóng) → S + SO2 + 2H2O Axit sun fuahiđric Lưu huỳnh Khí sunfurơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) - Các kim loại mạnh như Mg, Al, Zn không những khử H2SO4 đậm đặc, nóng thành

SO2 mà còn thành S, H2S. H2SO4 đậm đặc nhưng nếu loãng bớt thì sẽ bị khử tạo lưu huỳnh (S) hay hợp chất của lưu huỳnh có số oxi hóa thấp hơn (H2S). Nguyên nhân của tính chất trên là do kim loại mạnh nên dễ cho điện tử (để H2SO4 nhận nhiều điện tử) và do H2SO4 ít đậm đặc nên nó không oxi hóa tiếp S, H2S.

Thí dụ:



181

Al + H2SO4(đ, nguội) 0 +6 +3 +4

2Al + 6H2SO4(đ, nóng) → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Nhôm Khí sunfurơ 0 +6 +3 0

2Al + 4H2SO4(khá đặc, nóng) → Al2(SO4)3 + S + 4H2O Lưu huỳnh 0 +6 +3 -2

8Al + 15H2SO4(hơi đặc, nóng) → 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O Hiđro sunfua 0 +1 +3 0

2Al + 3H2SO4(loãng) → Al2(SO4)3 + 3H2 Hiđro - Khí sunfurơ (SO2) oxi hóa được các chất khử mạnh như các hợp chất của phi kim có

số oxi hoá thấp (như H2S, CO), một số phi kim (như H2, C), các kim loại mạnh (như Na, K, Ca, Ba, Mg). Nếu SO2 là chất oxi hóa thì nó thường bị khử tạo S.

+4 -2 0

SO2 + H2S → S + H2O Khí sunfurơ Khí hiđro sunfua Lưu huỳnh (Chất oxi hóa) (Chất khử) Khí mùi hắc Khí có mùi trứng thúi Chất rắn, màu vàng nhạt +4 +2 0 +4 SO2 + 2CO → COAlXt 0

32 500)( S + CO2 (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 0 0 +2

SO2 + 2C → C0800 S + 2CO (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 0 0 +1

SO2 + 2H2 → C0500 S + 2H2O (Chất oxi hóa) (Chất khử) +4 0 0 +2

SO2 + 2Mg →0t S + 2MgO

(Chất oxi hóa) (Chất khử) Ghi chú G.1. Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 loãng là a xit thông thường (tác nhân oxi hóa

là H+), chỉ dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng mới là axit có tính oxi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là SO4

2-). Trong khi dung dịch HNO3 kể cả đậm đặc lẫn loãng đều là axit có tính o xi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là NO3

-)



182

Thí dụ: 0 +1 +2 0

Fe + H2SO4(l) → FeSO4 + H2 0 +6 +3 +4

2Fe + 6H2SO4(đ, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 0 +5 +3 +2

Fe + 4HNO3(l) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0 +5 +3 +4

Fe + 6HNO3(đ, nóng) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O G.2. Ba kim loại Al, Fe, Cr không bị hòa tan trong dung dịch H2SO4 đậm đặc nguội

(cũng như trong dung dịch HNO3 đậm đặc nguội) (bị thụ động hóa, trơ) Al, Fe, Cr H2SO4(đ, nguội) G.3. Khi một kim loại tác dụng dung dịch H2SO4 tạo các chất SO2, S, H2S thì tổng quát

mỗi chất là một phản ứng độc lập. Chỉ khi nào biết tỉ lệ số mol giữa các chât này thì mới viết chung một phản ứng gồm các chất này được.

Bài tập 81 A là một kim loại. Hòa tan hoàn toàn 1,43 gam A bằng dung dịch H2SO4 có dư 20% so với lượng cần, thu được một khí có mùi hắc, một chất không tan có màu vàng nhạt (có khối lượng 0,192 gam) và dung dịch B (có chứa muối sunfat của A). Cho hấp thụ lượng khí mùi hắc trên vào 100 ml dung dịch Ca(OH)2 0,03M, thu được 0,24 gam kết tủa màu trắng.

a. Xác định kim loại A. Cho biết dung dịch H2SO4 đem dùng không có phản ứng với chất rắn màu vàng.

b. Tính thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,1M cần dùng vừa đủ để khi cho tác dụng với lượng dung dịch B trên thì thu được:

- Lượng kết tủa cực đại - Lượng kết tủa cực tiểu. c. Tính khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được ở câu (b).

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (Na = 23; Mg = 24; Al = 27; K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn =

65; Ag = 108; Ba = 137; Hg = 200; Pb = 207; S = 32; O = 16; H = 1) ĐS: Zn; 284ml; 504ml; 8,7952g; 6,6172g

Bài tập 81’ X là một kim loại. Hòa tan hết 3,78 gam A trong 51ml dung dịch H2SO4 (dùng dư 40% so với lượng cần), thu được 1,68 lít hỗn hợp hai khí H2S và H2 (đktc) và dung dịch Y. Dẫn hỗn hợp hai khí trên vào dung dịch CuCl2 dư, thu được 4,32 gam kết tủa màu đen.

a. Xác định kim loại X. Viết một phản ứng giữa kim loại X vừa tìm được với dung dịch H2SO4 theo dữ kiện cho.



183

b. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch H2SO4. c. Cho từ từ V (lít) dung dịch NaOH 0,1M vào lượng dung dịch Y trên. Tìm khoảng

xác định của V hoặc trị số của V để: α. Không có kết tủa. β. Thu được kết tủa nhiều nhất. Tính khối lượng kết tủa nhiều nhất này.

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (Li = 7; Be = 9; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Ni =

59; Cu = 64; Ag = 108; Hg = 200; Pb = 208; O = 16; H = 1; S = 32) ĐS: Al; H2SO4 7M; 2,04lít ≥ V ≥ 7,64lít; V = 6,24lít ; 10,92gam Al(OH)3

I.5. Ion H+ - Ion H+ của axit thông thường oxi hóa được các kim loại đứng trước H trong dãy

thế điện hóa. Ion H+ bị khử tạo khí H2, còn kim loại bị khử tạo muối tương ứng (ion kim loại).

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au Thí dụ: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 0 +1 +2 0

Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Chất oxi hóa) (Chất khử) Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử: Zn > H2 Tính oxi hóa: H+ > Zn2+

Fe + H2SO4(l) → FeSO4 + H2 0 +1 +2 0

Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Chất oxi hóa) (Chất khử) Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử: Fe > H2 Tính oxi hóa: H+ > Fe2+

Al + 3HBr → AlBr3 + 23 H2

0 +1 +3 0

Al + 3H+ → Al3+ + 23 H2

(Chất khử) (Chất oxi hóa) (Chất oxi hóa) (Chất khử) Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử: Al > H2 Tính oxi hóa: H+ > Al3+



184

Na + HCl → NaCl + 21 H2

Cu + HCl Ag + H2SO4(l) Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 Crom Crom (II) clorua Mg + 2CH3COOH → Mg(CH3COO)2 + H2 Magie Axit axetic Magie axetat Ni + 2HCl → NiCl2 + H2 Niken Niken clorua Hg + HBr Thủy ngân - Ion H+ của nước (H2O) ở nhiệt độ thường chỉ oxi hóa được các kim loại rất mạnh là

kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) và kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba, Ra). Kim loại kiềm, kiềm thổ bị oxi hóa tạo hiđroxit kim loại, còn H+ của nước bị khử thành khí hiđro (H2). Vì nồng ion H+ của nước rất nhỏ, nên ở nhiệt độ thường nó chỉ oxi hóa các kim loại rất mạnh là kiềm, kiềm thổ, mà không oxi hóa được các kim loại khác.

Thí dụ: 0 +1 +1 0

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Natri Nước Natri hiđroxit Khí hiđro (Chất khử ) (Chất oxi hóa) 2K + 2H2O → 2KOH + H2 Kali 0 +1 +2 0

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 Canxi Nước Canxi hiđroxit Hiđro (Chất khử ) (Chất oxi hóa) Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 Bari Nước Bari hiđroxit Hiđro Al + H2O Mg, Fe, Cu, Ag



185

- Ion H+ của nước (H2O) có thể oxi hóa các kim loại đứng trước H trong dãy thế điện hóa ở nhiệt độ cao, kim loại bị oxi hóa tạo oxit kim loại, còn H+ của nước bị khử tạo thành khí H2. Vì ở nhiệt độ cao nên hiđroxit kim loại bi nhiệt phân nên ta không thu được hiđroxit kim loại mà là oxit kim loại.

Thí dụ: Fe + H2O 3Fe + 4H2O < 5700C Fe3O4 + 4H2 Sắt Hơi nước Săt từ oxit Hiđro Fe + H2O > 5700C FeO + H2 Sắt Hơi nước Săt (II) oxit Hiđro Mg + H2O → 0 +1 +2 0 Mg + H2O → caot 0 MgO + H2 Magie Hơi nước Magie oxit Hiđro Cu + H2O → Cu + H2O t0 Zn + H2O Zn + H2O → caot 0 ZnO + H2 Kẽm Kẽm oxit Ghi chú G.1. Khi cho kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Fr) kiềm thổ (Ca, Sr, Ba, Rn) tác dụng

với dung dịch axit thông thường thì kim loại kiềm, kiềm thổ tác dụng với H+ của axit trước (tạo muối và khí H2), khi hết axit mà còn dư kim loại kiềm, kiềm thổ, thì kim loại kiềm, kiềm thổ mới tác dụng tiếp với dung môi nước của dung dịch sau (tạo hiđroxit kim loại và khí H2).

Thí dụ: Cho Na vào dung dịch HCl: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 Hết HCl mà còn dư: 2Na(còn dư) + 2H2O → 2NaOH + H2



186

Cho Ba vào dung dịch CH3COOH: Ba + 2CH3COOH → Ba(CH3COO)2 + H2 Hết CH3COOH, còn Ba dư: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 Bài tập 82 Cho m gam kali kim loại vào 100 ml dung dịch HCl 0,1M. Sau đó cần thêm tiếp 10 ml dung dịch HBr 0,2M để thu được dung dịch có pH = 7.

a. Tính m. b. Tính thể tích khí hiđro thoát ra trong thí nghiệm trên ở 27,30C; 83,6 cmHg. c. Xác định nồng độ mol/lít của dung dịch có pH = 7 trên.

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Coi thể tích dung dịch không thay đổi trong quá trình phản ứng.

(K = 39) ĐS: m = 0,468g; 134,4ml; KCl 0,091M; KBr 0,018M

Bài tập 82’ Cho m gam canxi kim loại vào 200 gam dung dịch HBr 0,81%. Sau đó cần thêm tiếp 50 gam dung dịch HCl 0,73% vào để thu được dung dịch D có pH = 7.

a. Tính m. b. Tính thể tích khí thoát ra ở đktc. Coi hơi nước bay hơi không đáng kể. c. Xác định nồng độ % mỗi chất tan của dung dịch D.

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (Ca = 40; H = 1; Br = 80; Cl = 35,5)

ĐS: m = 0,6g; 336ml H2; CaBr2 0,8%; CaCl2 0,222%

I.6. Ion kim loại Ion kim loại luôn luôn là ion dương. Tất cả ion kim loại đều có thể là chất oxi hóa. Nếu là chất oxi hóa thì nó bị khử tạo ion kim loại có số oxi hóa thấp hơn hay thành kim loại đơn chất tương ứng. - Ion kim loại (trong dung dịch) oxi hóa được các kim loại đứng trước nó trong dãy thế

điện hóa (trừ kim loại kiềm, kiềm thổ). K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au

→ Chiều các chất khử có độ mạnh giảm dần

K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+ → Chiều các chất oxi hóa có độ mạnh tăng dần

Thí dụ: 2FeCl3(dd) + Fe → 3FeCl2(dd)



187

+3 0 +2

2Fe3+ + Fe → 3Fe2+ Chất oxi hóa Chất khử FeCl2(dd) + Zn → Fe + ZnCl2(dd) +2 0 0 +2

Fe2+ + Zn → Fe + Zn2+

Chất oxi hóa Chất khử 2Al + 3CuSO4(dd) → Al2(SO4)3(dd) + 3Cu

0 +2 +3 0

2Al + 3Cu2+ → 2Al3+ + 3Cu Chất khử Chất oxi hóa Ag + Fe(NO3)3(dd) → 3Zn(dư) + 2Fe(NO3)3(dd) → 3Zn(NO3)2(dd) + 2Fe 0 +3 +2 0

3Zn(dư) + 2Fe3+ → 3Zn2+ + 2Fe Chất khử Chất oxi hóa Zn + 2Fe(NO3)3(dd, dư) → Zn(NO3)2(dd) + 2Fe(NO3)2(dd) Zn + 2Fe3+(dư) → Zn2+ + 2Fe2+ AgNO3(dd) + Fe(NO3)3(dd) → AgNO3(dd) + Fe(NO3)2(dd) → Ag + Fe(NO3)3(dd) +1 +2 0 +3

Ag+ + Fe2+ → Ag + Fe3+

Chất oxi hóa Chất khử Fe + Cu(CH3COO)2(d d) → Fe(CH3COO)2 + Cu Cu + FeSO4(dd) → CuSO4(dd) + Fe Cu + Fe2(SO4)3(dd) → CuSO4 + 2FeSO4 +3 -2 -1 -1 +2 +2 +4 0 0 - Ion Fe3+(dd) oxi hóa được H2S, HI, KI, Sn2+, Na2S2O3, SO3

2-, Cu, Fe. Fe3+ bị khử tạoFe2+, còn các chất khử trên bị o xi hóa tạo S, I2, I2, Sn4+, Na2S4O6, SO4

2-, Cu2+, Fe2+.



188

Thí dụ: +3 -2 +2 0

2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl Chất oxi hóa Chất khử +3 -1 +2 0

2FeCl3 + 2HI → 2FeCl2 + I2 + 2HCl Chất oxi hóa Chất khử +3 -1 +2 0

2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl Chất oxi hóa Chất khử + 3 +2 +2 +4

2FeCl3 + SnCl2 → 2FeCl2 + SnCl4 Sắt (III) clorua Thiếc (II) clorua Sắt (II) clorua Thiếc (IV) clorua (Chất oxi hóa) (Chất khử) +3 +2 +2 +2,5

2FeCl3 + 2Na2S2O3 → 2FeCl2 + Na2S4O6 + 2NaCl Natri tiosunfat; Natri hiposun fit Natri terationat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +3 +4 +2 +6

2FeCl3 + Na2SO3 + H2O → 2FeCl2 + Na2SO4 + 2HCl Natri sunfit Natri sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 Fe2(SO4)3 + 6KI → 2FeI + I2 + 3K2SO4 Fe2(SO4)3(dd) + 3Na2S(dd, dư) → 2FeS + S + 3Na2SO4 Fe2(SO4)3(dd, dư) + Na2S(dd, dư) → 2FeSO4 + S + Na2SO4 (Nếu trong dung dịch loãng, còn có sự thủy phân: Fe2(SO3)3 + 3Na2S → 2Fe(OH)3 + H2S + 3Na2SO4) Fe2(SO4)3(dư) + 2KI → 2FeSO4 + I2 + K2SO4 Fe2(SO4)3 + 6KI(dư) → 2FeI2 + I2 + 3K2SO4 Chú ý



189

Do tính oxi hóa của Fe3+, nó oxi hóa được I-, SO32-, S2-, nên không có FeI3, Fe2(SO3)3,

Fe2S3 trong dung dịch. Cũng do sự thủy phân nhiều của Fe3+ mà không có Fe2(CO3)3, Fe2S3 trong dung dịch (Sự thủy phân của các muối này đã đề cập ở phần qui luật thực nghiệm sự hòa tan muối trong nước). Sự không hiện diện Fe2S3 trong dung dịch, có tài liệu là do sự thủy phân, tạo Fe(OH)3 và H2S; Có tài liệu cho là do Fe3+ đã oxi hóa S2- tạo S, còn Fe3+ bị khử tạo Fe2+. Có lẽ, khi dung dịch loãng (có nhiều nước) thì có sự thủy phân hoặc có cả sự thủy phân lẫn sự oxi hóa khử. Nói chung, không thu được Fe2S3 trong dung dịch. Bài tập 83 Hoãn hôïp chaát raén A goàm boät saét vaø muoái baïc nitrat. Cho 250 ml H2O vaøo coác coù chöùa m gam hoãn hôïp A. Khuaáy ñeàu ñeå phaûn öùng xaûy ra hoaøn toaøn, thu ñöôïc 5,4 gam moät kim loaïi vaø 250 ml dung dòch B coù chöùa hoãn hôïp muoái. Cho töø töø boät kim loaïi ñoàng vaøo löôïng dung dòch B treân thì dung dòch naøy hoøa tan ñöôïc toái ña 0,32 gam boät ñoàng vaø thu ñöôïc dung dòch trong suoát. a. Vieát caùc phöông trình phaûn öùng xaûy ra. b. Tính m. c. Tính noàng ñoä mol/lít moãi chaát tan trong dung dòch B.

(Fe = 56 ; Ag = 108 ; N = 14 ; O = 16 ; Cu = 64) ĐS: m = 9,62g; Fe(NO3)2 0,04M; Fe(NO3)3 0,04M

Bài tập 83’ Hỗn hợp chất rắn X gồm bột kẽm và muối sắt (III) sunfat. Cho 200 ml nước vào một bình chứa m gam hỗn hợp X. Dùng đũa thủy tinh khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thu được chất không tan gồm 3,36 gam một kim loại và dung dịch Y có hòa tan hỗn hợp muối. Cho dung dịch xút lượng dư vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xong, lọc lấy kết tủa đem nung ngoài không khí cho đến khối lượng không đổi thì thu được 11,2 gam một chất rắn.

a. Viết các phản ứng xảy ra. b. Tính m. c. Tính nồng độ mol của chất tan của dung dịch Y. Coi thể tích dung dịch Y bằng

thể tích nước đã dùng. (Zn = 65; Fe = 56; S = 32; O = 16)

ĐS: m = 50,4g; ZnSO4 0,8M; FeSO4 0,7M

I.7. Halogen X2 và các hợp chất của nó, như F2, Cl2, Br2, I2, NaClO, KClO3, Ca(ClO)2, CaCl2O, KBrO3, KIO3, HClO4. Các chất oxi hóa halogen đơn chất có số oxi hóa 0 hay hợp chất của halogen có số oxi hóa +1, +3, +5, +7 thường bị khử tạo thành muối halogenua X- (Cl-, Br-, I-) trong đó halogen có số oxi hóa bằng –1.

- Halogen nằm ở chu kỳ trên đẩy được halogen nằm ở chu kỳ dưới ra khỏi dung

dịch muối halogenua. Hay halogen đẩy được phi kim yếu hơn nó ra khỏi dung dịch muối cũng như axit. Thực chất cũng là chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh trong dung dịch để tạo chất khử và chất oxi hóa tương ứng yếu hơn.



190

Thí dụ: Cl2 + 2KBr(dd) → 2KCl(dd) + Br2 0 -1 -1 0

Cl2 + 2Br- (dd) → 2Cl- (dd) + Br2 Chất oxi hóa Chất khử Chất khử Chất oxi hóa Phản ứng xảy ra được là do: Tính oxi hóa: Cl2 > Br2 Tính khử: Br- > Cl-

0 -1 -1 0

Br2 + 2KI → 2KBr + I2 Brom Kali iođua Kali bromua Iot

(Chất oxi hóa) (Chất khử ) (Chất khử) (Chất oxi hóa) Phản ứng xảy ra được là do: Tính oxi hóa: Br2 > I2 Tính khử: I- > Br-

I2 + NaCl → Br2 + KF → F2 + 2NaCl → 2NaF + Cl2 Flo (Fluor) Natri clorua Natri florua Clo Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2 Br2 + 2HI → 2HBr + I2 I2 + H2S → 2HI + S 0 +2 +3 0

3F2 + 2FeCl2(khan) → 2FeF3 + 2Cl2

- Halogen X2 oxi hóa được hầu hết các kim loại để tạo muối halogenua X-. Riêng F2 (flo) có tính oxi hóa mạnh nhất, nó phản ứng được với tất cả các kim loại (kể cả vàng và bạch kim) để tạo muối florua. F2, Cl2, Br2 tác dụng Fe tạo muối sắt (III), riêng I2 chỉ tạo muối sắt (II) (Vì Fe3+ oxi hóa được I- tạo I2)

Thí dụ: 2Na + Cl2 → 2NaCl Natri nóng chảy cháy trong bình khí clo cho ngọn lửa sáng chói, tạo natri clorua. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Sắt (III) clorua



191

Bột sắt nóng cháy trong bình khí clo tạo thành khói màu nâu, đó là những hạt rất nhỏ sắt (III)

clorua.

Fe + 23 F2 → FeF3 Sắt (III) florua

Fe + 23 Br2 → FeBr3 Sắt (III) bromua

Fe + I2 → FeI2 Sắt (II) iođua Cu + Cl2 → CuCl2 Nung sợi dây đồng nóng đỏ rồi cho vào bình khí clo, sợi dây đồng cháy sáng, tạo đồng (II) clorua. 2Al + 3Br2 → 2AlBr3 2Al + 3I2 → 2AlI3 - Cl2, Br2 oxi hóa được dung dịch muối sắt (II) tạo muối sắt (III). Cl2 oxi hóa H2S

tạo H2SO4. Br2, I2 o xi hoá H2S tạo S. +2 0 +3 -1

2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Sắt (II) clorua Clo Sắt (III) clo rua (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +3 +3 -1

23 FeCl2 +

43 Br2 → FeCl3 +

21 FeBr3

6FeCl2 + 3Br2 → 4FeCl3 + 2FeBr3 +2 0 +3 -1

2FeBr2 + Br2 → 2FeBr3 0 -2 -1 +6

4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4 Clo Hiđro sunfua Axit clohiđric Axit sunfuric (Chất oxi hóa) (Chất khử) Br2 + H2S → 2HBr + S Nếu cho dung dịch H2S (axit sunfuahiđric) vào nước brom, thí thấy brom mất màu đỏ nâu và

dung dịch đục (do có tạo kết tủa S) I2 + H2S → 2HI + S



192

- X2 oxi hóa được SO2 trong dung dịch tạo H2SO4 0 +4 -1 +6

Cl2 + SO2 + 2H2O → 2HCl + H2SO4 Clo Khí sunfurơ Axit clohiđric Axit sunfuric (Chất oxi hóa) (Chất khử) 0 +4 -1 +6

Br2 + SO2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 Brom Khí sunfurơ Axit bromhiđric Axit sunfuric (Chất oxi hóa) (Chất khử) Khí SO2 làm mất màu đỏ nâu của nước brom 0 +4 -1 +6

I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4 Iot Khí sunfurơ Axit iothiđric Axit sunfuric (Chất oxi hóa) (Chất khử) Khí SO2 làm mất màu vàng của dung dịch iot. - Cho luồng khí flo (fluor, F2) đi qua nước nóng thì nước bốc cháy và tạo ra khí

oxi 0 -2 -1 0

2F2 + 2H2O →0t 4HF + O2

Khí flo Hơi nước Hiđro florua Khí oxi (Chất oxi hóa) (Chất khử) Nước dập tắt lửa đám cháy, nhưng nước bốc cháy trong khí flo, giải phóng khí

oxi. Do đó khi cho F2 tác dụng với dung dịch NaCl không thu được khí clo (Cl2) mà là có phản ứng giữa khí F2 với dung môi nước (H2O) của dung dịch tạo khí O2.

- X2 oxi hóa được các phi kim như: H2, S, P F2 + H2 → 2HF (Phản ứng nổ mạnh ngay cả trong bóng tối ở nhiệt độ rất thấp, -2000C) Cl2 + H2 →as 2HCl (Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối, phản úng xảy ra rất chậm. Nhưng khi đun nóng hay chiếu sáng mạnh thì phản ứng xảy ra ngay và kèm theo tiếng nổ mạnh) Br2 + H2 →

0t 2HBr (Phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng) I2 + H2 t0 cao 2HI (Phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng ở nhiệt độ cao và phản ứng thuận nghịch) 2S + Cl2 → S2Cl2



193

P + 23 Cl2 → PCl3

P + 25 Cl2 → PCl5

P + 23 Br2 → PBr3

2P + 3I2 →

0t 2PI3

- KClO3, NaClO, KBrO3, KIO3 oxi hóa được các chất khử như: C, S, P, Fe2+, S2- , SO3

2-, NH3. Còn các chất oxi hóa trên bị khử tạo Cl-, Br-, I- Thí dụ: +5 0 –1 +4

2KClO3 + 3C →0t 6KCl + 3CO2

Kali clo rat Cacbon Kali clo rua Khí cacbonic (Chất oxi hóa) (Chất khử) KClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl2 + 3H2O +5 -1 -1 0

KClO3 + 6HBr → KCl + 3Br2 + 3H2O Kali clorat Axit bromhiđric Kali clorua Brom (Chất oxi hóa) (Chất khử) +5 -1 -1 0

KBrO3 + 6HI → KBr + 3I2 + 3H2O Kali bromat Axit iothiđric Kali bromua Iot (Chất oxi hóa) (Chất khử) +1 -3 -1 0

3NaClO + 2NH3 → 3NaCl + N2 + 3H2O Natri hipoclorit Amoniac (Chất oxi hóa) (Chất khử) +1 -1 -1 0

NaClO + H2O2 → NaCl + O2 + H2O Natri hipoclorit Hiđropeoxit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +1 -1 -1 0

NaClO + 2KI + H2O → NaCl + I2 + 2KOH



194

+5 -1 -1 0

NaClO3 + 6KI + 3H2SO4 → NaCl + 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O Natri clorat Kali iođua Natri clorua Iot (Chất oxi hóa) (Chất khử)

Lưu ý L.1. Khi cho khí clo vào dung dịch xút, có phản ứng:

0 -1 +1

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O Clo Natri clorua Natri hipoclorit (Chất oxi hóa, Chất khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) Sở dĩ có phản ứng trên là do: Cl2 + H2O → HCl + HClO Axit clohiđric Axit hipoclorit HCl + NaOH → NaCl + H2O HClO + NaOH → NaClO + H2O

L.2. Dung dịch hỗn hợp các muối NaCl - NaClO (hay KCl - KClO) được gọi là nước Javel. Nước Javel có tính oxi hóa mạnh (do có ion hipoclorit, ClO-), được dùng để tẩy trắng sợi bông, vải và giấy. Nước Javel không để được lâu. Trong nhà máy dệt, nhà máy giấy, nước Javel được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl loãng (15 – 20%) trong bình điện phân không có vách ngăn với catod bằng sắt và anod bằng than chì (cacbon graphit).

L.3. Khi cho khí clo tác dụng dung dịch kiềm đã được đun nóng 1000C thì thu được

muối clorat. 0 -1 +5

3Cl2 + 6NaOH → C0100 5NaCl + NaClO3 + 3H2O Clo Natri clorua Natri clorat (Chất oxi hóa, Chất khử) (Phản ứng tự oxi hóa khử) 0 -1 +5

3Cl2 + 6KOH → C0100 5KCl + KClO3 + 3H2O Clo Kali clorua Kali clorat (Chất oxi hóa, Chất khử) (Phản ứng tự oxi hóa khử) Kali clorat dễ bị nhiệt phân tạo kali clorua và khí oxi (khi đun nóng có MnO2 làm

xúc tác). Do đó KClO3 được dùng điều chế khí O2 trong phòng thí nghiệm. Với các chất dễ bị cháy (đễ bị khử) như lưu huỳnh (S), cacbon (than, C), photpho (P), bột nhôm (Al), đường (C12H22O11) sẽ tạo hỗn hợp nổ với KClO3 khi va chạm (quẹt, đập). Vì thế, KClO3 được dùng làm thuốc pháo, thuốc đầu que diêm. Trong đầu của cây diêm quẹt có chứa 50% khối lượng KClO3.



195

KClO3 →0

2 ,tMnO KCl + 23 O2

Trong công nghiệp, KClO3 được điều chế bằng cách cho khí clo đi qua nước vôi

đun nóng rồi lấy dung dịch nóng đó trộn với KCl và để nguội để cho KClO3 kết tinh (vì KClO3 ít tan hơn CaCl2). Kali clorat còn được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KCl 25% ở nhiệt độ 70 – 750C.

6Cl2 + 6Ca(OH)2 →

0t Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O Ca(ClO3)2 + 2KCl → 2KClO3 + CaCl2 Canxi hipoclorit Kali clorat 2KCl + 2H2O đp, không vách ngăn, 750C, anod trơ H2 + 2KOH + Cl2 Catot Anot

6KOH + 3Cl2 →0t 5KCl + KClO3 + 3H2O

(ít tan hơn KCl)

L.4. Clorua vôi (CaOCl2) là chất bột màu trắng, xốp, có mùi xốc, luôn bốc mùi khí clo. Clorua vôi được coi là muối canxi hỗn tạp của axit clohiđric (HCl) và axit hipoclorơ (HClO). Clorua vôi có tính oxi hóa mạnh, nó được dùng để tẩy trắng vải, giấy và để tẩy uế các hố rác, cống rãnh, các ổ gây dịch bệnh. Do có khả năng tác dụng với các chất hữu cơ, nên clorua vôi còn được dùng để hóa giải các chất độc trong chiến tranh hóa học. Clorua vôi còn được dùng trong quá trình tinh chế dầu mỏ. Clorua vôi được tạo ra khi cho khí clo tác dụng với vôi sữa (huyền phù đặc Ca(OH)2 trong nước) theo phản ứng:

Cl Cl2 + Ca(OH)2 → Ca + H2O O Cl Khi cho clorua vôi tác dụng với axit clohiđric thì có tạo khí clo: -1 +1 0

CaOCl2 + 2HCl → Cl2 + CaCl2 + H2O Dưới tác dụng của ánh sáng hoặc đun nóng dung dịch clorua vôi, có mặt đồng oxit

hoặc sắt oxit làm xúc tác, thì có sự phân hủy clorua vôi tạo khí oxi và canxi clorua.

-2 +1 -1 0 2CaOCl2 ás (t0) CuO (Fe2O3) CaCl2 + O2 Có thể dùng hai phản ứng trên để điều chế khí clo và oxi trong phòng thí nghiệm.



196

Khi để trong không khí, clorua vôi tác dụng với khí cacbonic có trong không khí và giải phóng khí điclo oxit (Cl2O). Khí Cl2O có mùi giống khí clo (Cl2). Điều này giải thích nguyên nhân clorua vôi có mùi khí clo.

2CaOCl2 + CO2 → CaCl2 + CaCO3 + Cl2O Trong công nghiệp, người ta điều chế clorua vôi bằng cách cho khí clo tác dụng với

vôi tôi khô. Clorua vôi rẻ tiền hơn, chứa hàm lượng hipoclorit cao hơn, dễ bảo quản và chuyên chở hơn so với nước Javel.

Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O

L.5. Khi hòa tan khí clo (Cl2) trong nước, thì có một phần clo tác dụng với nước, tạo

hỗn hợp axit clohiđric (HCl) và axit hipoclorơ (HClO) 0 -1 +1 Cl2 + H2O HCl + HClO Clo Axit clohiđric Axit hipoclorơ (Chất oxi hóa, Chất khử; Chất tự oxi hóa tự khử) (Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử) Phản ứng trên của Cl2 giải thích sự làm đổi màu giấy quì xanh ướt hóa đỏ của

khí clo, rồi giấy quì bị mất màu. Nguyên nhân là axit HCl làm đỏ giấy quì xanh, còn axit HClO thì lại làm mất màu giấy quì (do tính oxi hóa mạnh của HClO). Đây là hiện tượng đặc trưng để nhận biết khí clo (Cl2).

Axit hipoclorơ chỉ tồn tại trong dung dịch, nó kém bền, ngay cả trong dung dịch

loãng HClO, đã có sự phân hủy tạo khí oxi và axit HCl. Sự phân hủy này xảy ra càng nhanh dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Vì thế nước clo để sau một thời gian sẽ mất màu vàng nhạt và chỉ còn chứa a xit clohiđric (HCl).

2HClO →as 2HCl + O2 Axit hipoclorơ Axit clohiđric Oxi L.6. Iot (I2) tác dụng dễ dàng với dung dịch Na2S2O3 (Natri tiosunfat, Natri hiposunfit)

tạo muối NaI và Na2S4O6 (Natri tetrationat). Dung dịch Na2S2O3 làm mất màu vàng của dung dịch iot. Người ta thường dùng phản ứng này để định phân dung dịch Na2S2O3 bằng dung dịch I2 (nhằm xác định nồng độ dung dịch Na2S2O3 khi biết nồng độ dung dịch I2 hoặc ngược lại). Sau khi phản ứng vừa đủ, một giọt dư dung dịch I2 làm cho dung dịch phản ứng có màu vàng rất nhạt (Hoặc một lượng dung dịch I2 có dư sẽ làm cho dung dịch hồ tinh bột loãng có màu xanh dương, do đã cho vào dung dịch phản ứng trước đó). Nhờ các hiện tượng đặc trưng này mà người ta mới biết phản ứng xong (giọt dư dung dịch I2 coi như sai số trong sự định phân, hay trong phép chuẩn độ thể tích).

+2 0 +2,5 -1

2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI Natri hiposunfit Iot Natri tetrationat Natri iođua (Chất khử) (Chất oxi hóa)



197

I.8. Ozon (O3) [Thù hình là hiện tượng một nguyên tố hóa học hiện diện dưới các dạng đơn chất khác nhau. Thí dụ: O2 (oxi), O3 (ozon) là hai chất thù hình của nguyên tố oxi; Cacbon graphit (than chì), Cacbon kim cương), Cacbon vô định hình (mồ hóng, lọ nghẹ) là ba chất thù hình của nguyên tố cacbon; Photpho trắng (P4), Photpho đỏ (photpho tím), Photpho đen là ba chất thù hình của nguyên tố photpho] Ozon (O3) là một chất thù hình với oxi (O2). Ozon hiện diện dạng khí ở điều kiện thường, có màu xanh da trời nhạt, có mùi xốc. Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi, nó phá hủy các chất hữu cơ, oxi hoá nhiều kim loại, trong đó có bạc. Ozon có tính oxi hóa mạnh là do nó không bền, dễ bị phân hủy tạo thành oxi nguyên tử (O) [O nguyên tử có tính oxi hóa mạnh hơn oxi phân tử, O2, vì không cần cung cấp năng lượng để cắt đứt liên kết đôi giữa O với O, O=O, trong phân tử O2]: O3 → O2 + O Ozon Oxi Oxi nguyên tử - Ozon đẩy được iot (iod) ra khỏi dung dịch kali iođua (iodur kalium) (O2 không có

tính chất này). Do đó dung dịch KI được dùng để nhận biết ozon (Nếu là ozon thì khi cho tác dụng với dung dịch KI sẽ thu được I2, làm cho dung dịch có màu vàng, hay I2 tạo ra làm xanh hồ tinh bột). Hay giấy tẩm dung dịch KI và hồ tinh bột (giấy iođua - tinh bột) chuyển ngay sang màu xanh nếu có hiện diện ozon trong không khí.

KI + O2 + H2O → -1 0 0 -2

2KI + O3 + H2O → I2 + O2 + KOH Kali iođua Ozon Iot Oxi (Chất khử) (Chất oxi hóa) - Ozon oxi hóa được kim loại bạc (Ag), thủy ngân (Hg). Trong khi oxi (O2) không tác

dụng vớI kim loại bạc. Ag + O2 → 0 0 +1 -2

2Ag + O3 → Ag2O + O2 - Ozon oxi hóa muối sunfua thành muối sunfat, oxi hóa amoniac thành nitrit,

nitrat -2 0 +6 -2

PbS + O3 → PbSO4 + O2 Chì (II) sunfua Chì (II) sunfat



198

Do có tính oxi hóa mạnh nên ozon diệt được các vi khuẩn vì thế ozon được dùng để diệt trùng trong nước và khử trùng không khí. Một lượng nhỏ ozon trong không khí sẽ làm cho không khí trong lành, có ảnh hưởng tốt đến cơ thể con người, nhưng nếu không khí chứa nhiều ozon sẽ gây ngộ độc. Trong tự nhiên, ozon được tạo thành từ oxi khi có sấm sét. Ở độ cao 10 – 30 km, ozon được tạo thành do tác dụng của tia tử ngoại mặt trời. Nhờ vậy, các tia tử ngoại của mặt trời có hại cho sự sống bị ngăn chặng lại. Những năm gần đây, người ta phát hiện những lỗ thủng của tầng ozon. Đây là một nguy cơ đang được nghiên cứu để khắc phục.

I.9. Hiđro peoxit (H2O2) - H2O2 có tính oxi hóa mạnh trong cả môi trường axit lẫn môi trường kiềm. H2O2 oxi

hóa được I- thành I2, KNO2 thành KNO3, sunfua thành sunfat. H2O2 bị khử tạo H2O.

-1 -1 -2 0

H2O2 + H2SO4 + 2KI → 2H2O + I2 + K2SO4 (Chất oxi hóa) (Chất khử) -1 -2 -2 +6

4H2O2 + PbS → 4H2O + PbSO4 Hiđro peoxit Chì (II) sunfua Nước Chì (II) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) +3 -1 +5 -2

KNO2 + H2O2 → KNO3 + H2O Kali nit rit Hiđro peoxit Kali nitrat Nước (Chất khử) (Chất oxi hóa) - H2O2 rất tinh khiết tương đối bền, nhưng nó dễ bị phân tích tạo O2 và H2O khi có

lẫn tạp chất kim loại nặng hay hợp chất các kim loại này, hoặc khi đun nóng hay bị chiếu sáng. Do đó để bảo quản H2O2, người ta để chất này trong các chai thủy tinh sậm màu cũng như để nơi tối và râm mát. Người ta thấy O2 được tạo ra từ phân tử H2O2 chứ không phải của H2O. Do đó liên kết giữa O – O trong H2O2 không bị đứt mà là anion [O - O]2- mất điện tử. Tất cả các ứng dụng thực tế của H2O2 đều dựa vào tính không bền và tính oxi hóa mạnh của nó. Dung dịch H2O2 3% được dùng sát trùng trong y học, như súc miệng, rửa vết thương. H2O2 cũng được dùng làm chất tẩy trắng vải, len, lụa, bông, rơm rạ, giấy, mây tre,…Ưu điểm của chất tẩy H2O2 là khi dùng dung dịch thích hợp, nồng độ không lớn, nó chỉ làm trắng chất có màu nhưng không làm hư hỏng vật được tẩy. Các chất dễ cháy như giấy, mạt cưa,… sẽ bốc cháy khi tiếp xúc dung dịch H2O2 có nồng độ lớn hơn 65%. Dung dịch H2O2 đậm đặc (lớn hơn 80%) được dùng làm chất oxi hóa nhiên liệu cho các động cơ phản lực. Do tính dễ bị phân hủy của nó, H2O2 còn được dùng làm chất tạo bọt cho các ngành sản xuất vật liệu xốp.

H2O2 → )( 0tas 21 O2 + H2O

Hiđro peoxit Oxi Nước



199

- Peoxit (-O-O-) coi như là muối của “axit” H2O2. Do đó khi cho các H2O2 tác dụng

với dung dịch kiềm mạnh (như NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) sẽ tạo peoxit kim loại tương ứng và nước; Còn khi cho peoxit kim loại tác dụng với axit thì hiđro peoxit bị đẩy ra khỏi peoxit kim loại. (Axit mạnh đẩy được axit yếu hơn ra khỏi muối. H2O2 có tính axit mạnh hơn nước, nhưng yếu hơn nhiều so với các axit thông thường khác)

H2O2 + Ba(OH)2 → BaO2 + 2H2O Hiđro peoxit Bari hiđroxit Bari peoxit Nước BaO2 + H2SO4 → H2O2 + BaSO4 Bari peoxit Axit sunfuric Hiđro peoxit Bari sunfat H2O2 + 2NaOH → Na2O2 + 2H2O K2O2 + 2HCl → H2O2 + 2KCl Kali peoxit Axit clohiđric Hiđro peoxit Kali clorua I.10. Oxit kim loại (Oxid kim lọai) Oxit kim loại bị khử tạo kim loại tương ứng hay oxit kim loại trong đó kim loại có

số oxi hóa thấp hơn. Các chất khử thường dùng để khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao là Al, H2, CO, C. Tuy nhiên bốn chất khử này chỉ khử được các oxit kim loại trong đó kim loại đứng sau nhôm trong dãy thế điện hóa. Các oxit kim loại Al, Mg, kim loại kiềm, kiềm thổ, chỉ bị khử tạo kim loại tương ứng tại catot bình điện phân khi điện phân nóng chảy các oxit kim loại tương ứng trên.

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au +3 0 0 +3

Fe2O3 + 2Al →0t 2Fe + Al2O3

(Chất oxi hóa) (Chất khử) +2 0 0 +1

CuO + H2 →0t Cu + H2O

(Chất oxi hóa) (Chất khử) +1 +2 0 +4

Ag2O + CO →0t 2Ag + CO2


ZnO + C →0t Zn + CO

(Chất oxi hóa) (Chất khử)



200

+3 +2 +8/3 +4

3Fe2O3 + CO →0t 2Fe3O4 + CO2

Sắt (III) oxit Cacbon oxit Sắt từ oxit Cacbon đioxit (Chất oxi hóa) (Chất khử) +8/3 +2 +2 +4

Fe3O4 + CO →0t 3FeO + CO2

Sắt từ oxit Cacbon oxit Sắt (II) oxit Khí cacbonic (Chất oxi hóa) (Chất khử) +2 +2 0 +4

FeO + CO →0t Fe + CO2


PbO + C → C01400 Pb + CO Chì (II) oxit Cacbon Chì Cacbon oxit (Chất oxi hóa) (Chất khử) MgO + Al →

0t

Al2O3 + H2 →0t

K2O + CO →

0t

CaO + H2 →0t

Na2O + C →

0t Al2O3 →Dpnc 2Al + 3/2O2 Nhôm oxit Nhôm Oxi (Catot) (Anot) I.11. Một số phi kim (Không kim loại) (như halogen X2, O2, S, N2, P, C, Si, H2) - Các phi kim oxi hóa kim loại tạo oxit kim loại hay muối của kim loại tương ứng.

Còn phi kim bị khử tạo thành hợp chất của phi kim (oxit hay muối) trong đó phi kim có số oxi hóa âm.

Thí dụ: 0 0 +3 -1

Fe + 3/2Cl2 →0t FeCl3

Sắt Clo Sắt (III) clorua (Chất khử) (Chất oxi hóa)



201

0 0 +2 –2

Fe + S →0t FeS

Sắt Lưu huỳnh Sắt (II) sunfua (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +8/3 -2

3Fe + 2O2 →0t Fe3O4

Sắt Oxi Sắt từ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) Nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen X2, mức độ mãnh liệt phản ứng giảmdần từ F2 đến I2. Al + 3/2Cl2 → AlCl3 Nhôm Clo Nhôm clorua 2Al + 3/2O2 →

0t Al2O3 2Al + 3S →

0t Al2S3 Nhôm Lưu huỳnh Nhôm sunfua Cu + 1/2O2 →

0t CuO Cu + Br2 →

0t CuBr2 Au + 3/2Cl2 →

0t AuCl3 Vàng Clo Vàng (III) clorua Ag + 1/2Cl2 →

0t AgCl Bạc Clo Bạc clorua Li (lỏng) + 1/2H2(khí) t0 cao; Áp suất H2 cao LiH Liti Hiđro Liti hiđrua Na(lỏng) + 1/2H2(khí) → pt ,0

NaH Natri hiđrua 3Li + 1/2N2 →

0t Li3N Liti Nitơ Liti nitrua 3Mg + N2 →

0t Mg3N2 Magie Nitơ Magie nitrua Ca(nóng chảy) + H2 →

0t CaH2 Can xi Hiđro Canxi hiđrua



202

3Ba + N2 →

0t Ba3N2 Bari Nitơ Bari nitrua

3Ca + 2P →0t Ca3P2

Canxi Photpho Canxi photphua Ca + 2C →

0t CaC2 Can xi Cacbon Canxi cacbua 4Al + 3C →

0t Al4C3 Nhôm Cacbon Nhôm cacbua 2Ca + Si →

0t Ca2Si Canxi Silic Canxi silixua 2Mg + Si →

0t Mg2Si Magie Silic Magie silixua Hg + S → HgS Thủy ngân Lưu huỳnh Thủy ngân (II) sunfua Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh ở nhiệt độ thường, vì vậy người ta thường dùng bột lưu huỳnh để gom những hạt rất nhỏ của thủy ngân rơi vãi trên nền nhà, tránh được tác dụng độc hại của thủy ngân bay hơi tạo ra.

2Cr + 3Cl2 →0t 2CrCl3

Crom Clo Crom (III) clorua 2Cr + 3S →

0t Cr2S3 Crom Lưu huỳnh Crom (III) sunfua 2Cr + N2 →

0t 2CrN Crom Nitơ Crom (III) nitrua - Phi kim mạnh có thể oxi hóa phi kim yếu hơn. Thí dụ: 0 0 +5 -2

2P + 5/2O2(dư) → C060 P2O5 Photpho Oxi Photpho (V) oxit; Anhiđrit photphoric (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +3 -2

2P + 3/2O2(thiếu) → C060 P2O3 Photpho Oxi Photpho (III) oxit; Anhiđrit photphorơ



203

0 0 +3 -1

P + 3/2Cl2(thiếu) → PCl3 Photpho Clo Photpho triclorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +5 –1

P + 5/2Cl2(dư) → PCl5 Photpho Clo Photpho pentaclorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 -3 +1

P + 3/2H2 → C0300 PH3 Photpho Hiđro Photphin; Photphua hiđro (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +1 -2

H2 + 1/2O2 → H2O Hiđro Oxi Nước; Hiđro oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 -3 +1 N2 + 3H2 Fe, t0, p 2NH3 Nitơ Hiđro Amoniac; Hiđro nitrua (Chất oxi hóa) (Chất khử) 0 0 -4 +1

C + 2H2 → CNi 0500, CH4 Cacbon Hiđro Metan (Chất oxi hóa) (Chất khử) 0 0 +1 -2

S + H2 →0t H2S

Lưu huỳnh Hiđro Hiđro sunfua (Chất oxi hóa) (Chất khử) 0 0 +5 -2

5S + 2P →0tt P2S5

Lưu huỳnh Photpho Điphotpho pentasunfua (Chất oxi hóa) (Chất khử) 0 0 +4 -2

S + O2 →0t SO2

Lưu huỳnh Oxi Lưu huỳnh (IV) oxit; Anhiđrit sunfuarơ; Khí sunfuarơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +2 -2 N2 + O2 30000C (Tia lửa điện) 2NO Nitơ Oxi Nitơ oxit (Chất khử) (Chất oxi hóa)



204

0 0 +4 –1

Si + 2F2 → SiF4 (Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường) Silic Flo; Fluor Tetraflo silan; Silic tetraclorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +4 –2

Si + O2 →0t SiO2

Silic Oxi Silic oxit; Anhiđrit silicic (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +4 –1

Si + 2Cl2 →0t SiCl4

Silic Clo Silic tetraclorua; Tetraclo silan (Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 0 +6 -1

S + 3F2 → SF6 Lưu huỳnh Flo Florua lưu huỳnh (VI); Hexaflorua lưu huỳnh (Chất khử) (Chất oxi hóa) - Phi kim mạnh (như F2, Cl2, O2) oxi hóa được các hợp chất của phi kim hay kim

loại có số oxi hóa trung gian cũng các hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất như CO, NO, SO2, Na2S2O3, FeS2, FeCl2, FeSO4, FeO, Fe3O4, FeS, NH3, H2S, PH3, KI, KBr, CH4,….

Thí dụ: +2 0 +4 -2

2CO + O2 →0t 2CO2

Cacbon oxit Oxi Cacbon đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +4 -2

2NO + O2 → 2NO2 Nitơ oxit Oxi Nitơ đioxit (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +4 -1

CO + Cl2 → asC , COCl2 Cacbon oxit Oxi Photgen (Chất độc chiến tranh) (Chất khử) (Chất oxi hóa) +4 0 +6 -2 2SO2 + O2 V2O5(Pt),4500C 2SO3 Anhiđrit sunfuna rơ Anhiđrit sunfuric (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +2,5 -1

2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI Natri tiosunfat; Natri hiposunfit Iot Natri tetrationat Natri iođua (Chất khử) (Chất oxi hóa)



205

+2 –1 0 +3 -2 +4 -2

2FeS2 + 11/2O2 →0t Fe2O3 + 4SO2

Pi rit sắt; Sắt (II) pesunfua Oxi Sắt (III) oxit Khí sunfurơ (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +3 -1

FeCl2 + 1/2Cl2 → FeCl3 Sắt (II) clorua Clo Sắt (III) clorua (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +3 -1

3FeSO4 + 3/2Cl2 → Fe2(SO4)3 + FeCl3 (Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +3 –2

2FeO + 1/2O2 →0t Fe2O3

(Chất khử) (Chất oxi hóa) +2 0 +3 -2

2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3 Sắt (II) hiđroxit Oxi Hơi nước Sắt (III) hiđroxit (Chất rắn trắng hơi lục nhạt) (Không khí) (Chất rắn màu nâu đỏ) +2 –2 0 +3 -2 +4 -2

2FeS + 7/2O2 →0t Fe2O3 + 2SO2

Sắt (II) sunfua Oxi Sắt (III) oxit Khí sunfurơ -3 0 0 –2

2NH3 + 3/2O2 →0t N2 + 3H2O

Amoniac Oxi Nitơ Hơi nước -3 0 + -2 -2

2NH3 + 5/2O2 →0,tPt 2NO + 3H2O

Amoniac Oxi Nitơ oxit Hơi nước -2 0 0 -2

H2S + 1/2O2(thiếu, cháy chậm) →0t S + H2O

-2 0 +4 -2 -2

H2S + 3/2O2(dư, cháy nhanh) →0t SO2 + H2O

-2 0 0 -1

H2O + F2 → 1/2O2 + 2HF (Chất khử) (Chất oxi hóa)

bg - phan ung oxh-khu - ctu

Documents