Các hiểu biết cơ bản để viết và cân bằng các phản ứng Hóa học thường gặp |
Vietsciences-Võ Hồng Thái 11/02/06 |
II. Phản ứng oxi hóa- Khử
|
E0Ox1/Kh1 > E0Ox2/Kh2
Þ
Tính oxi hóa: Ox1 > Ox2 Tính khử: Kh1 < Kh2 |
Thí dụ:
Thực nghiệm cho biết: E0Ag+/Ag > E0Fe3+/Fe2+
>E0Cu2+/Cu > E0Fe2+/Fe
Do đó,
tính oxi hóa: Ag+ > Fe3+ >
Cu2+ > Fe2+ tính khử: Ag < Fe2+ < Cu < Fe |
Sau đây là trị số thế điện hóa chuẩn của một số cặp oxi hóa khử thường gặp
(Người ta xác định được các trị số này là do thiết lập các pin điện hóa học giữa
các cặp oxi hóa khử khác với cặp oxi hóa khử hiđro . Với điện cực hiđro được
chọn làm điện cực chuẩn và qui ước E02H+/H2 = 0
V)
Cặp oxi hóa/khử | Thế điện hóa chuẩn (E0Ox/Kh, Volt, Vôn) (Thế khử chuẩn) |
K+/K | -2,92 |
Ca2+/Ca | -2,87 |
Na+/Na | -2,71 |
Mg2+/Mg | -2,37 |
Al3+/Al | -1,66 |
Mn2+/Mn | -1,19 |
Zn2+/Zn | -0,76 |
Cr3+/Cr | -0,74 |
Fe2+/Fe | -0.44 |
Ni2+/Ni | -0,26 |
Sn2+/Sn | -0,14 |
Pb2+/Pb | -0,13 |
Fe3+/Fe | -0,04 |
2H+(axit)/H2 | 0,00 |
Cu2+/Cu+ | +0,16 |
Cu2+/Cu | +0,34 |
Cu+/Cu | +0,52 |
Fe3+/Fe2+ | +0,77 |
Ag+/Ag | +0,80 |
Hg2+/Hg | +0,85 |
Pt2+/Pt | +1,20 |
Au3+/Au | +1,50 |
E0Ag+/Ag > E0Fe3+/Fe2+ > E0Cu2+/Cu > E02H+/H2 > E0Fe2+/Fe > E0Zn2+/Zn (+0,80V) (+0,77V) (+0,34V) (0,00V) (-0,44V) (-0,76V) Þ Tính oxi hóa: Ag+> Fe3+ > Cu2+ > H+ > Fe2+ > Zn2+ Tính khử: Ag < Fe2+ < Cu < H2 < Fe < Zn |
Fe +
Fe2+(dd)
0
+3
+2 |
Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử:
Fe > Fe2+
Tính oxi hóa: Fe3+ > Fe2+
Thí dụ:
Fe + FeCl2
Fe + 2FeCl3
®
3FeCl2
Fe + Fe2(SO4)3
®
3FeSO4
Cu
+
Fe2+ (dd)
|
Phản ứng trên xảy ra được là do:
Tính khử: Cu > Fe2+
Tính oxi hóa: Fe3+ > Cu2+
Thí dụ:
Fe + CuSO4
®
FeSO4 + Cu
Cu + FeSO4
Cu + Fe2(SO4)3
®
CuSO4 + 2FeSO4
Cu + 2Fe(NO3 )3
®
Cu(NO3 )2 + 2Fe(NO3
)2
Cu + Fe(CH3 COO)2
Cu + 2Fe(HCOO)3
®
Cu(HCOO)2
+ 2Fe(HCOO)2
Ag+(dd) +
Fe3+(dd)
(Dung dịch muối bạc với dung dịch muối sắt (III) không có xảy ra phản ứng
oxi hóa khử, nhưng có thể xảy ra phản ứng trao đổi)
+1
+2
0
+3
Ag+(dd)
+ Fe2+(dd)
Ag
+
Fe3+
Chất oxi hóa
Chất khử
Chất khử Chất oxi hóa
Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử:
Fe2+ > Ag
Tính oxi hóa: Ag+ > Fe3+
Thí dụ:
AgNO3 + Fe(NO3
)3
AgNO3 + Fe(NO3
)2
®
Ag + Fe(NO3 )3
3AgNO3 + 3Fe(CH3 COO)2
®
3Ag + 2Fe(CH3 COO)3
+ Fe(NO3 )3
AgNO3 + Fe(CH3
COO)3
Nhưng:
3AgNO3
+ FeCl3
®
3AgCl¯+
Fe(NO3 )3 (Phản ứng trao đổi)
3CH3 COOAg + FeBr3
®
3AgBr¯
+ Fe(CH3 COO)3 (Phản ứng trao đổi)
Fe(dư) + 2Ag+(dd)
®
Fe2+ + 2Ag Fe + 3Ag+(dd, dư) ® Fe3+ + 3Ag |
Vì:
Fe + 2Fe3+(dd)
®
3Fe2+
Ag+(dd) + Fe2+(dd)
®
Ag + Fe3+
Thí dụ:
Fe(dư) + 2AgNO3
®
Fe(NO3 )2 + 2Ag
Fe + 3AgNO3 (dư)
®
Fe(NO3 )3 + 3Ag
Fe + 3CH3 COOAg (dư)
®
Fe(CH3 COO)3 + 3Ag
Fe(dư) + 2AgClO3
®
Fe(ClO3 )2 + 2Ag
3Zn(dư) + 2Fe3+(dd)
®
3Zn2+ + 2Fe Zn + 2Fe3+(dd, dư) ® Zn2+ + 2Fe2+ |
Vì:
Zn + Fe2+
®
Zn2+ + Fe
2Fe3+ + Fe
®
3Fe2+
Thí dụ:
3 Zn(dư) + 2FeCl3
®
3ZnCl2 + 2Fe
Zn + 2FeCl3 (dư)
®
ZnCl2 + 2FeCl2
Zn + FeCl2
®
ZnCl2 + Fe
Zn + Fe2(SO4 )3 (dư)
®
ZnSO4 + 2FeSO4
3Zn(dư) + 2Fe(NO3 )3
®
3Zn(NO3 )2 + 2Fe
Tổng
quát, kim loại đồng (Cu) không tác dụng với dung dịch muối đồng (II), nhưng
đồng có thể tác dụng với dung dịch muối đồng (II) clorua để tạo đồng (I) clorua.
Nguyên nhân là do CuCl kết tủa (không tan trong dung dịch nước).
0
+2
+1
Cu +
Cu2+(dd)
2Cu+
Chất oxi hóa Chất khử
Chất khử
Chất oxi hóa
Phản ứng không xảy ra là do: Tính khử: Cu < Cu+
Tính oxi hóa: Cu2+ < Cu+
Cu + CuCl2(dd)
®
2CuCl¯
Cu + CuSO4 (dd)
Cu + Cu(NO3)2 (dd)
+1
+1
+2
0
Cu+ +
Cu+
®
Cu2+ +
Cu
Chất khử
Chất oxi hóa Chất oxi hóa
Chất khử
Phản ứng trên xảy ra được là do: Tính khử:
Cu+ > Cu
Tính oxi hóa: Cu+ > Cu2+
(E0Cu+/Cu = 0,52V > E0Cu2+/Cu+ = 0,16V)
Thí dụ:
Cu2O
+ H2SO4 (l)
®
CuSO4 + Cu + H2O
[
Cu2O + H2SO4
(l)
®
Cu2SO4 + H2O
Cu2SO4 + Cu2SO4
®
2Cu + 2CuSO4 ]
(CuCl không tan trong nước, còn các muối đồng (I) khác, nói chung, không tồn
tại)
viết các phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho kim loại đồng (Cu) vào từng dung dịch
sau đây: Fe2 (SO4 )3; FeCl2;
Cu(CH3COO)2; CuSO4 ;
CuCl2; AgNO3; NaNO3; HNO3(l);
NaNO3 trộn với HCl; HCl; HCl có hòa tan O2; H2SO4(l);
H2SO4(l) có hòa tan O2; Fe(NO3)3; Fe(CH3COO)2
; HNO3(đ, nguội); HNO3(đ, nóng); Al(NO3)3;
Fe(NO3)2 ; Fe(CH3COO)3; HgCl2;
Hỗn hợp Cu(NO3)2 - H2SO4 (l).
Viết các phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho kim loại sắt (Fe) vào từng dung dịch
sau đây: FeCl2; Fe(NO3)3;
CuSO4; ZnSO4 ; HCl; AgNO3(dư); CH3COOAg(thiếu);
HNO3(l); KNO3; KNO3 trộn với HCl; H2SO4
(l); H2 SO4 (đ, nguội); H2SO4
(đ, nóng); FeBr3; FeSO4 ; HNO3(đ, nguội); HNO3(đ,
nóng); CH3COOH; CH3COOAg(dư); Cu2+; Fe2+;
Fe3+; Mg(HCOO)2 .
Trộn một chất oxi hóa với một chất khử trong dung dịch. Phản ứng có xảy ra
không? Nếu có thì theo chiều nào? Cho thí dụ minh họa.
Trong dãy điện hóa của kim loại, vị trí một số cặp oxi hóa khử được sắp xếp như
sau: Al3+/Al; Fe2+/Fe; Ni2+/Ni;
Fe3+/Fe2+; Ag+/Ag. Hãy
cho biết:
Trong số các kim loại Al, Fe, Ni, Ag, kim loại nào phản ứng được với dung dịch
muối sắt (III). Viết các phương trình phản ứng.
Phản ứng giữa dung dịch AgNO3 và dung dịch Fe(NO3)2
có xảy ra không? Nếu có, hãy giải thích và viết phương trình phản ứng.
Thế điện hóa chuẩn của một số cặp oxi hóa khử theo chiều giảm dần như sau:
E0 Ox/Kh : Ag+/Ag > Fe3+/Fe2+
> Cu2+/Cu > Fe2+/Fe
> Zn2+/Zn.
Hãy so sánh độ mạnh giữa các chất oxi hóa và giữa các chất khử trong các cặp oxi
hóa khử trên.
Viết phản ứng (nếu có) khi cho:
Trộn dung dịch muối bạc với dung dịch muối sắt (II).
Cho bột kim loại bạc vào dung dịch muối sắt (III).
Cho bột sắt vào dung dịch muối bạc có dư.
Cho bột sắt vào dung dịch muối kẽm.
Cho bột kẽm vào dung dịch muối sắt (III) có dư.
Cho bột đồng vào dung dịch muối sắt (III).
Cho 4,48 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm FeCl3 0,2M và
Fe2(SO4)3 0,25M. Sau khi kết thúc
phản ứng, thu được m gam chất rắn và dung dịch A.
Tính m.
Xác định nồng độ mol (mol/l) của dung dịch A.
Nếu cô cạn dung dịch A, tính khối lượng muối khan thu được.
(Cho biết các muối FeCl2, FeSO4 đều
hòa tan được trong nước)
(Fe = 56; Cl = 35,5; S = 32; O = 16)
ĐS: m = 0,56g; FeCl2 0,3M; FeSO4 0,75M; 7,62g FeCl2; 22,8g
FeSO4
Cho 2,24 gam bột sắt vào một cốc có chứa 400 ml dung dịch AgNO3 0,225M. Khuấy
đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thu được m gam chất rắn và 400 ml dung dịch A.
Tính m.
Tính nồng độ mol của chất tan trong dung dịch A.
(Fe = 56; Ag = 108)
ĐS: m = 9,72g; Fe(NO3)2
0,075M; Fe(NO3)3 0,025M
Cho 18,5 gam hỗn hợp Z gồm Fe, Fe3O4
tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 loãng đun
nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí NO
duy nhất (đktc), dung dịch Z1 và còn lại 1,46 gam kim loại.
Viết các phản ứng.
Tính nồng độ mol/l của dung dịch HNO3.
Tính khối lượng muối trong dung dịch Z1.
(Fe = 56; O = 16; N = 14)
ĐS: HNO3 3,2M; 48,6g
Cho 1,95 gam bột kẽm vào 200 ml dung dịch Fe2(SO4)3
0,125M, khuấy đều. Sau khi kết thúc phản ứng, thu được x gam chất rắn và dung
dịch Y.
Tính x.
Cô cạn dung dung dịch Y, tính khối lượng muối khan thu được.
(Zn = 65; Fe = 56; S = 32; O = 16)
ĐS: x = 0,28g; 4,83g ZnSO4; 6,84g FeSO4
Cho từ từ a mol bột kim loại sắt vào một cốc đựng dung dịch chứa b mol AgNO3.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra ứng với các trường hợp có thể có. Tìm điều
kiện liên hệ giữa a, b để có các trường hợp này và tìm số mol mỗi chất thu được
theo a, b các chất thu được (không kể dung môi H2O) ứng với từng trường hợp
trên.
Cho từ từ dung dịch chứa b mol AgNO3 vào một
cốc đựng a mol bột Fe. Viết các phương trình phản ứng xảy ra ứng với các trường
hợp có thể có. Tìm điều kiện liên hệ giữa a, b để có các trường hợp này và tính
số mol các chất thu được theo a, b (không kể dung môi) ứng với từng trường hợp
trên.
Cho từ từ x mol bột kim loại kẽm (Zn) vào một cốc đựng dung dịch có hòa tan y
mol FeCl3. Viết phương trình phản ứng xảy ra
ứng với các trường hợp có thể có. Tìm điều kiện liên hệ giữa x, y để có các
trường hợp này và tính số mol mỗi chất thu được theo x, y (không kể dung môi)
ứng với từng trường hợp trên.
Yêu cầu giống bài tập 6, nhưng bây giờ cho từ từ dung dịch chứa y mol FeCl3
vào cốc đựng x mol bột kẽm.
Số oxi hóa của một nguyên tố là gì? Cho thí dụ minh họa.
Độ âm điện của một nguyên tố là gì? Cho thí dụ minh họa.
Hóa trị của một nguyên tố là gì? Cho thí dụ minh họa.
Hóa trị ion của một nguyên tố là gì? Cho thí dụ minh họa.
Cộng hóa trị của một nguyên tố là gì? Cho thí dụ minh họa.
Phản ứng oxi hóa khử là gì? Cho thí dụ minh họa.
Chất oxi hóa là gì? Tại sao chất oxi hóa còn được gọi là chất bị khử? Cho thí
dụ.
Chất khử là gì? Tại sao chất khử còn được gọi là chất bị oxi hóa?. Cho thí dụ.
Phản ứng oxi hóa là gì? Phân biệt sự oxi hóa với chất oxi hóa. Cho thí dụ.
Phản ứng khử là gì? Phân biệt sự khử với chất khử. Cho thí dụ.
Phát biểu qui luật chiều diễn tiến của phản ứng oxi hóa khử trong dung dịch. Cho
thí dụ minh họa.
Hãy liệt kê dãy thế điện hóa (dãy hoạt động các kim loại) trong chương trình phổ
thông và ý nghĩa của nó.
Cặp oxi hóa khử là gì? Độ mạnh của chất oxi hóa và của chất khử tương ứng (liên
hợp) có liên quan thế nào? Cho hai thí dụ cụ thể để minh họa.
Thực nghiệm cho biết thứ tự điện thế của các cặp oxi hóa khử như sau:
Au3+/Au > Ag+/Ag > Fe3+/Fe2+
> Cu2+/Cu > 2H+/H2 > Fe2+/Fe>
Zn2+/Zn > K+/K
Hãy sắp theo thứ tự độ mạnh tính oxi hóa giảm dần và độ mạnh tính khử giảm dần
của các chất oxi hóa, chất khử có trong các cặp trên.
Tính số oxi hóa của từng nguyên tử C, O, N, Cl trong các phân tử hợp chất hữu cơ
sau đây: Cloetan (Cloroetan, Cl-CH2-CH3);
Propilen (CH2=CH-CH3); Anilin;
Nitrobenzen; Axit benzoic (C6H5-COOH);
Etilenglicol (HO-CH2-CH2-OH);
Metyletyl ete (Etyl metyl eter, CH3-O-C2H5);
Axit metacrilic (CH2=CCH3COOH);
Alanin (Axit 2-aminopropanoic); Vinylclorua (CH2=CHCl);
Rượu alylic (CH2=CHCH2OH).
Hãy cho biết hóa trị, hóa trị ion, cộng hóa trị (nếu có) và số oxi hóa của từng
nguyên tử trong các phân tử hợp chất sau đây: Natri clorua (Clorur natrium);
Etilen; Bari oxit; Nước; Hiđro peoxit (Peroxid hidrogen); Hiđrua sunfua (Sulfur
hidrogen); Hiđrua pesunfua; Kali sunfua; Propan; Glixin (Axit aminoaxetic); Axit
sunfuric; Glixerin; Kali oxit; Etylamin (CH3CH2NH2);
Anilin; Kẽm clorua; Rượu etylic (Etanol); Glicocol (Glixin); Fomanđehit
(Formaldehid, Metanal, HCHO).
Cho từ từ x mol bột kim loại sắt vào dung dịch chứa y mol bạc axetat (acetat
bạc). Viết các phương trình phản ứng xảy ra ứng với các trường hợp có thể có.
Tìm điều kiện liên hệ giữa x, y để có các trường hợp này và tính số mol mỗi chất
thu được theo x, y (không kể dung môi) ứng với từng trường hợp trên.
Cho từ từ dung dịch có hòa tan a mol bạc axetat vào một cốc có chứa b mol bột
kim loại sắt. Viết các phương trình phản ứng xảy ra ứng với các trường hợp có
thể có. Tìm điều kiện liên hệ giữa a, b ứng với từng trường hợp trên (không kể H2O).
Cho từ từ x mol kim loại kẽm vào dung dịch chứa y mol Fe2(SO4)3.
Viết các phương trình phản ứng có thể có. Tìm điều kiện liên hệ giữa x, y để có
thể xảy ra từng trường hợp trên và tính số mol mỗi chất thu được theo x, y
(không kể dung môi) ứng với từng trường hợp.
Yêu cầu như bài 19 khi cho từ từ dung dịch chứa a mol Fe2(SO4)3
vào một cốc đựng b mol bột Zn.
Viết các phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho bột Fe vào từng dung dịch sau đây:
Cu(NO3)2; Fe(NO3)3;
Fe(NO3)2; AgNO3
dư; AgNO3 thiếu; Mg(NO3)2;
HNO3(l); HNO3(đ,
nóng); HNO3(đ, nguội); KNO3;
H2SO4(l); H2SO4(đ,
nóng); H2SO4(đ,
nguội); KNO3 trộn với H2SO4
loãng; HCl; CH3COOH.
Chuần bị thi vô Đại học: Số oxi hóa khử
Phản ứng oxi hóa khử
Thế điện hóa chuẩn
Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử
Quy luật chung về sự hòa tan
trong nước các muối và hydroxyd 1
Quy luật chung về sự hòa tan
trong nước các muối và hydroxyd
2
Các phản ứng
vô cơ thường gặp khác
Các phản ứng
oxi hóa khử thường gặp khác
© http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org và http://vietsciences2.free.fr Võ Hồng Thái