Phản ứng oxi hóa khử là gì? và các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cáo có lời giải

Trong bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ giúp các em hiểu một cách cụ thể nhất về phản ứng oxi hóa khử là gì cũng như giải các bài tập có trong bài phản ứng oxi hóa khử lớp 10. Mong rằng tài liệu này có thể giúp cho các em củng cố thêm kiến thức cũng như học tốt hơn môn học này.

Tham khảo thêm:

• Cách cân bằng phương trình hóa học oxi hóa khử và các dạng bài tập có lời giải chi tiết từ A- Z
• Công thức tính nồng độ phần trăm và các dạng bài tập có lời giải chi tiết nhất
• Oxit là gì? Tính chất hóa học của Oxit, công thức hóa học của Oxit và bài tập minh họa

Định nghĩa phản ứng oxi hoá khử là gì?

Phản ứng oxi hóa khử là một phản ứng hóa học có sự chuyển electron giữa các chất tham gia vào phản ứng. Hiểu một cách đơn giản thì đây là phản ứng hóa học khiến cho một số nguyên tố thay đổi số oxi hóa.

Tham gia vào phản ứng này gồm có:

• Chất khử: là chất bị oxy hóa và nhường electron.
• Chất oxy hóa: là chất có khả năng oxy hóa các chất khác.
• Quá trình oxy hóa (sự oxy hóa) là quá trình nhường electron.
• Quá trình khử (sự khử) là quá trình nhận electron

Ví dụ phản ứng oxi hóa sau:

Fe + CuSO4 -> Cu + FeSO4

Quá trình thay đổi số oxi hóa:

Fe0 → Fe2+ + 2e, FCu2+ + 2e → Cu0

Trong phản ứng này, các chất đóng vai trò như sau:

• Nguyên tử sắt là chất khử (sự oxi hóa nguyên tử sắt)
• Số oxi hóa của đồng giảm từ +2 xuống 0 (ion đồng là chất oxi hóa)

=> Kết luận: Phản ứng này được gọi là phản ứng oxi hóa – khử vì tồn tại đồng thời về sự oxi hóa và sự khử.

Xác định số oxi hoá trong hợp chất

Người ta ghi số oxi hoá ở phía trên nguyên tử của nguyên tố. Ghi dấu trước, số sau.

Dấu hiệu nhận biết phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng oxi hóa khử trong đời sống được thể hiện thông qua quá trình hô hấp của thực vật. Chúng hấp thụ khí cacbonic, giải phóng oxi và hàng loạt các quá trình trao đổi khác.

Sự đốt cháy nhiên liệu trong các động cơ, các quá trình điện phân, các phản ứng xảy ra trong pin đều là quá trình oxi hóa khử

Ngoài ra, hàng loạt các quá trình sản xuất luyện kim, chất dẻo, dược phẩm, phân bón hóa học,.. đều là biểu hiện của sự oxi hóa – khử.

Các loại phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng oxi hóa khử có nhiều dạng khác nhau như dạng đơn giản, phản ứng nội phân tử, tự oxi hóa khử hay phản ứng oxi hóa khử phức tạp.

Phản ứng oxi hóa khử dạng đơn giản: Đây là phản ứng oxi hóa khử mà trong phản ứng có một chất oxi hóa và một chất khử rõ ràng.

Ví dụ: Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Phản ứng nội phân tử: Là phản ứng chỉ xảy ra trong một phân tử.

Ví dụ: 2KClO3 →2KCl + 3O2

Phản ứng tự oxi hóa khử: Là phản ứng hóa học trong đó sự tăng giảm số oxi hóa xảy ra chỉ trên 1 nguyên tố.

Ví dụ: 2Cl2 + 4NaOH → 2NaCl + 2NaClO+ 2H2O

Phản ứng oxi hóa khử phức tạp: Bao gồm những phản ứng hóa học có chữ và phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của hơn 2 nguyên tử.

Ví dụ: Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO + H2O

Cách viết phương trình phản ứng oxi hóa khử

Để viết phương trình phản ứng oxi hoá khử theo phương pháp tháng bằng electron các bạn thực hiện các bước sau đây

• Bước 1: Xác định số oxi hóa của tùng nguyên tố. Như vậy bạn sẽ tìm được chất oxi hoá và chất khử của phương trình.
• Bước 2: Tiến hành viết phương trình sau đó cân bằng.
• Bước 3: Tìm hệ số thích hợp của chất oxy hóa và chất khử sao cho tổng số electron cho đi sẽ bằng với tổng số electron nhận.
• Bước 4: Cuối cùng là đặt hệ số của các chất oxy hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Từ đó chúng ta sẽ tính ra hệ số các chất khác. Kiểm tra xem đã có sự cân bằng giữa nguyên tử của các nguyên tố cũng như và cân bằng điện tích hai vế chưa.

Ví dụ thực hành: Lập phương trình phản ứng oxi hóa khử sắt (III) oxit (Fe2O3) và Hidro (H2) tạo ra sắt (Fe) và nước (H2O).

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước phản ứng của Fe là +3, H là 0; sau phản ứng Fe là 0 và H là +1.

Bước 2: Viết phương trình quá trình khử và quá trình oxi hóa

Quá trình khử:

Fe2O3 + 2.3e -> 2Fe

Quá trình oxi hóa:

H2 -> H2O + 2.1e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp

1 Fe2O3 + 2.3e -> 2Fe

3 H2 -> H2O + 2.1e

Bước 4: Hoàn thiện phương trình:

Các dạng bài tập phản ứng oxi hóa khử thường gặp

Bài 1: Cho các phản ứng sau:

(a) 4HCl + PbO₂ → PbCl₂ + Cl₂ + 2H₂O.

(b) HCl + NH₄HCO₃ → NH₄Cl + CO₂ + H₂O.

(c) 2HCl + 2HNO₃ → 2NO₂ + Cl₂ + 2H₂O.

(d) 2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂.

Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là

Giải:

Đáp án A.

(a) 4HCl + PbO₂ → PbCl₂ + Cl₂ + 2H₂O.

Chất khử

(b) HCl + NH₄HCO₃ → NH₄Cl + CO₂ + H₂O.

Không thay đổi số oxi hóa.

(c) 2HCl + 2HNO₃ → 2NO₂ + Cl₂ + 2H₂O.

Chất khử

(d) 2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂.

Chất oxi hóa

Bài 2: Cho các phản ứng:

(a) Sn + HCl (loãng) →     (b) Fe + H₂SO₄ (loãng) →

(c) MnO₂ + HCl (đặc) →     (d) Cu + H₂SO₄ (đặc) →

(e) Al + H₂SO₄ (loãng) →     (g) FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

Số phản ứng mà H của axit đóng vai trò chất oxi hoá là

A. 3.     B. 5.     C. 2.     D. 6.

Giải:

Đáp án C

Các phương trình: a, b.

(a) Sn + 2HCl (loãng) → SnCl₂ + H₂

    Chất oxi hóa (sự thay đổi số oxi hóa xảy ra tại H).

(b) Fe + H₂SO₄ (loãng) → FeSO₄ + H₂

    Chất oxi hóa (sự thay đổi số oxi hóa xảy ra tại H).

(c) MnO₂ + 4HCl (đặc) → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

    Chất khử (sự thay đổi số oxi hóa xảy ra tại Cl)

(d) Cu + 2H₂SO₄ (đặc) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

    Chất oxi hóa (sự thay đổi số oxi hóa xảy ra tại S).

(e) 10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

    Môi trường

Bài 3: Trong phản ứng:

K₂Cr₂O₇ + HCl → CrCl₃ + Cl₂ + KCl + H₂O

Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử bằng k lần tổng số phân tử HCl tham gia phản ứng. Giá trị của k là

Giải:

K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2CrCl₃ + 3Cl₂ + 2KCl + 7H₂O

Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử /tổng số phân tử HCl tham gia phản ứng = 6/14=3/7

Bài 4: Thực hiện các thí nghiệm sau:

(I) Sục khí SO₂ vào dung dịch KMnO₄.

(II) Sục khí SO₂ vào dung dịch H₂S.

(III) Sục hỗn hợp khí NO₂ và O₂ vào nước.

(IV) Cho MnO₂ vào dung dịch HCl đặc, nóng.

(V) Cho Fe₂O₃ vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng.

Số thí nghiệm có phản ứng oxi hoá – khử xảy ra là

Giải:

Các phương trình oxi hóa khử là I, II, III, IV.

Các pt phản ứng xảy ra:

(I): 2KMnO₄ + 5SO₂ + 2H₂O → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄

(II) SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

(III) 2NO₂ + 1/2 O₂ + H₂O → 2HNO₃

(IV) MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(V) Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Bài 5: Cho phản ứng:

FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

Tổng hệ số cân bằng của chất oxi hóa và chất khử là:

Giải:

6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

Chất khử     Chất oxi hóa

Tổng hệ số cân bằng của chất oxi hóa và chất khử = 6 + 1 = 7.

Bài 6: Cho biết các phản ứng xảy ra sau:

2FeBr₂ + Br₂ → 2FeBr₃ ;

2NaBr + Cl₂ → 2NaCl + Br₂ . Phát biểu đúng là

Giải:

Từ phương trình (2) : 2NaBr + Cl₂ → 2NaCl + Br₂ ta suy ra tính oxi hóa của Cl₂ mạnh hơn Br₂.

Mặt khác từ (1): 2FeBr₂ + Br₂ → 2FeBr₃ nên tính oxi hóa của Br₂ mạnh hơn Fe³⁺.

Bài 7: Cho phương trình phản ứng sau:

C₆H₅C₂H₅ + KMnO₄ → C₆H₅COOK + MnO₂ + K₂CO₃ + KOH + H₂O

Hệ số nguyên tối giản đứng trước chất bị khử khi phản ứng cân bằng là

Giải:

C₆H₅C₂H₅ + 4KMnO₄ → C₆H₅COOK + 4MnO₂ + K₂CO₃ + KOH + 2H₂O.

Do số OXH của KMnO₄ giảm ⇒ nó là chất oxi hóa nghĩa là trong phản ứng nó bị khử.

⇒ Hệ số cần tìm là 4.

Mong rằng những nội dung trên đây sẽ giúp bạn trả lời được những thắc mắc câu hỏi của mình. Hơn hết đó là có thể giải được những bài toán của mình