Với giải sách bài tập Hoá học 10  Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Hoá học 10. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Hoá học lớp 10 Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống

Bài 12.1 trang 44 SBT Hóa học 10. Số oxi hóa của nguyên tử S trong hợp chất SO₂ là:

A. + 2.

B. + 4.

C. + 6.

D. – 1.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Số oxi hóa của O là -2, gọi số oxi hóa của S là x ta có: x.1 + (-2).2 = 0 ⇒ x = +4.

Bài 12.2 trang 44 SBT Hóa học 10. Dấu hiệu để nhận ra phản ứng là phản ứng oxi hóa – khử dựa trên sự thay đổi đại lượng nào sau đây của nguyên tử?

A. Số mol

B. Số oxi hóa

C. Số khối

D. Số proton

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Dấu hiệu để nhận ra phản ứng là phản ứng oxi hóa – khử dựa trên sự thay đổi số oxi hóa.

Thông tin trả lời câu hỏi 12.3. và 12.4.

Calcium chloride dùng trong điện phân để sản xuất calcium kim loại và điều chế các hợp kim của calcium. Với tính chất hút ẩm lớn, calcium chloride được dùng làm tác nhân sấy khí và chất lỏng. Do nhiệt độ đông đặc thấp nên dung dịch calcium(II) chloride được dùng làm chất tải lạnh trong các hệ thống lạnh, … Ngoài ra, calcium chloride còn được làm chất keo tụ trong hóa dược và dược phẩm hay trong công việc khoan dầu khí.

Dựa vào thông tin trên, hãy trả lời các câu hỏi 12.3. và 12.4.

Bài 12.3 trang 44 SBT Hóa học 10. Trong phản ứng tạo thành calcium(II) chloride từ đơn chất: $Ca+C{l}_2\to CaC{l}_2$.

Kết luận nào sau đây đúng?

A. Mỗi nguyên tử calcium nhận 2e.

B. Mỗi nguyên tử chlorine nhận 2e.

C. Mỗi phân tử chlorine nhường 2e.

D. Mỗi nguyên tử calcium nhường 2e.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong phản ứng tạo thành calcium(II) chloride từ đơn chất: $Ca+C{l}_2\to CaC{l}_2$ mỗi nguyên tử calcium nhường 2 electron; mỗi nguyên tử chlorine nhận 1 electron; mỗi phân tử chlorine nhận 2 electron.

Bài 12.4 trang 44 SBT Hóa học 10. Phản ứng nào sau đây có sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tố calcium?

A. $Ca{\left(OH\right)}_2+CuC{l}_2\to Cu{\left(OH\right)}_2+CaC{l}_2$

B. $CaC{l}_2\stackrel{đienphânnóngchay}{\to }Ca+C{l}_2$

C. $3CaC{l}_2+2K_{3}P{O}_4\to C{a}_3{\left(P{O}_4\right)}_2+6KCl$

D. $CaO+2HCl\to CaC{l}_2+H_{2}O$

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

$\stackrel{+2}{Ca}{\stackrel{-1}{Cl}}_2\stackrel{đienphânnóngchay}{\to }\stackrel{0}{Ca}+{\stackrel{0}{Cl}}_2$

Bài 12.5 trang 45 SBT Hóa học 10. Cho các phản ứng sau:

(a) $Ca{\left(OH\right)}_2+C{l}_2\to CaOC{l}_2+H_{2}O$

(b) $2N{O}_2+2NaOH\to NaN{O}_3+NaN{O}_2+H_{2}O$

(c ) $O_3+2Ag\to A{g}_{2}O+O_2$

(d) $2H_{2}S+S{O}_2\to 3S+2H_{2}O$

(e) $4KCl{O}_3\to KCl+3KCl{O}_4$

Số phản ứng oxi hóa – khử là:

A. 2

B. 3

C. 5

D. 4

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Cả 5 phản ứng trên đều là phản ứng oxi hóa khử vì các phản ứng đều có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.

Bài 12.6 trang 45 SBT Hóa học 10. Phương trình phản ứng nào sau đây không thể hiện tính khử của ammonia (NH₃)?

A. $4N{H}_3+5O_2\stackrel{xt,t°}{\to }4NO+6H_{2}O$

B. $N{H}_3+HCl\to N{H}_{4}Cl$

C. $2N{H}_3+3C{l}_2\to 6HCl+N_2$

D. $4N{H}_3+3O_2\stackrel{t°}{\to }2N_2+6H_{2}O$

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Phản ứng $N{H}_3+HCl\to N{H}_{4}Cl$ không là phản ứng oxi hóa – khử, nên trong phản ứng này NH₃ không thể hiện tính khử.

Bài 12.7 trang 45 SBT Hóa học 10. Trong phản ứng: $3Cu+8HN{O}_3\to 3Cu{\left(N{O}_3\right)}_2+2NO+4H_{2}O$. Số phân tử nitric acid (HNO₃) đóng vai trò chất oxi hóa là:

A. 8

B. 6

C. 4

D. 2

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Dựa vào phương trình hóa học ta thấy, cứ 8 phân tử HNO₃ thì có 6 phân tử đóng vai trò là môi trường tạo muối; 2 phân tử đóng vai trò là chất oxi hóa.

Thông tin trả lời câu 12.8 đến 12.10

Trong thiên nhiên manganesium là nguyên tố tương đối phổ biến, đứng thứ ba trong các kim loại chuyển tiếp, chỉ sau Fe và Ti. Các khoáng vật chính của manganesium là hausmanite (Mn₃O₄), pyrolusite (MnO₂), braunite (Mn₂O₃) và manganite (MnOOH). Manganesium tồn tại ở rất nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau từ + 2 tới + 7.

Dựa vào thông tin trên, hãy trả lời các câu hỏi 12.8 đến 12.10

Bài 12.8 trang 45 SBT Hóa học 10. Cho các chất sau: Mn, MnO₂, MnCl₂, KMnO₄. Số oxi hóa của nguyên tố Mn trong các chất lần lượt là:

A. 2; - 2; - 4; + 8

B. 0; + 4; + 2; + 7

C. 0; + 4; - 2; + 7

D. 0; + 2; - 4; - 7

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

$\stackrel{0}{Mn},\stackrel{+4}{Mn}{O}_2,\stackrel{+2}{Mn}C{l}_2,K\stackrel{+7}{Mn}{O}_4$

Bài 12.9 trang 45 SBT Hóa học 10. Phản ứng nào sau đây không có sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tố Mn?

A. $Mn{O}_2+4HCl\stackrel{t°}{\to }MnC{l}_2+C{l}_2+2H_{2}O$

B. $Mn+O_2\to Mn{O}_2$

C. $2HCl+MnO\to MnC{l}_2+H_{2}O$

D. $6KI+2KMn{O}_4+4H_{2}O\to 3I_2+2Mn{O}_2+8KOH$

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

$2HCl+\stackrel{+2}{Mn}O\to \stackrel{+2}{Mn}C{l}_2+H_{2}O$

Bài 12.10 trang 46 SBT Hóa học 10. Sục khí SO₂ vào dung dịch KMnO₄ (thuốc tím), màu tím nhạt dần rồi mất màu (biết sản phẩm tạo thành là MnSO₄, H₂SO₄ và H₂O). Nguyên nhân là do

A. SO₂ đã oxi hóa KMnO₄ thành MnO₂.

B. SO₂ đã khử KMnO₄ thành Mn²⁺

C. KMnO₄ đã khử SO₂ thành $\stackrel{+6}{S}$ 

D. H₂O đã oxi hóa KMnO₄ thành Mn²⁺

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Sục khí SO₂ vào dung dịch KMnO₄ (thuốc tím), màu tím nhạt dần rồi mất màu do SO₂ đã khử KMnO₄ thành Mn²⁺

Bài 12.11 trang 46 SBT Hóa học 10. Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các chất và ion sau:

a) $Fe,N_2,S{O}_3,H_{2}S{O}_4,CuS,C{u}_{2}S,N{a}_2{O}_2;H_{3}As{O}_4$

b) $B{r}_2;O_3;HCl{O}_3,KCl{O}_4;NaClO;N{H}_{4}N{O}_3;N_{2}O;NaN{O}_2$

c) $B{r}^{-},P{O}_4^{3-},Mn{O}_4^{-},Cl{O}_3^{-},H_{2}P{O}_4^{-},S{O}_4^{2-},N{H}_4^{+}$

d) $Mn{O}_2;K_{2}Mn{O}_4;K_{2}C{r}_2{O}_7;K_{2}Cr{O}_4;C{r}_2{\left(S{O}_4\right)}_3;NaCr{O}_2$

e. $Fe{S}_2;FeS;FeO;F{e}_2{O}_3;F{e}_3{O}_4;F{e}_x{O}_y$

Lời giải:

Áp dụng các quy tắc:

- Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tử trong các đơn chất bằng 0.

Ví dụ: ${\stackrel{0}{N}}_2;{\stackrel{0}{O}}_2;\stackrel{0}{Mg}\mathrm{...}$

- Quy tắc 2: Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng 0.

Ví dụ: Xác định số oxi hóa các nguyên tố trong SO₃:

Trong SO₃, số oxi hóa của O là -2; gọi số oxi hóa của S là x, ta có:

x × 1 + 3 × (-2) = 0 ⇒ x = +6.

- Quy tắc 3: Trong các ion, số oxi hóa của nguyên tử (đối với ion đơn nguyên tử) hay tổng số oxi hóa các nguyên tử (đối với các ion đa nguyên tử) bằng điện tích của ion đó.

Ví dụ: Số oxi hóa của nguyên tử Br trong ion Br^- là -1.

- Quy tắc 4: Trong đa số các hợp chất, số oxi hóa của hydrogen là +1, trừ các hydride kim loại như NaH, CaH₂ …. Số oxi hóa của oxygen bằng -2, trừ OF₂ và các peroxide; superoxide (như H₂O₂; Na₂O₂; KO₂ …). Kim loại kiềm (nhóm IA) luôn có số oxi hóa + 1; kim loại kiềm thổ (nhóm IIA) có số oxi hóa +2. Nhôm có số oxi hóa +3. Số oxi hóa của các nguyên tử nguyên tố fluorine trong các hợp chất bằng -1.

Từ đó ta có kết quả sau:

a) $\stackrel{0}{Fe},{\stackrel{0}{N}}_2,\stackrel{+6}{S}{\stackrel{-2}{O}}_3,{\stackrel{+1}{H}}_2\stackrel{+6}{S}{\stackrel{-2}{O}}_4,\stackrel{+2}{Cu}\stackrel{-2}{S},{\stackrel{+1}{Cu}}_2\stackrel{-2}{S},{\stackrel{+1}{Na}}_2{\stackrel{-1}{O}}_2;{\stackrel{+1}{H}}_3\stackrel{+5}{As}{\stackrel{-2}{O}}_4$

b) ${\stackrel{0}{Br}}_2;{\stackrel{0}{O}}_3;\stackrel{+1}{H}\stackrel{+5}{Cl}{\stackrel{-2}{O}}_3,\stackrel{+1}{K}\stackrel{+7}{Cl}{\stackrel{-2}{O}}_4;\stackrel{+1}{Na}\stackrel{+1}{Cl}\stackrel{-2}{O};\stackrel{-3}{N}{\stackrel{+1}{H}}_4\stackrel{+5}{N}{\stackrel{-2}{O}}_3;{\stackrel{+1}{N}}_2\stackrel{-2}{O};\stackrel{+1}{Na}\stackrel{+3}{N}{\stackrel{-2}{O}}_2$

c) ${\stackrel{-1}{Br}}^{-},\stackrel{+5}{P}{\stackrel{-2}{O}}_4^{3-},\stackrel{+7}{Mn}{\stackrel{-2}{O}}_4^{-},\stackrel{+5}{Cl}{\stackrel{-2}{O}}_3^{-},{\stackrel{+1}{H}}_2\stackrel{+5}{P}{\stackrel{-2}{O}}_4^{-},\stackrel{+6}{S}{\stackrel{-2}{O}}_4^{2-},\stackrel{-3}{N}{\stackrel{+1}{H}}_4^{+}$

d) $\stackrel{+4}{Mn}{\stackrel{-2}{O}}_2;{\stackrel{+1}{K}}_2\stackrel{+6}{Mn}{\stackrel{-2}{O}}_4;{\stackrel{+1}{K}}_2{\stackrel{+6}{Cr}}_2{\stackrel{-2}{O}}_7;{\stackrel{+1}{K}}_2\stackrel{+6}{Cr}{\stackrel{-2}{O}}_4;{\stackrel{+3}{Cr}}_2{\left(\stackrel{+6}{S}{\stackrel{-2}{O}}_4\right)}_3;\stackrel{+1}{Na}\stackrel{+3}{Cr}{\stackrel{-2}{O}}_2$

e. $\stackrel{+2}{Fe}{\stackrel{-1}{S}}_2;\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{S};\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{O};{\stackrel{+3}{Fe}}_2{\stackrel{-2}{O}}_3;{\stackrel{+\frac{8}{3}}{Fe}}_3{\stackrel{-2}{O}}_4;{\stackrel{+\frac{2y}{x}}{Fe}}_x{\stackrel{-2}{O}}_y$

Bài 12.12 trang 46 SBT Hóa học 10. Viết các quá trình nhường hay nhận electron của các biến đổi trong các dãy sau:

a) $\stackrel{-2}{S}\to \stackrel{0}{S}\to \stackrel{+4}{S}\to \stackrel{+6}{S}\to \stackrel{+4}{S}$

b) $\stackrel{-3}{N}\to \stackrel{0}{N}\to \stackrel{+2}{N}\to \stackrel{+4}{N}\to \stackrel{+5}{N}\to \stackrel{+2}{N}$

Lời giải:

a)

$\begin{array}{l}\stackrel{-2}{S}\to \stackrel{0}{S}+2e;\\ \stackrel{0}{S}\to \stackrel{+4}{S}+4e;\\ \stackrel{+4}{S}\to \stackrel{+6}{S}+2e;\\ \stackrel{+6}{S}+2e\to \stackrel{+4}{S}\end{array}$

b)

$\begin{array}{l}\stackrel{-3}{N}\to \stackrel{0}{N}+3e;\\ \stackrel{0}{N}\to \stackrel{+2}{N}+2e;\\ \stackrel{+2}{N}\to \stackrel{+4}{N}+2e;\\ \stackrel{+4}{N}\to \stackrel{+5}{N}+1e;\\ \stackrel{+5}{N}+3e\to \stackrel{+2}{N}\end{array}$

Bài 12.13 trang 46 SBT Hóa học 10. Phản ứng nào sau đây là phản ứng oxi hóa – khử? Giải thích.

$\begin{array}{l}a)S{O}_3+H_{2}O\to H_{2}S{O}_4\\ b)CaC{O}_3+2HCl\to CaC{l}_2+C{O}_2\uparrow +H_{2}O\\ c)C+H_{2}O\stackrel{t°}{\to }CO+H_2\\ d)C{O}_2+Ca{\left(OH\right)}_2\to CaC{O}_3+H_{2}O\\ e)Ca+2H_{2}O\to Ca{\left(OH\right)}_2+H_2\uparrow \\ g)2KMn{O}_4\stackrel{t°}{\to }{K}_{2}Mn{O}_4+Mn{O}_2+O_2\uparrow \end{array}$

Lời giải:

Những phản ứng (c), (e) và (g) là phản ứng oxi hoá – khử do có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố trong phản ứng

c) $\stackrel{0}{C}+{\stackrel{+1}{H}}_{2}O\stackrel{t^0}{\to }\stackrel{+2}{C}O+{\stackrel{0}{H}}_2$

e) $\stackrel{0}{C}a+2{\stackrel{+1}{H}}_{{}_2}O\stackrel{}{\to }\stackrel{+2}{C}a{\left(OH\right)}_2+\stackrel{0}{H_2}$

g) $2K\stackrel{+7}{M}{\stackrel{-2}{nO}}_4\stackrel{t^0}{\to }{K}_2\stackrel{+6}{M}n{O}_4+\stackrel{+4}{M}n{O}_2+{\stackrel{0}{O}}_2$

Bài 12.14 trang 46 SBT Hóa học 10. Gỉ sét là quá trình oxi hóa kim loại, mỗi năm phá hủy khoảng 25% sắt thép. Gỉ sét được hình thành do kim loại sắt (Fe) trong gang hay thép kết hợp với oxygen khi có mặt nước hoặc không khí ẩm. Trên bề mặt gang hay thép bị gỉ hình thành những lớp xốp và giòn dễ vỡ, thường có màu nâu, nâu đỏ hoặc đỏ. Lớp gỉ này không có tác dụng bảo vệ sắt ở phía trong. Sau thời gian dài, bất kì khối sắt nào cũng sẽ bị gỉ hoàn toàn và phân hủy. Thành phần chính của sắt gỉ gồm Fe(OH)₂, Fe₂O₃.nH₂O.

Một số phản ứng xảy ra trong quá trình gỉ sắt:

$\begin{array}{l}Fe+O_2+H_{2}O\to Fe{\left(OH\right)}_2 \left(1\right)\\ Fe+O_2+H_{2}O+C{O}_2\to Fe{\left(HC{O}_3\right)}_2 \left(2\right)\\ Fe{\left(HC{O}_3\right)}_2\to Fe{\left(OH\right)}_2+C{O}_2 \left(3\right)\\ Fe{\left(OH\right)}_2+O_2+H_{2}O\to F{e}_2{O}_3.n{H}_{2}O \left(4\right)\end{array}$

a) Phản ứng nào ở trên là phản ứng oxi hóa – khử?

b) Xác định sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, nêu rõ chất oxi hóa, chất khử.

c) Cân bằng phản ứng trên bằng phương pháp thăng bằng electron.

Lời giải:

a) Phản ứng (1), (2) và (4) là phản ứng oxi hoá – khử.

b)

- Phản ứng (1): $\stackrel{0}{Fe}+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}O\to \stackrel{+2}{Fe}{\left(\stackrel{-2}{O}H\right)}_2$

Chất khử: Fe; chất oxi hóa: O₂.

- Phản ứng (2): $\stackrel{0}{Fe}+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}O+C{O}_2\to \stackrel{+2}{Fe}{\left(HC{\stackrel{-2}{O}}_3\right)}_2$

Chất khử: Fe; chất oxi hóa: O₂.

- Phản ứng (4): $\stackrel{+2}{Fe}{\left(OH\right)}_2+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}O\to {\stackrel{+3}{Fe}}_2{\stackrel{-2}{O}}_3.n{H}_{2}O$

Chất khử: Fe; chất oxi hóa: O₂.

c) Cân bằng phản ứng:

- Phản ứng (1):

$\left.\begin{array}{l}2\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+2e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

$2Fe\left(s\right)+O_2+2H_{2}O\to 2Fe{\left(OH\right)}_2$

- Phản ứng (2):

$\left.\begin{array}{l}2\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+2e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

$2Fe\left(s\right)+O_2+2H_{2}O+4C{O}_2\to 2Fe{\left(HC{O}_3^{}\right)}_2$

- Phản ứng (4):

$\left.\begin{array}{l}4\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{+2}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe}+1e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

$4Fe{\left(OH\right)}_2+O_2+\left(2n-4\right)H_{2}O\to 2\left(F{e}_2{O}_3.n{H}_{2}O\right)$

Bài 12.15 trang 47 SBT Hóa học 10. Rượu gạo là một thức uống có cồn lên men được chưng cất từ gạo theo truyền thống. Rượu gạo được làm từ quá trình lên men tinh bột gạo đã được chuyển thành đường. Vi khuẩn là nguồn gốc của các enzyme chuyển đổi tinh bột thành đường. Nhiệt độ phù hợp để lên men rượu khoảng 20 – 25^oC.

Phản ứng thủy phân và phản ứng lên men:

(1) ${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\to n{C}_6{H}_{12}{O}_6$

(2) $C_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{t°,enzyme}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2$

a) Phản ứng nào ở trên là phản ứng oxi hóa – khử? Giải thích.

b) Trong phản ứng oxi hóa – khử, em hãy xác định số oxi hóa của các nguyên tố, nêu rõ chất oxi hóa, chất khử.

c) Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử trên bằng phương pháp thăng bằng electron.

Lời giải:

Phản ứng thuỷ phân và phản ứng lên men.

(1)     ${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\stackrel{t^0,H^{+}}{\to }n{C}_6{H}_{12}{O}_6$

(2)     $C_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{t^0,enzyme}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2$

a) Phản ứng (2) là phản ứng oxi hoá – khử do có sự thay đổi số oxi hoá của nguyên tố C.

b) Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử (phản ứng (2) bằng phương pháp thăng bằng electron:

${\stackrel{0}{C}}_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{enzyme}{\to }2{\stackrel{-2}{C}}_2{H}_{5}OH+2\stackrel{+4}{C}{O}_2$

C₆H₁₂O₆ vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử.

c) Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử:

${\stackrel{0}{C}}_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{enzyme}{\to }{\stackrel{-2}{C}}_2{H}_{5}OH+\stackrel{+4}{C}{O}_2$

$\left.\begin{array}{l}1\times \\ 2\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{C}\to \stackrel{+4}{C}+4e\\ \stackrel{0}{C}+2e\to \stackrel{-2}{C}\end{array}$

$C_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{t^0,enzyme}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2$

Bài 12.16 trang 47 SBT Hóa học 10. Cân bằng phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron, nêu rõ chất oxi hóa, chất khử trong mỗi trường hợp sau:

$\begin{array}{l}a)H_{2}S+S{O}_2\to S+H_{2}O\\ b)S{O}_2+H_{2}O+C{l}_2\to H_{2}S{O}_4+HCl\\ c)Fe{S}_2+O_2\to F{e}_2{O}_3+S{O}_2\\ d)C_{12}{H}_{22}{O}_{11}+H_{2}S{O}_4\to C{O}_2+S{O}_2+H_{2}O\end{array}$

Lời giải:

a) $H_2\stackrel{-2}{S}+\stackrel{+4}{S}{O}_2\to \stackrel{0}{S}+H_{2}O$

- Chất khử: H₂S; chất oxi hóa: SO₂.

$\left.\begin{array}{l}2\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{-2}{S}\to \stackrel{0}{S}+2e\\ \stackrel{+4}{S}+4e\to \stackrel{0}{S}\end{array}$

Phương trình hóa học:

2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

b) $\stackrel{+4}{S}{O}_2+H_{2}O+{\stackrel{0}{Cl}}_2\to H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4+H\stackrel{-1}{Cl}$

$\left.\begin{array}{l}1\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{+4}{S}\to \stackrel{+6}{S}+2e\\ \stackrel{0}{C{l}_2}+2e\to 2\stackrel{-1}{Cl}\end{array}$

Phương trình hóa học:

$S{O}_2+C{l}_2+2H_{2}O\to H_{2}S{O}_4+2HCl$

c) $\stackrel{0}{\stackrel{⏜}{Fe{S}_2}}+{\stackrel{0}{O}}_2\to {\stackrel{+3}{Fe}}_2{O}_3+\stackrel{+4}{S}{O}_2$

- Chất khử: FeS₂; chất oxi hóa: O₂

$\left.\begin{array}{l}4\times \\ 11\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{\stackrel{⏜}{Fe{S}_2}}\to \stackrel{+3}{Fe}+2\stackrel{+4}{S}+11e\\ \stackrel{0}{O_2}+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

Phương trình hóa học:

$4Fe{S}_2+11O_2\to 2F{e}_2{O}_3+8S{O}_2$

d) $\stackrel{0}{\stackrel{⏜}{C_{12}{H}_{22}{O}_{11}}}+H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4\to \stackrel{+4}{C}{O}_2+\stackrel{+4}{S}{O}_2+{\stackrel{+1}{H}}_{2}O$

- Chất khử: C₁₂H₂₂O₁₁; chất oxi hóa: H₂SO₄.

$\left.\begin{array}{l}1\times \\ 24\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{\stackrel{⏜}{C_{12}{H}_{22}{O}_{11}}}\to 12\stackrel{+4}{C}+22\stackrel{+1}{H}+11\stackrel{-2}{O}+48e\\ \stackrel{+6}{S}+2e\to \stackrel{+4}{S}\end{array}$

Phương trình hóa học:

$C_{12}{H}_{22}{O}_{11}+24H_{2}S{O}_4\to 12C{O}_2\uparrow +24S{O}_2\uparrow +35H_{2}O$

Bài 12.17* trang 48 SBT Hóa học 10. Cho potassium iodide (KI) tác dụng với potassium permanganate (KMnO₄) trong dung dịch sulfuric acid (H₂SO₄), thu được 3,02 g manganese(II) sulfate (MnSO₄), I₂ và K₂SO₄

a) Tính số gam iodine (I₂) tạo thành.

b) Tính khối lượng potassium iodide (KI) đã tham gia phản ứng.

Lời giải:

a) Ta có số mol manganese(II) sulfate = 0,02 mol

$\begin{array}{l}10KI+2KMn{O}_4+8H_{2}S{O}_4\to 5I_2+2MnS{O}_4+6K_{2}S{O}_4+8H_{2}O\\ 0,10,050,02mol\end{array}$

Khối lượng iodine tạo thành: 0,05. 254 = 12,7 g.

b) Khối lượng potassium iodide đã tham gia phản ứng: 0,1.166 = 16,6 g.

Bài 12.18* trang 48 SBT Hóa học 10. Hòa tan 14 g Fe trong dung dịch H₂SO₄ loãng, dư, thu được dung dịch X. Thêm dung dịch KMnO₄ 1M vào dung dịch X. Biết KMnO₄ có thể oxi hóa FeSO₄ trong môi trường H₂SO₄ thành Fe₂(SO₄)₃ và bị khử thành MnSO₄. Phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lập phương trình hóa học cho phản ứng oxi hóa – khử trên. Tính thể tích dung dịch KMnO₄ 1M đã phản ứng.

Lời giải:

Lập phương trình hóa học của phản ứng:

$\stackrel{0}{Fe}+K\stackrel{+7}{Mn}{O}_4+H_{2}S{O}_4\to {\stackrel{+3}{Fe}}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+K_{2}S{O}_4+\stackrel{+2}{Mn}S{O}_4+H_{2}O$

$\left.\begin{array}{l}5\times \\ 3\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe}+3e\\ \stackrel{+7}{Mn}+5e\to \stackrel{+2}{Mn}\end{array}$

Phương trình hóa học:

$10Fe+6KMn{O}_4+24H_{2}S{O}_4\to 5F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+3K_{2}S{O}_4+6MnS{O}_4+24H_{2}O$

$n_{Fe}=\frac{14}{56}=0,25mol$

Theo phương trình hóa học có:

$n_{KMn{O}_4}=\frac{3}{5}.n_{Fe}=0,15mol\Rightarrow V_{KMn{O}_4}=\frac{0,15}{1}=0,15\left(L\right)=150mL.$

Thể tích dung dịch KMnO₄ 1 M đã phản ứng là 150 mL.

Bài 12.19* trang 48 SBT Hóa học 10. Nitric acid (HNO₃) là hợp chất vô cơ, trong tự nhiên, được hình thành trong những cơn mưa giông kèm sấm chớp. Nitric acid là một acid độc, ăn mòn và dễ gây cháy, là một trong những tác nhân gây ra mưa acid.

Thực hiện thí nghiệm xác định công thức của một oxide của kim loại sắt bằng nitric acid đặc nóng, thu được 2,479 lít (đktc) khí màu nâu là nitrogen dioxide. Phần dung dịch đem cô cạn thì được 72,6 g Fe(NO₃)₃. Giả sử phản ứng không tạo thành các sản phẩm khác (biết 1 mol khí chiếm 24,79 lít đo ở đkc 25^oC, 1 bar).

a) Viết phản ứng và cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron.

b) Xác định công thức của iron oxide.

Lời giải:

a) Viết phản ứng và cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron:

${\stackrel{+\frac{2y}{x}}{Fe}}_x{O}_y\left(s\right)+H\stackrel{+5}{N}{O}_3\left(aq\right)\to \stackrel{+3}{Fe}{\left(N{O}_3\right)}_3\left(aq\right)+\stackrel{+4}{N}{O}_2\left(g\right)+H_{2}O\left(l\right)$

$\left.\begin{array}{l}1\times \\ (3x-2y)\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{+\frac{2y}{x}}{xFe}\to \stackrel{+3}{xFe}+(3x-2y)e\\ \stackrel{+5}{N}+1e\to \stackrel{+4}{N}\end{array}$

Phương trình hóa học: 

$F{e}_x{O}_y\left(s\right)+\left(6x-2y\right)HN{O}_3\left(aq\right)\to xFe{\left(N{O}_3\right)}_3\left(aq\right)+\left(3x-2y\right)N{O}_2\left(g\right)+\left(3x-y\right)H_{2}O\left(l\right)$

b)

$n_{N{O}_2}=\frac{2,479}{24,79}=0,1mol;n_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_3}=\frac{72,6}{56+62.3}=0,3mol$

Dựa vào tỉ lệ phản ứng có:

$0,1x=0,3.\left(3x-2y\right)\Rightarrow \frac{x}{y}=\frac{3}{4}$

Công thức của iron oxide là $F{e}_3{O}_4$.

Bài 12.20* trang 48 SBT Hóa học 10. Có nhiều vụ tai nạn giao thông xảy ra do người lái xe uống rượu. Theo luật định, hàm lượng ethanol trong máu người lái xe không vượt quá 0,02% theo khối lượng. Để xác định hàm lượng ethanol trong máu của người lái xe cần chuẩn độ ethanol bằng K₂Cr₂O₇ trong môi trường acid. Khi đó Cr⁺⁶ bị khử thành Cr⁺³, ethanol (C₂H₅OH) bị oxi hóa thành acetaldehyde (CH₃CHO).

a) Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng.

b) Khi chuẩn độ 25 g huyết tương máu của một lái xe cần dùng 20 mL dung dịch K₂Cr₂O₇ 0,01M. Người lái xe đó có vi phạm luật hay không? Tại sao? Giả sử rằng trong thí nghiệm trên chỉ có ethanol tác dụng với K₂Cr₂O₇.

Lời giải:

Chú ý: Muốn biết lái xe có vi phạm luật hay không cần phải tính hàm lượng ethanol

trong máu người lái xe, sau đó so sánh với tiêu chuẩn cho phép để kết luận.

a) Phương trình hóa học của phản ứng chuẩn độ:

$3C{H}_{3}C{H}_{2}OH+K_{2}C{r}_2{O}_7+4H_{2}S{O}_4\to 3C{H}_{3}CHO+C{r}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+K_{2}S{O}_4+7H_{2}O$

b) Theo phương trình hóa học có:

Số mol ethanol = $3n_{K_{2}C{r}_2{O}_7}=3\times 0,01\times 0,02=0,0006mol.$ 

C% (ethanol) = $\frac{46.0,0006}{25}.100\%$= 0,11% > 0,02%

Vậy người lái xe phạm luật.

Xem thêm các bài giải SBT Hoá học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 11: Liên kết hydrogen và tương tác van der waals

Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống

Ôn tập chương 4

Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Lý thuyết Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống

I. Số oxi hóa

1. Tìm hiểu về số oxi hóa

- Số oxi hóa của một nguyên tử trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó nếu giả định cặp electron chung thuộc hẳn về nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.

Ví dụ: Giả định nếu cặp electron chung trong hợp chất cộng hóa trị HCl lệch hẳn về phía nguyên tử Cl khi đó có thể coi Cl nhận 1 electron và H nhường 1 electron.

⇒ Cl mang điện tích -1 và H mang điện tích +1.

⇒ Ta nói số oxi hóa của Cl là -1, của H là +1.

- Cách biểu diễn số oxi hóa: Số oxi hóa được đặt ở phía trên kí hiệu nguyên tố.

Ví dụ: $\stackrel{+1}{\mathrm{H}}\stackrel{-1}{\mathrm{Cl}};\stackrel{+2}{\mathrm{Mg}}\stackrel{-2}{\mathrm{O}}...$ 

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

Quy tắc xác định số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất

- Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tử trong các đơn chất bằng 0.

Ví dụ: ${\stackrel{0}{\mathrm{H}}}_2;{\stackrel{0}{\mathrm{O}}}_2;\stackrel{0}{\mathrm{Mg}}...$

- Quy tắc 2: Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng 0.

Ví dụ: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử NH₃ là: (-3) × 1 + 3 × (+1) = 0.

- Quy tắc 3: Trong các ion, số oxi hóa của nguyên tử (đối với ion đơn nguyên tử) hay tổng số oxi hóa các nguyên tử (đối với các ion đa nguyên tử) bằng điện tích của ion đó.

Ví dụ: Số oxi hóa của nguyên tử Na trong ion Na⁺ là +1.

Trong ion HSO₄^-  tổng số oxi hóa của các nguyên tử: 1.(+1) + 1.(+6) + 4.(-2) = -1 

- Quy tắc 4: Trong đa số các hợp chất, số oxi hóa của hydrogen là +1, trừ các hydride kim loại như NaH, CaH₂ …. Số oxi hóa của oxygen bằng -2, trừ OF₂ và các peroxide; superoxide (như H₂O₂; Na₂O₂; KO₂ …). Kim loại kiềm (nhóm IA) luôn có số oxi hóa +1; kim loại kiềm thổ (nhóm IIA) có số oxi hóa +2. Nhôm có số oxi hóa +3. Số oxi hóa của các nguyên tử nguyên tố fluorine trong các hợp chất bằng -1.

Xác định số oxi hóa	Số oxi hóa
Đơn chất	0
Phân tử	Tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng 0
Ion đơn nguyên tử	Bằng điện tích của ion
Ion đa nguyên tử	Tổng số oxi hóa các nguyên tử bằng điện tích ion
Ion fluorine	-1
Oxygen trong hợp chất (trừ OF2 và các peroxide, superoxide)	-2
Hydrogen trong hợp chất (trừ các hydride)	+1

II. Phản ứng oxi hóa – khử

- Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển dịch electron giữa các chất phản ứng hay phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tử trong phân tử.

- Chất khử (hay chất bị oxi hóa) là chất nhường electron hay chất có số oxi hóa tăng lên sau phản ứng.

- Chất oxi hóa (hay chất bị khử) là chất nhận electron hay chất có số oxi hóa giảm xuống sau phản ứng.

- Quá trình oxi hóa (sự oxi hóa) là quá trình nhường electron.

- Quá trình khử (sự khử) là quá trình nhận electron.

- Trong phản ứng oxi hóa – khử luôn xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử.

Ví dụ: Xét phương trình hóa học: ${\mathrm{H}}_2\stackrel{-2}{\mathrm{S}}+{\stackrel{0}{\mathrm{Br}}}_2\to 2\mathrm{H}\stackrel{-1}{\mathrm{Br}}+\stackrel{0}{\mathrm{S}}$

+ ion S^2- nhường electron (số oxi hóa tăng) nên là chất khử.

+ Br nhận electron nên là chất oxi hóa.

+ Quá trình nhường electron là quá trình oxi hóa: $\stackrel{-2}{\mathrm{S}}\to \stackrel{0}{\mathrm{S}}+2\mathrm{e}$

+ Quá trình nhận electron là quá trình khử: ${\stackrel{0}{\mathrm{Br}}}_2+2\mathrm{e}\to 2\stackrel{-1}{\mathrm{Br}}$

Chú ý:

+ Chất oxi hóa mạnh thường là các hợp chất chứa nguyên tử của các nguyên tố có số oxi hóa cao (như $\stackrel{+7}{\mathrm{Mn}}{\mathrm{O}}_4^{-};\stackrel{+6}{\mathrm{Cr}}{\mathrm{O}}_3;{\stackrel{+6}{\mathrm{Cr}}}_2{\mathrm{O}}_7^{2-};...$) hoặc đơn chất của các nguyên tố có độ âm điện lớn (như F₂, O₂, Cl₂, Br₂, …)

+ Chất khử mạnh thường là các hợp chất chứa nguyên tử của các nguyên tố có số oxi hóa thấp (như ${\mathrm{H}}_2\stackrel{-2}{\mathrm{S}};\mathrm{K}\stackrel{-1}{\mathrm{I}};\mathrm{Na}\stackrel{-1}{\mathrm{H}};...$) hoặc đơn chất kim loại (như kim loại kiềm, kiềm thổ, …)

+ Chất chứa nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa trung gian (như ${\mathrm{H}}_2{\stackrel{-1}{\mathrm{O}}}_2;\stackrel{+4}{\mathrm{S}}{\mathrm{O}}_2;\stackrel{+2}{\mathrm{N}}\mathrm{O};...)$thì tùy thuộc vào điều kiện phản ứng (tác nhân và môi trường) mà thể hiện tính khử hoặc tính oxi hóa hoặc cả hai (vừa tính oxi hóa, vừa tính khử hay tự oxi hóa – khử).

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

- Có nhiều phương pháp lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử. Phương pháp thông dụng hiện nay là thăng bằng electron.

- Nguyên tắc:

Tổng số electron chất khử nhường = Tổng số electron chất oxi hóa nhận.

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

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

+ Bước 2: Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử.

+ Bước 3: Xác định (và nhân) hệ số thích hợp vào các quá trình sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

+ Bước 4: Đặt các hệ số vào sơ đồ phản ứng. Cân bằng số lượng nguyên tử các nguyên tố còn lại.

Ví dụ:

Lập phương trình hóa học của phản ứng KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl↑ + H₂O theo phương pháp thăng bằng electron.

Bước 1: $\stackrel{}{\mathrm{K}}\stackrel{+7}{\mathrm{Mn}}{\stackrel{}{\mathrm{O}}}_4+\stackrel{}{\mathrm{H}}\stackrel{-1}{\mathrm{Cl}}\to \stackrel{}{\mathrm{K}}\stackrel{}{\mathrm{Cl}}+\stackrel{+2}{\mathrm{Mn}}{\stackrel{}{\mathrm{Cl}}}_2+{\stackrel{0}{\mathrm{Cl}}}_2+{\stackrel{}{\mathrm{H}}}_2\stackrel{}{\mathrm{O}}$

Chất khử: HCl

Chất oxi hóa: KMnO₄

Bước 2:                              

Quá trình oxi hóa: $2\stackrel{-1}{\mathrm{Cl}}\to {\stackrel{0}{\mathrm{Cl}}}_2+2\mathrm{e}$

Quá trình khử: $\stackrel{+7}{\mathrm{Mn}}+5\mathrm{e}\to \stackrel{+2}{\mathrm{Mn}}$

Bước 3:

$\begin{array}{c}2\times \\ 5\times \end{array}|\begin{array}{l}\stackrel{+7}{\mathrm{Mn}}+5\mathrm{e}\to \stackrel{+2}{\mathrm{Mn}}\\ 2\stackrel{-1}{\mathrm{Cl}}\to {\stackrel{0}{\mathrm{Cl}}}_2+2\mathrm{e}\end{array}$

Bước 4: 2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

IV. Ý nghĩa của phản ứng oxi hóa – khử

- Một số phản ứng oxi hóa – khử quan trọng gắn liền với cuộc sống như sự cháy của than, củi; sự cháy của xăng, dầu trong các động cơ đốt trong; các quá trình điện phân; các phản ứng xảy ra trong pin, ắc quy …

- Một số phản ứng oxi hóa – khử là cơ sở của quá trình sản xuất trong các ngành công nghiệp nặng; sản xuất các hóa chất cơ bản; sản xuất phân bón; thuốc bảo vệ thực vật; dược phẩm …