Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15: Phản ứng oxi hóa – khử – Giải bài tập SGK Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15. Hóa học 10 Cánh diều Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học – Giải bài tập SGK Hóa học 10 Cánh diều Bài 15

0
62
Rate this post

Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15: Phản ứng oxi hóa – khử được biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15

Số oxi hóa

Khái niệm

– Số oxi hóa là điện tích quy ước của nguyên tử trong phân tử khi coi tất cả các electron liên kết đều chuyển hoàn toàn về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

– Số oxi hóa được viết ở dạng đại số, dấu viết trước, số viết sau.

– Một số ví dụ:

+ Xét phân tử KCl: Nguyên tử K nhường 1 electron cho nguyên tử Cl, khi đó nguyên tử K trở thành ion dương mang điện tích 1+ (số oxi hóa của K là +1) và nguyên tử Cl nhận 1 electron của nguyên tử K trở thành ion âm mang điện tích 1- (số oxi hóa của Cl là – 1).

+ Xét phân tử nước H2O (có liên kết cộng hóa trị): Độ âm điện của nguyên tử O lớn hơn độ âm điện của nguyên tử H, nếu các cặp electron liên kết chuyển hoàn toàn về nguyên tử O thì nguyên tử O có thêm 2 electron và trở thành ion âm mang điện tích 2- (số oxi hóa của oxi là -2); mỗi nguyên tử H mất đi 1 electron và trở thành ion dương có điện tích 1+ (số oxi hóa của H là +1).

+ Xét phân tử hydrogen H2: Hai nguyên tử H giống nhau nên cặp electron liên kết không bị lệch về phía nguyên tử nào. Do vậy, mỗi nguyên tử H đều trung hòa về điện, có điện tích bằng 0 và số oxi hòa là 0.

Quy tắc xác định số oxi hóa

Thông thường, số oxi hóa của nguyên tử được xác định trực tiếp từ công thức phân tử theo các quy tắc:

– Quy tắc 1: Trong đơn chất, số oxi hóa của nguyên tử bằng 0.

Ví dụ: C0;S0;Fe0;H02

– Quy tắc 2: Trong phân tử các hợp chất, thông thường số oxi hóa của hydrogen là +1, của oxygen là -2, các kim loại điển hình có số oxi hóa dương và có giá trị bằng số electron hóa trị.

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15

– Quy tắc 3: Trong hợp chất, tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0.

Ví dụ: C+4O−22

Tổng số oxi hóa = (+4) + (-2).2 = 0.

– Quy tắc 4: Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích ion; trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng điện tích ion.

Ví dụ: N−3H4+1+

Tổng số oxi hóa = (-3) + (+1).4 = + 1.

– Phối hợp các quy tắc có thể xác định số oxi hóa của một nguyên tử trong hợp chất khi biết số oxi hóa của các nguyên tử còn lại.

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

Hướng dẫn:

+ Dựa vào quy tắc 2 ta có số oxi hóa của H và O trong H2SO4 lần lượt là +1 và -2.

+ Gọi số oxi hóa của S là x, dựa vào quy tắc 3 ta có:

(+1).2 + x + (-2).4 = 0 → x = +6.

Chất oxi hóa, chất khử, phản ứng oxi hóa – khử

Chất oxi hóa, chất khử

– Chất khử là chất nhường electron, chất oxi hóa là chất nhận electron.

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

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

C0+O20→toC+4O−22

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

C0→C+4+4e (Quá trình oxi hóa)

O20+4e→2O−2 (quá trình khử)

Phản ứng oxi hóa – khử

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

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

Ví dụ: Cho một số phản ứng sau:

(1) Na0 + Cl20  2Na+1Cl−1

(2) CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O

(3) Cl20 + 2NaOH  NaCl−1 + NaCl+1O + H2O

Trong các phản ứng trên:

Phản ứng (1) là phản ứng oxi hóa – khử vì có sự thay đổi số oxi hóa của Na và Cl.

Phản ứng (2) không phải là phản ứng oxi hóa – khử vì không có nguyên tố nào thay đổi số oxi hóa.

Phản ứng (3) là phản ứng oxi hóa – khử vì có sự thay đổi số oxi hóa của Cl.

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

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

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

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

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

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

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

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

Mg + HNO3  Mg(NO3)2 + NO­ + H2O.

Hướng dẫn:

Xác định các nguyên tố thay đổi số oxi hóa:

Mg0 + HN+5O3  Mg+2(NO3)2N+2O­ + H2O.

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

3×2×Mg0→Mg+2+2eN+5+3e→N+2

 Phương trình hóa học:

3Mg + 8HNO3  3Mg(NO3)2 + 2NO­ + 4H2O.

Phản ứng oxi hóa – khử trong thực tiễn

Trong thực tiễn, phản ứng oxi hóa – khử rất phổ biến. Ví dụ:

Sự cháy

– Phản ứng cháy là phản ứng oxi hóa – khử xảy ra ở nhiệt độ cao giữa chất cháy và chất oxi hóa.

– Sự cháy kèm theo sự tỏa nhiệt và phát sáng, tạo ra nhiệt lượng đủ để duy trì sự cháy.

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15

– Ví dụ phản ứng oxi hóa – khử xảy ra khi đốt cháy carbon trong than đá:

C + O2 CO2

Sự han gỉ kim loại

– Sau một thời gian sử dụng, nhiều thiết bị, máy móc, vật dụng bằng kim loại thường bị han gỉ do sự oxi hóa bởi oxygen trong không khí.

– Ví dụ: Trong không khí ẩm các vật dụng bằng thép bị oxi hóa tạo gỉ sắt:

4Fe + 3O2 + xH2O → 2Fe2O3.xH2O

Sản xuất hóa chất

– Trong công nghiệp, phần lớn các phản ứng hóa học xảy ra trong quy trình sản xuất là phản ứng oxi hóa – khử.

– Ví dụ quy trình sản xuất sulfuric acid từ sulfur hoặc quặng pyrite:

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15

Chuyển hóa các chất trong tự nhiên

– Trong tự nhiên cũng xảy ra rất nhiều quá trình kèm theo phản ứng oxi hóa – khử.

– Ví dụ: Tia sét tạo ra tia lửa điện, tạo điều kiện cho nitrogen phản ứng với oxygen.

N2 + O22NO

Xác định nồng độ của một chất dựa vào phản ứng oxi hóa – khử

– Trong thực tế, dung dịch thuốc tím (KMnO4) được sử dụng phổ biến như một tác nhân oxi hóa mạnh để xác định hàm lượng các chất khử như iron(II); hydrogen peroxide, oxalic acid, …

Giải bài tập SGK Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15

Câu hỏi 1 trang 73 Hóa học 10

Xác định số oxi hóa của nguyên tử Fe và S trong các chất sau:

a) Fe, FeO, Fe2O3, Fe(OH)3, Fe3O4.

b) S, H2S, SO2, SO3, H2SO4, Na2SO3.

Lời giải:

a) Số oxi hóa của nguyên tử Fe trong Fe, FeO, Fe2O3, Fe(OH)3, Fe3O4 lần lượt là 0, +2, +3, +3, +83

b) Số oxi hóa của nguyên tử S trong S, H2S, SO2, SO3, H2SO4, Na2SO3 lần lượt là 0, -2, +4, +6, +6, +4.

Câu hỏi 2 trang 74 Hóa học 10

Trong không khí ẩm, Fe(OH)2 màu trắng xanh chuyển dần sang Fe(OH)3 màu nâu đỏ theo sơ đồ sau:

Fe(OH)2+O2+H2O→Fe(OH)3

a) Hãy xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá.

b) Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử.

c) Dùng mũi tên biểu diễn sự chuyển electron từ chất khử sang chất oxi hóa.

Lời giải:

a) Số oxi hóa của Fe tăng từ +2 lên +3.

Số oxi hóa của O (O2) giảm từ 0 xuống -2.

Fe+2OH2+ O02+ H2O→Fe+3O−2H3

b) Quá trình oxi hóa: Fe+2→Fe+3  +1e

Quá trình khử: O20 +4e→2O−2

c) Câu hỏi 2 trang 74 Hóa học 10

Câu hỏi 3 trang 75 Hóa học 10

Xét các phản ứng hóa học xảy ra trong công nghiệp:

a) Al(OH)3  Al2O3 + H2O

b) C + CO2CO

Phản ứng nào là phản ứng oxi hóa – khử? Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron.

Lời giải:

Phản ứng b) là phản ứng oxi hóa – khử do có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử.

Cân bằng phản ứng b):

Bước 1: C0 + C+4O2→to C+2O

Chất khử là C, chất oxi hóa là CO2.

Bước 2: Các quá trình oxi hóa, quá trình khử

C0→C+2  +2eC+4 + 2e→ C+2

Bước 3: Xác định hệ số

1×1×C0→C+2  +2eC+4 + 2e→ C+2

Bước 4: Cân bằng

C + CO2 2CO

Câu hỏi 4 trang 76 Hóa học 10

Nêu một số phản ứng oxi hoá – khử có lợi và có hại trong thực tế

Lời giải:

Một số phản ứng oxi hóa – khử có lợi trong thực tế:

– Phản ứng đốt cháy nhiên liệu (than đá, khí thiên nhiên, xăng, dầu, …).

– Dùng Cl2 để khử trùng nước sinh hoạt.

– Sản xuất hóa chất trong công nghiệp, ví dụ sản xuất sulfuric acid từ quặng pyrite.

Một số phản ứng oxi hóa – khử có hại trong thực tế:

– Sự han gỉ kim loại.

– Mưa axit ăn mòn các công trình xây dựng, tượng đài …

Câu hỏi 5 trang 76 Hóa học 10

Lập phương trình hoá học của các phản ứng trong quá trình sản xuất sulfuric acid theo sơ đồ mục IV3. Trong các phản ứng đó, phản ứng nào là phản ứng oxi hoá – khử?

Câu hỏi 5 trang 76 Hóa học 10

Lời giải:

1) S+O2→SO2

2) 4FeS2+11O2→to2Fe2O3+8SO2

3) 2SO2+O2 ⇄ xt2SO3

4) SO3+H2O→H2SO4

Trong các phản ứng trên, phản ứng (1), (2), (3) là phản ứng oxi hóa khử  do có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử.

Câu hỏi 6 trang 76 Hóa học 10

Đèn xì oxygen – acetylene có cấu tạo gồm hai ống dẫn khí: một ống dẫn khí oxygen, một ống dẫn khí acetylene (Hình 15.1). Khi đèn hoạt động, hai khí này được trộn vào nhau để thực hiện phản ứng đốt cháy theo sơ đồ:

C2H2+O2→CO2+H2O

Phản ứng toả nhiệt lớn, tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ đạt đến 3 000°C nên được dùng dễ hàn cắt kim loại.

Hãy xác định chất oxi hóa, chất khử và lập phương trình hoá học của phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron

Lời giải:

C−12H+12  +  O02→to C+4O−22  +H+12O−2

⇒ Chất oxi hóa là O2, chất khử là C2H2.

2×5×2C−1→2C+4  +10eO02 + 4e→2O−2

Câu hỏi 7 trang 77 Hóa học 10

Trong quá trình luyện gang từ quặng chứa Fe2O3, ban đầu không khí nóng được nén vào lò cao, đốt cháy hoàn toàn than cốc kèm theo tỏa nhiệt mạnh:

C+O2→CO2

Khí CO2 đi lên phía trên, gặp các lớp than cốc và bị khử thành CO:

CO2+C→CO

Tiếp đó, khí CO khử Fe2O3 thành Fe theo sơ đồ phản ứng tổng quát:

Fe2O3+CO→Fe+CO2

Lập các phương trình hóa học ở trên, chỉ rõ chất oxi hóa, chất khử.

Lời giải:

– Lập phương trình: C+O2→toCO2

C0  +O−22 →toC+4O2

⇒ Chất khử là C, chất oxi hóa là O2.

1×1×C0→C+4  +4eO02+4e→2O−2

⇒C+O2→toCO2

– Lập phương trình: CO2+C→CO

C0 + C+4O2→ C+2O

⇒ Chất khử là C, chất oxi hóa là CO2.

1×1×C0→C+2  +2eC+4 + 2e→ C+2

⇒CO2+C→2CO

– Lập phương trình: Fe2O3+CO→Fe+CO2

Fe+32O−23  +C+2O−2 →to  Fe0 +  C+4O−22

⇒ Chất khử là CO, chất oxi hóa là Fe2O3.

3×1×C+2→C+4+2e2Fe+3  +6e→2Fe0

Trắc nghiệm Hóa 10 Kết nối tri thức Bài 15 (có đáp án)

Câu 1. Phát biểu nào sau đây sai về số oxi hóa?

A. Số oxi hóa là điện tích quy ước của nguyên tử trong phân tử khi coi tất cả các electron liên kết đều chuyển hoàn toàn về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn;

B. Số oxi hóa được biết ở dạng số đại số, số viết trước, dấu viết sau;

C. Số oxi hóa thường được dùng để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử;

D. Trong phân tử các hợp chất, thông thường số oxi hóa của hydrogen là +1.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Số oxi hóa được biết ở dạng số đại số, dấu viết trước, số viết sau.

Câu 2. Quy tắc xác định số oxi hóa nào sau đây sai?

A. Trong đơn chất số oxi hóa của nguyên tử bằng 0;

B. Trong phân tử các hợp chất, thông thường số oxi hóa của hydrogen là -1, của oxygen là +2, các kim loại điển hình có số oxi hóa dương và bằng số electron hóa trị;

C. Trong hợp chất, tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0;

D. Trong ion đơn nguyên tử số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích ion, trong ion đa nguyên tử tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng điện tích ion..

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Trong phân tử các hợp chất, thông thường số oxi hóa của hydrogen là +1, của oxygen là -2, các kim loại điển hình có số oxi hóa dương và bằng số electron hóa trị

Câu 3. Số oxi hóa của lưu huỳnh trong ionSO2−4SO42−là

A. -2;

B. 0;

C. +4;

D. +6.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

Số oxi hóa của từng nguyên tử: (xS−2O4)2−SxO4−22−

x + (-2).4 = -2

x = +6.

Câu 4. Dấu hiệu để nhận biết một phản ứng oxi hóa – khử là?

A. Có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử;

B. Có sự thay đổi trạng thái của chất phản ứng;

C. Có xuất hiện hiện sản phẩm là chất khí;

D. Có xuất hiện sản phẩm là chất kết tủa.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Dấu hiệu để nhận biết phản ứng oxi hóa – khử là có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử trước và sau phản ứng.

Câu 5. Phản ứng nào sau đây là phản ứng oxi hóa – khử

A. NaOH + HCl → NaCl + H2O;

B. FeO + H2SO4→ FeSO4+ H2O;

C. NH3+ HCl → NH4Cl;

D. 4NH3+ 3O2→ 2N2 + 6H2O.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

Phản ứng đáp án D có sự thay đổi số oxi hóa của N và O.

4−3NH3+−23O2→20N2+6H2−2O4N−3H3+3O2−2→2N20+6H2O−2

Câu 6. Dãy hợp chất nào sau đây chỉ chứa sulfur (S) có số oxi hóa là +6?

A. Na2S, H2SO4, SO2, SO3;

B. H2SO4, SO3, Na2SO4, CaSO4;

C. H2S; FeS, BaSO4, SO2;

D. H2S, S, SO2, SO3.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

H2+6SO4,+6SO3,Na2+6SO4,Ca+6SO4H2S+6O4,S+6O3,Na2S+6O4,CaS+6O4

Câu 7. Trong phản ứng: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O, phân tử Cl2 là?

A. Chất oxi hóa;

B. Chất khử;

C. Vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa;

D. Chất bị oxi hóa.

Lời giải

Đáp án đúng là: C

Cl2 vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

0Cl2+2NaOH→Na−1Cl+Na+1ClO+H2OCl02+2NaOH→NaCl−1+NaCl+1O+H2O

Câu 8. Chất khử là?

A. Chất nhường electron;

B. Chất nhận electron;

C. Chất nhường proton;

D. Chấp nhận proton.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Chất khử là chất nhường electron.

Chất oxi hóa là chất nhận electron.

Câu 9. Cho các phản ứng sau (ở điều kiện thích hợp):

a) SO2+ C → CO2+ S

b) 2SO2+ O2→ 2SO3

c) SO2+ 2NaOH → Na2SO3+ H2O

d) SO2+ H2S → S + H2O

e) SO2+ Br2+ H2O → H2SO4 + HBr

Số phản ứng mà SO2 đóng vai trò chất oxi hóa là?

A. 2;

B. 3;

C. 4;

D. 5;

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Các phản ứng mà SO2 đóng vai trò chất oxi hóa là (a), (d) vì S có số oxi hóa giảm sau phản ứng.

Câu 10. Loại phản ứng nào sau đây luôn không phải là phản ứng oxi hóa – khử?

A. Phản ứng hóa hợp;

B. Phản ứng thế;

C. Phản ứng phân hủy;

D. Phản ứng trao đổi.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

Phản ứng trao đổi luôn không phải là phản ứng oxi hóa – khử.

Ví dụ: HCl + NaOH → NaCl + H2O

Câu 11. Hệ số cân bằng (là các số nguyên, tối giản) của Cu2S và HNO3 trong phản ứng: Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO + H2O là

A. 3 và 22;

B. 3 và 18;

C. 3 và 10;

D. 3 và 12.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Câu 12. Tổng hệ số cân bằng (hệ số tối giản) của phản ứng: FeS2 + O2 → SO2 + Fe2O3 là?

A. 23;

B. 24;

C. 25;

D. 26.

Lời giải

Đáp án đúng là: C

4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

Tổng hệ số cân bằng (hệ số tối giản) = 4 + 11 + 8 + 2 = 25.

Câu 13. Hiện tượng thực tiễn nào sau đây không phải phản ứng oxi hóa – khử?

A. Đốt cháy than trong không khí;

B. Sắt bị han gỉ;

C. Sản xuất acid sunfuric;

D. Mưa.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

Mưa là các giọt nước lỏng ngưng tụ từ hơi nước trong khí quyển rồi trở nên đủ nặng để rơi xuống đất dưới tác động của trọng lực.

Câu 14. Cho phản ứng aFe + bHNO3 → cFe(NO3)3 + dNO + eH2O.

Các hệ số a, b, c, d, e là những số nguyên, tối giản. Tổng (a + b) bằng:

A. 5;

B. 4;

C. 3;

D. 6.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.

Tổng (a + b) bằng: 1 + 4 = 5

Câu 15. Trong phản ứng đốt cháy CuFeS2 tạo ra sản phẩm CuO, Fe2O3 và SO2 thì một phân tử CuFeS2 sẽ

A. Nhận 13 electron;

B. Nhường 13 electron;

C. Nhường 12 electron;

D. Nhận 12 electron.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Hai phân tử CuFeS2 nhận 26 electron

Một phân tử CuFeS2 nhận 13 electron.

******************

Trên đây là nội dung bài học Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 15: Phản ứng oxi hóa – khử do biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Phản ứng oxi hóa – khử. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.

Biên soạn bởi: Trường

 Hoá học 10

Bản quyền bài viết thuộc thcs-thptlongphu. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!
Nguồn chia sẻ: https://thcs-thptlongphu.edu.vn
https://thcs-thptlongphu.edu.vn/hoa-hoc-10-ket-noi-tri-thuc-bai-15-phan-ung-oxi-hoa-khu/

Đăng bởi: Thcs-thptlongphu.edu.vn

Chuyên mục: Tổng hợp