Các phơng pháp giải toán hóa học thờng gặp
trong phần kim loại
Các nhà hóa học đã tổng kết một số phơng pháp giải bài tập hóa học sau đây:
1. Phơng pháp bảo toàn khối lợng.
2. Phơng pháp tăng giảm khối lợng.
3. Phơng pháp bảo toàn electeron.
4. Phơng pháp dùng các giá trị trung bình (khối lợng mol trung bình, số nguyên tử C, H
trung bình, hóa trị trung bình).
5. Phơng pháp tách công thức phân tử.
6. Phơng pháp ghép ẩn số.
7. Phơng pháp tự chọn lợng chất.
8. Phơng pháp biện luận.
9. Phơng pháp đờng chéo.
vvv
Trong hóa học kim loại và vô cơ nói chung thờng sử dụng các phơng pháp 1, 2, 3, 4, 5.
Một bài toán hóa học có thể sử dụng phơng pháp này hay phơng pháp khác, thậm chí
có thể sử dụng đợc nhiều cách hoặc đôi khi chỉ có một cách giải duy nhất. Dới đây sẽ trình
bày nội dung từng phơng pháp với những ví dụ cụ thể, có phân tích u và nhợc điểm của từng
phơng pháp. Tiếp đó là một số ví dụ về việc phối hợp nhiều phơng pháp để giải một bài toán
và hệ thống một số bài tập tơng tự.
1. Phơng pháp bảo toàn khối lợng:
*Nguyên tắc của phơng pháp này là: Tổng khối lợng các chất tham gia phản ứng bằng
tổng khối lợng của các chất tạo thành sau phản ứng.
*Chú ý: Không tính khối lợngcủa phần không tham gia phản ứng.
*Ví dụ: Cho một luồng khí CO đi qua ống chứa m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe
2
O
3
nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm, thu đợc 64 g chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B
ở đktc, có tỉ khối so với H
2

O
4
hoặc ít hơn. Khí B có thể là hỗn
hợp của CO
2
và CO.
n
B
=
4,22
2,11
= 0,5 mol.
Gọi x là số mol của CO
2
thì số mol của CO là (0,5-x).
Theo tỉ khối ta có:
2.5,0
)5,0(2844 xx
+
= 20,4 x= 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng.
Theo định luật bảo toàn khối lợng ta có:
m
X
+ m
CO
= m
A
+
m
CO

+ H
2
O
YCO
3
+ 2HCl = YCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
2,84g 3,17g 0,03.44 0,03.18
Cứ 1 mol muối cacbonat chuyển thành 1 mol muối clorua: khối lợng tăng 71- 60 = 11g
x mol muối cacbonat chuyển thành x mol muối clorua: khối lợng tăng 3,17 - 2,84 = 0,33 g
x =
11
33,0
= 0,33 mol
M
muối
=
03,0
84,2
= 94,66
M
kl
= 94,66 60 = 34,66 M
1
< 34,66 < M

2-
Ta có các bán phản ứng sau:
Cu 2e = Cu
2+
O
2
+ 4e = 2O
2-
Mol 0,3 0,6 x 4x
Theo định luật bảo toàn electron : e cho = e nhận
0,6 = 4x
x = 0,15 V = 3,36 lít
* Nhận xét :
- Ưu điểm : Khi có nhiều chất oxi hóa, nhiều chất khử, có nhiều quá trình hóa học, qua nhiều
giai đoạn thì ta chỉ cần xác định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa và
chất khử, mà không cần xác định chất trung gian, thậm chí không cần quan tâm đến việc viết
và cân bằng các phơng trình phản ứng. Phơng pháp này đặc biệt lý thú đối với các bài toán
cần phải biện luận nhiều trờng hợp xảy ra.
- Nhợc điểm:
+ Chỉ áp dụng cho hệ phơng trình oxi hóa khử.
+ Thờng chỉ dùng để giải bài toán vô cơ.
4.Phơng pháp dùng các giá trị trung bình :
- Khối lợng mol trung bình.
- Số nguyên tử (C, H) trung bình.
- Số nhóm chức trung bình.
- Hóa trị trung bình
Trong phần kim loại chủ yếu sử dụng phơng pháp khối lợng mol trung bình
)(M
*Nguyên tắc: Khối lợng mol trung bình là
)(M

M
OH + HCl =
M
Cl + H
2
O
0,03 0,03
m
muối
= 0,03. (
M
+ 35,5) = 2,075

M
2muối
= 69 35,5 = 33,5
Ta có M < 33,5 < M
Do đó M là Na (23) và M là K (39)
*Nhận xét :
Ưu điểm : là 1 phơng pháp giúp giải nhanh các bài toán vô cơ và hữu cơ loại hỗn hợp 2 hay
nhiều chất. Đối với vô cơ là những bài nh xác định các kim loại, tính % số mol
5.Phơng pháp tách công thức phân tử:
Ví dụ : Oxi hóa không hoàn toàn 10,08 gam một phoi bào sắt thu đợc m gam chất rắn gồm
4 chất. Thả hỗn hợp rắn vào dung dịch HNO
3
d thu đợc 2,24 lít khí (đktc) không màu hóa
nâu ngoài không khí. Tính khối lợng của hỗn hợp rắn.
Lời giải
Hỗn hợp 4 chất rắn gồm Fe d , FeO, Fe
2



=+
=++
1,0
3
18,02
z
x
zyx
Giải hệ ta đợc x + 3y = 0,12.
Mặt khác khi chuyển từ (x + 2y + z) mol Fe thành (x+ y+ z) mol rắn ta thấy khối lợng tăng
đúng bằng
m
O

2
. Vậy khối lợng tăng sẽ là (x+ 3y ).16 gam.
Khối lợng rắn = 10,08 + 0,12 .16 = 12 gam
*Nhận xét :
- Ưu điểm : Để bớt số lợng ẩn trong việc lập hệ phơng trình ta dùng phơng pháp
này sẽ giúp cho việc giải phơng trình đại số bớt khó khăn
- Nhợc điểm: Phơng pháp này dùng chủ yếu trong việc tách CTPT của các chất
hữu cơ, chỉ sử dụng trong một số ít bài vô cơ.
6. Các phơng pháp khác:
*Phơng pháp ghép ẩn số:
- 1số bài toán thiếu điều kiện làm cho bài toán có dạng vô định hoặc không giải
đợc. Phơng pháp ghép ẩn số là một trong những phơng pháp đơn giản để giải
các bài toán đó.
- Nhợc điểm: Phơng pháp ghép ẩn số chỉ là một thủ thuật của toán học, không

Đối với bài này các phản ứng có thể viết dễ dàng, do đó có thể giải theo cách thông th-
ờng, truyền thống là:
Bớc 1: Viết và cân bằng các phơng trình phản ứng.
Bớc 2: Tính toán theo các phơng trình.
Các phản ứng:
3Cu + 8HNO
3
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
mol: 0,3 0,2
2NO + O
2
2NO
2
mol: 0,2 0,1 0,2
4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O 4HNO
3
mol: 0,2 0,05


Nh vậy bản chất của quá trình là: Cu nhờng e
O
2
nhận e
Cu 2e
2
+
Cu
mol: 0,3 0,6
O
2
+ 4e 2
2

O
mol: x 4x
Vì theo định luật bảo toàn electron: số e cho = số e nhận
4x = 0,6
x= 0,15
Vo
2
= 0,15. 22,4 = 3,36 lít
Nhận xét:
- Trong bài này, 2 cách giải là tơng đơng nhau. Tuy nhiên cách hai thể hiện rõ đợc bản chất
của quá trình.
- Cách 1 tuy không dài, nhng việc viết và cân bằng các phơng trình phản ứng mất nhiều thời
gian. Hơn nữa nếu cân bằng nhầm 1 phơng trình nào đó sẽ dẫn đến kết quả sai , vì cách đó sử
dụng tỷ lệ của phơng trình.
Ví dụ 2: Oxi hóa không hoàn toàn 10,08 gam một phoi bào sắt thu đợc m(g) chất rắn gồm 4
chất. Thả hỗn hợp rắn vào dung dịch HNO

3Fe + 2O
2
= Fe
3
O
4
3z 2z z

Fe d
(t)
Phản ứng với HNO
3
:
Fe
(d)
+ 4HNO
3
= Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
t t
3FeO + 10 HNO
3
= 3Fe(NO
3
)

3
)
3
+ 3H
2
O
n
Fe
= x + 2y +3z + t =
56
08,10
= 0,18 (1)
n
NO

=
3
x
+
3
z
+ t = 0,1 (2)
Thay (2) vào (1) x + 3y + 4z = 0,12
Mặt khác: n
0
2-
= x+ 3y + 4z = 0,12 m
0
2-
= 0,12.16

OFe
OFe
FeO
Fedu+
3
5
HNO

+
3
Fe
+
ON
2
+

bản chất của quá trình là: Fe nhờng e
O
2
,
5
+
N
nhận e
0 +3

-2

R
= m
muối
+ m
NO
+
OH
m
23
HNO
m
n
muối
= n
Fe
= 0,18

3
NO
n
muối
= 3 . 0, 18
3
HNO
n
=


-O
y
-
2
x
Fe +
y
O
2
= 2 Fe
x
O
y
0,18
x
18,0
2 Fe
x
O
y
+ (2
x
2
y
) = 3
x
Fe(NO
3
)
3

CTTB là Fe
3
O
2
m
R
=
43
OFe
m
= M.n = 200 .
3
18,0
=12 (gam)
Nhận xét : Cách này học sinh dễ hiểu, dễ áp dụng nhng có nhợc điểm là khó cân bằng phơng
trình phản ứng.
Ví dụ 3: Hòa tan cùng một lợng kim loại R vào dung dịch HNO
3
loãng và vào dung dịch
H
2
SO
4
loãng thì thu đợc khí NO và H
2
có thể tích bằng nhau (đo ở cùng điều kiện t
o
, áp suất).
Biết khối lợng muối nitrat thu đợc bằng 159,21% khối lợng muối sunfat. Xác định R.
Cách1: Cách giải thông thờng mà học sinh quen làm:

2
mx
3
nx
=
2
mx

3
n
=
3
m
n = 1,5 m
21,159100.
2
4
3
=


SO
NO
m
m
5921,1
)962(.5,0
)62(
=
+

FeR
R
R
==>=
+
+
Nhận xét : Rõ ràng cách 2 ngắn gọn hơn cách 1 và thể hiện rõ bản chất hóa học hơn. Tuy
nhiên có thể học sinh vẫn dùng cách 1 vì đó là cách thông dụng học sinh đã quen làm.
Đề ra kì này: các bài tập áp dụng các phơng
pháp trên
Bài 1: Trong một bình kín chứa O
2
, ngời ta thực hiện phản ứng đốt cháy 5,6 g Fe thì thu đ-
ợc 7,36 gam hỗn hợp 3 chất là Fe, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
. Hòa tan hoàn toàn lợng hỗn hợp đó
bằng dung dịch HNO
3
thu đợc V lít hỗn hợp khí A gồm NO và NO
2
có tỉ khối so với H
2
bằng 19.
a) Tính V ở đktc.

thu đợc 66,6 gam chất kết tinh D. Hãy tính m và xác định công thức của D.
ĐS : m = 5,4 gam; Al
2
(SO
4
)
3
. 18H
2
O
a.Hóa vô cơ
đại cơng về lí thuyết của các
quá trình hoá học
I- Nhiệt động lực học hoá học
I.1. Nguyên lí I- Nhiệt hoá học
1.1- Nguyên lí I ( Định luật bảo toàn năng lợng )
Năng lợng không tự nhiên sinh ra, không tự nhiên mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang
dạng khác.
Biểu thức:

U = Q A ( 1 )

U hàm nội năng;


U là biến thiên nội năng của hệ trong một quá trình biến đổi


U là hàm trạng thái ( chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối
không phụ thuộc vào cách thực hiện phản ứng)

2
- H
1
=

H
sp
-

H
cđ
=

U + P.

V ( 3 )
1.2- Nhiệt hoá học
a) Định luật Hess : Nhiệt của phản ứng hoá học chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của
các chất đầu và cuối, không phụ thuộc vào cách tiến hành phản ứng, nghĩa là không phụ thuộc
vào số lợng và đặc trng của các giai đoạn trung gian.
b) Từ nguyên lí I : U, H là các hàm trạng thái nên

U,

H không phụ thuộc vào cách tiến
hành quá trình mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái chất đầu và chất cuối Nội dung nguyên lí I
là nội dung của định luật Hess
c) Dấu của

H

(r)
+ O
2(k)
= CO
2(k)


H
1
= -393,365 (kJ/mol)
CO
(k)
+ 1/2 O
2(k)
= CO
2(k)


H
2
= - 282,7189 (kJ/mol)
Giải: Thiết lập chu trình phản ứng dựa theo nội dung của định luật Hess

C
(r)



x
H


-

H
2
________________________________
C
(r)
+ 1/2 O
2(k)
= CO
(k)
;

H
x
=

H
1
-

H
2
= - 110,4176 (kJ)
Bài tập:
Bài 1: Xác định

H của phản ứng: S
(r)

= -98,2 (kcal/mol)
ĐS:

H
1
= -395,2 (kcal/mol)
Bài 2: Cho các số liệu động học của một số phản ứng sau ở 298K và 1atm:
2NH
3
+ 3N
2
O 4N
2
+ 3H
2
O (1) ;

H
1
= -1011 (kJ)
N
2
O + 3H
2
N
2
H
4
+ H
2

= -286 (kJ)
Tính entanpi (nhiệt tạo thành) của N
2
H
4
, N
2
O
ĐS:1) Nhiệt tạo thành của N
2
H
4
tức là nhiệt của phản ứng
N
2
+ 2H
2
= N
2
H
4
(5) ;

H
5
= 1/4[ -(

H
1
+

+

H
4
-

H
2
= 81,75 (kJ/mol)
1.3- Các cách tính nhiệt của phản ứng hoá học
a) Tính nhiệt của phản ứng hoá học từ nhiệt sinh
- Nhiệt sinh ( nhiệt hình thành ) của một hợp chất là nhiệt của phản ứng tạo ra 1 mol hợp chất
đó từ các đơn chất ở trạng thái ở trạng thái bền nhất hay thờng gặp nhất của những nguyên tố
tự do của hợp chất trong những điều kiện đã cho về nhiệt độ và áp suất
Qui ớc:
- Nhiệt sinh tiêu chuẩn:

H
0
S 298
là nhiệt sinh của chất ở 298K (25
0
C), P = 1 atm
- Sinh nhiệt tiêu chuẩn của các đơn chất ở trạng thái tiêu chuẩn bằng không
Quy tắc : Nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt sinh của các chất cuối trừ tổng nhiệt sinh
của các chất đầu
Công thức :

H
0

=

n
i
i
1
0
là nhiệt tạo thành của các chất tham gia phản ứng

H
0
p
thay đổi theo nhiệt độ không nhiều lắm, nhiều trờng hợp coi nh không đổi.
VD2: Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau:
4FeCO
3 tt
+ O
2 k
= 2Fe
2
O
3 tt
+ 4 CO
2 k

Biết nhiệt sinh tiêu chuẩn

H
0
S 298

+ 2 (

H
0
S
)
Fe
2
O
3

- 4(

H
0
S
)
FeCO
3
= - 225,96 ( kJ/mol)
Bài tập:
Bài 1: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng CaO
r
+ CO
2 k
= CaCO
3 r
;

H

(l)
và CO
2(k)
tơng ứng là -68,32 và -94,05 kcal/mol. Tính
sinh nhiệt tiêu chuẩn của CH
3
OH
(l)
b) Tính nhiệt của phản ứng từ nhiệt cháy ( thiêu nhiệt )
- Định nghĩa: Thiêu nhiệt của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy một mol chất
đó bằng oxi ở điều kiện tiêu chuẩn để tạo thành các oxit bền
VD: hiệu ứng nhiệt của phản ứng:
CH
4

(k)
+ 2O
2(k)
= CO
2(k)
+ 2H
2
O
(l)
;

H
0
298
= -212,7 (kcal/mol)

m
1j
0
j
H
là nhiệt cháy của các chất sản phẩm

=

n
i
i
1
0
là nhiệt cháy của các chất tham gia phản ứng
VD3: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng : 2CH
4
C
2
H
2
+ 3H
2
Biết nhiệt cháy của các chất nh sau:
CH
4
+ O
2
CO
2

;

H
C 3
= - 394 (kJ/mol)

H
0
p
= 2

H
C 1
-

H
C 2
- 3

H
C 3
= 377 (kJ/mol)
Bài tập:
Bài 1: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng
C
2
H
5
OH
(l)

COOH
(l)
;

H
tn2
= -208,2 (kcal/mol)
CH
3
COOC
2
H
5 (l)
;

H
tn3
= -545,9 (kcal/mol)
ĐS:
c) Nhiệt chuyển pha
- Các quá trình chuyển pha thờng gặp là:
+ Sự nóng chảy, sự hoá rắn
+ Sự bay hơi, sự ngng tụ
+ Sự thăng hoa
+ Sự chuyển dạng thù hình
Các quá trình chuyển pha cũng thờng kèm theo hiệu ứng nhiệt, gọi là nhiệt chuyển pha
VD: Xác định nhiệt chuyển pha của quá trình:
C
(graphit)
C


H
1
=

H
2
-

H
3
= 0,453 (kcal/mol)
Bài 1: Biết:

H
0
S H2O (l)
= -68,32 (kcal/mol)


H
0
S H2O (k)
= -57,8 (kcal/mol)
Xác định

H
hoá hơi
của nớc
d) Nhiệt phân li

pl,H2
= 104,2 (kcal/mol)
- Nhiệt thăng hoa của C:

H
th, C
= 172 (kcal/mol)
Giải: Viết các phơng trình biểu diễn mối liên quan giữa các phơng trình có liên quan

H
0
p
=


dau
lk
-


cuoi
lk
VD4: Tính năng lợng liên kết của H-I. Biết năng lợng liên kết của H-H và I-I lần lợt là 436
kJ/mol và 151 kJ/mol
2HI = H
2
+ I
2
;


O
l
= H
3
AsO
3 (dung dịch)
+ 3 HCl
(dd)
;

H
2
= 17,58 (kcal/mol)
c) As
( r )
+ 3/2 Cl
2

(k)
= AsCl
3 ( r )
;

H
3
= -71,39 (kcal/mol)
d) HCl
(k)
+ aq = HCl
(dd)

= -68,3 (kcal/mol)
Bài 2: Nhiệt phân li của hiđro là 104 (kcal/mol)
- Nhiệt phân li của oxi là 118 (kcal/mol)
- Sinh nhiệt của nớc lỏng là - 68,3 (kcal/mol)
- Nhiệt bay hơi của nớc là 10,5 (kcal/mol)
Xác định năng lợng liên kết của O-H trong phân tử nớc
Bài 3: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng :
C
2
H
4 (k)
+ H
2 (k)
= C
2
H
6 (k)
Cho biết :
E
(H-H)
= 104 (kcal/mol)
E
(C=C)
= 147 (kcal/mol)
E
(C-C)
= 83 (kcal/mol)
E
(C-H)
= 99 (kcal/mol)

Để đánh giá sự tự diễn biến của của một quá trình ta dùng khái niệm mới là Entropi và
kí hiệu là S. S là một hàm trạng thái
Nếu sự vô trật tự càng lớn thì S càng cao
Biến thiên entropi

S của hệ và của môi trờng xung quanh tăng lên

S
tổng
=

S
hệ
+

S
mtxq
> 0 thì quá trình là tự diễn biến

S =
T
Q
=
T

VD5: Một mol nớc đá nóng chảy tại P= 1 atm và 0
0
C thì hấp thụ một lợng nhiệt là 6003,734J.
Tính


298, sp
-

S
298, cđ
VD: Tính biến thiên entropi của phản ứng
CaCO
3

(r)
= CaO
(r)
+ CO
2 (k)
Biết S
0
298,
(cal/mol.K) 22,16 9,5 51,06

S
0
298,p
= 51,06 + 9,5 22.16 = 38,4 (cal/mol.K)
Biến thiên entropi dơng. Phản ứng t diễn biến về phơng diện entropi
* Chú ý : Entropi S của từng chất thay đổi theo nhiệt độ thì khá nhiều nhng

S
p
thì không
thay đổi nhiều lắm

H - T

S

G
p
=

G
chất đầu
-

G
chất cuối

G
S, 298 đơn chất
= 0
VD6 : Xác định chiều tự diễn biến của phản ứng sau ở 298K
CuO
r
+ C
r
Cu
r
+ CO
k
Biết S
0
298

Vậy phản ứng có thể tự diễn biến
* Chú ý: Nếu đối với quá trình thuận

G < 0 ( tự diến biến) thì đối với quá trình nghịch
( không tự diễn biến)

G>0. Khi

G = 0 thì quá trình có thể diến ra theo cả hai chiều ngợc
nhau ( phản ứng cân bằng)
Bài 1: Đối với phản ứng CaCO
3 (r)
= CaO
( r )
+ CO
2 (k)

H
0
298
(kcal/mol) -288,5 -151,9 -94

S
0
298
(cal/mol.K) 22,16 9,5 51,06
Xác định chiều phản ứng ở 298K. Xác định nhiệt độ ở đó CaCO
3
bắt đầu bị phân huỷ
ĐS:

Tính giá trị trung bình của biến thiên entropi trong khoảng nhiệt độ này.
ở nhiệt độ nào thì phản ứng này xảy ra đợc? Coi

H
0
, S
0

không thay đổi theo
nhiệt độ

H
0

= - 36 420 (cal/mol) ;

S
0

= 40,4 (cal/mol.T)
T = 901K thì phản ứng bắt đầu diễn ra theo chiều thuận
Bài 3: Cho

H
0
298
(cal/mol)

S
0

k
+ S
r
Bài 4: ở nhiệt độ nào phản ứng
PCl
5


PCl
3
+ Cl
2
đầu xảy ra biết

H
0
298
(cal/mol)

S
0
298
(cal/mol.K)
PCl
5
-88 300 84,3
PCl
3
- 66 700 74,6
Cl

của phản ứng
ĐS:

S
0
298
= 33,8 (cal/mol.T);

H
0
298
= 22,9 (kcal/mol)
Bài 6: Trong lò cao luyện gang xảy ra các phản ứng sau:
Phản ứng

H
0
298
(kcal/mol)

S
0
298
(cal/mol.K)
1) C
r
+ O
2

(k)

3
O
4 ( r )
- 12,83 + 9,4
5) CO
(k)
+ Fe
3
O
4

(r)
= CO
2 ( k)
+ 3 FeO
( r )
+ 8,67 + 10,10
6) CO
(k)
+ FeO
( r)
= Fe
( r )
+ CO
2 ( k )
- 3, 83 - 3,41
Tính

G
0

+ 2Fe
( r)
ở 400
0
C, 650
0
C, 700
0
C- 800
0
C sẽ xảy ra các phản ứng khử các oxit Fe nào bằng CO, C
Phản ứng oxi hoá khử
I- Số oxi hoá
Số oxi hoá của một nguyên tố trong một chất là một số đại số biểu diễn điện tích của
nguyên tử trong phân tử của chất, nếu giả thiết chỉ có liên kết ion; nghĩa là các electron liên
kết mỗi cặp nguyên tử đợc coi nh chuyển hẳn sang nguyên tử có độ âm điện cao hơn
- Với đơn chất, số oxi hoá luôn bằng 0
- Với hợp chất ion, đợc cấu tạo từ các ion một nguyên tử, số oxi hoá bằng điện tích của
ion đó
- Trong hợp chất, tổng số oxi hoá của nguyên tử các nguyên tố luôn bằng 0
- Với hợp chất cộng hoá trị, hợp chất ion phức tạp thì cách tính số oxi hoá nh sau:
+ Các nguyên tố thuộc phân nhóm chính
* Số oxi hoá dơng cao nhất của nguyên tử các nguyên tố bằng số chỉ của phân
nhóm chính hay bằng số e tối đa mà nguyên tử nguyên tố đó có thể "cho" đi.
* Số oxi hoá âm: Thờng chỉ gặp ở các nguyên tử nguyên tố phân nhóm chính
nhóm IV, V, VI, VII. Số oxi hoá âm = Số electron mà nguyên tử đó nhận vào cho đạt cấu hình
bát tử ( 8 electron)
Có thể tóm tắt số oxi hoá của các nguyên tố trong bảng sau:
Phân nhóm chính
I II III IV V VI VII

: tơng tự O có số oxi hoá là: -2 y + 3. (-2) = -1 y = +5
3) SO
3
: số oxi hoá của O : -2, S : +4
4) C
2
H
6
O : số oxi hoá trung bình của C: -2
Với công thức cấu tạo : CH
3
-O-CH
3
thì mỗi nguyên tử C có số oxi hoá: -2
Vơi công thức cấu tạo : CH
3
CH
2
O-H: C (CH
3
-) = -3
C (-CH
2
OH) = -1
Quan hệ giữa số oxi hoá và hoá trị của nguyên tố
- Hoá trị gắn liền với liên kết hoá học
- Số oxi hoá gắn liền với sự chuyển dịch electron
nhiều khi số oxi hoá không trùng với hoá trị
VD: trong CH
3

2
2
1 +
OH
Các nguyên tố có sự biến đổi số oxi hoá:
02
CuCu
+
và
10
2
2
+
HH
Cu
2+
(CuO) là chất oxi hoá, H
2
là chất khử.
Bớc 2: Tính số e mỗi phân tử chất oxi hoá nhận và mỗi phân tử chất khử mất.
2+
Cu
+ 2e =
0
Cu
2
0
H
- 2.1e = 2
1+

Al + HCl AlCl
3
+ H
2
b) Không phải tất cả các chất có mặt trong phản ứng đều tham gia phản ứng oxi hoá - khử
( có chất đóng vai trò là môi trờng phản ứng )
Al + NaOH + H
2
O NaAlO
2
+ H
2
(môi trờng: NaOH )
KMnO
4
+ FeSO
4
+ H
2
SO
4
K
2
SO
4
+ MnSO
4
+ Fe
2
(SO

2
O
( môi trờng: H
2
SO
4
)
c) Trong một phản ứng một nguyên tố vừa đóng vai trò là chất oxi hoá vừa đóng vai trò là
chất khử : phản ứng tự oxi hoá - khử.
HCl + HClO
3
Cl
2
+ H
2
O
H
2
S + SO
2
S + H
2
O
Fe + Fe
2
(SO
4
)
3
FeSO

+ MnO
2
+ O
2

t
0
KClO
4
KCl + O
2
f) Trong phản ứng có nhiều hơn 2 nguyên tố thay đổi số oxi hoá.
t
0
FeS + O
2
Fe
2
O
3
+ SO
2
FeSO
3
+ K
2
Cr
2
O
7

3
Fe(NO
3
)
3
+ NO + H
2
O
Bài 1: Xác định phản ứng nào là phản ứng oxi hoá - khử. Cân bằng các phản ứng đó. Xác định
chất oxi hoá, chất khử, cân bằng theo phơng pháp thăng bằng e.
1)Fe
3
O
4
+ HCl FeCl
2
+ FeCl
3
+ H
2
O
2)Fe
3
O
4
+ H
2
SO
4đặc,nóng
Fe

2
O + Cl
2
HCl + H
2
SO
4
6) N
2
O
5
+ H
2
O HNO
3
7) NO
2
+ H
2
O HNO
3
+ HNO
2
8) Cu + HNO
3
Cu(NO
3
)
2
+ N

2
MnO
4
+ H
2
O
11) KMnO
4
+ K
2
SO
3
+ H
2
SO
4
K
2
SO
4
+ MnSO
4
+ H
2
O
12) FeS
2
+ O
2
Fe

4
Fe
2
(SO
4
)
3
+ Cr
2
(SO
4
)
3
+ ? + ?
2) FeCl
2
+ Br
2
? + ?
3) FeCl
2
+ H
2
SO
4

đặc nóng
FeCl
3
+ Fe

6) HCl + ? CrCl
3
+ KCl + ? + ?
7) FeSO
3
+ KMnO
4
+ H
2
SO
4
Fe
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ MnSO
4
+ H
2
O
8) H
2
S + HNO
3

O
y
+ H
2
O
11) Mg + HNO
3
? + NH
4
NO
3
+ H
2
O
Bài 3: Viết và cân bằng các phơng trình phản ứng trong các trờng hợp sau:
a) Hoà tan kim loại M trong dung dịch HNO
3
thu đợc một muối nitrat, khí N
x
O
y
và nớc
b) Kim loại M lỡng tính tác dụng với dung dịch NaOH, Ba(OH)
2
c) oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO
3
thu đợc khí NO
d) oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO
3
thu đợc hỗn hợp khí NO và N

3
+ KCl + N
2
+ NH
4
Cl + H
2
O
toán phản ứng oxi hoá khử
Cơ sở lí thuyết: Định luật bảo toàn electron
Bản chất của toàn bộ quá trình phản ứng oxi hoá khử: tổng e của chất khử cho luôn
bằng tổng số electron của chất oxi hoá nhận.
VD1 : Cho 5,6 gam bột Fe tác dụng với O
2
thu đợc 7,36 gam hỗn hợp X gồm 3 chất: Fe,
Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
. Hoà tan X trong HNO
3
d thu đợc V lit khí NO duy nhất (đktc). Tính V
Nếu giải theo phơng pháp thông thờng thì ta phải đặt ít nhất 3 ẩn số trong các phơng trình
trên. HS phải thực hiện nhiều phép biến đổi toán học. Mà không thấy đợc bản chất của các
Giải:
Viết các phơng trình phản ứng xảy ra:

x
O
y
bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng ta thu
đợc khí A và dung dịch B. Cho khí A hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch NaOH d tạo ra 12,6
gam muối. Mặt khác nếu cô cạn dung dịch A thì thu đợc 120 gam muối khan. Xác định công
thức của sắt oxit. Tính m.
Bài giải:
t
0
C1: 2Fe
x
O
y
+ 2(3x-y)H
2
SO
4

đặc
= xFe
2
(SO
4
)
3

2
O
Số mol muối Na
2
SO
3
tạo thành là: n
Na2SO3
= 0,1 (mol) n
SO2
= 0,1(mol)
n
Fe2(SO4)3
= 0,3 (mol)
Theo định luật bảo toàn e: Số e mà Fe
x
O
y
cho = số e mà S
+6
nhận
0,6. (3x-2y)/x = 2.0,1
0,9x 0,6y = 0,1x
0,8 x = 0,6 y x;y = 3:4
Vậy công thức cuả oxit đó là Fe
3
O
4
m = 0,2. 232 = 46,4 (g)
C2: Dựa vào phơng trình phản ứng

+2
x 2.x
A
0
- ne = A
+n
y n.y
2H
+
+ 2e

= H
2
0,0475 0,0475.2
Số e Fe cho + Số e A cho = Số e H
+
nhận
2.x + n.y = 0,0475.2 = 0,095 (2)
Fe + 4HNO
3
= Fe(NO
3
)
3
+ NO + H
2
O
3A + 4nHNO
3
= 3A(NO

A
/n = 1,805 M
A
= 9n
n 1 2 3 4
M
A
9 18 27 36
Cặp giá trị n = 3, M
A
= 27 thoả mãn
A là Al, n
Al
= 0,015 (mol)
Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 2,16 gam Al trong 1 lit dung dịch HNO
3
vừa đủ thu đợc 1,232 lit
hỗn hợp khí gồm NO, N
2
O (đktc)
a) Tính thể tích HNO
3
đã dùng
b) Tính tỉ khối của hỗn hợp khí so với H
2
c) Tính nồng độ của dung dịch thu đợc
Giải:
n
Al


O là 8:3
Phơng trình phản ứng
16Al + 62HNO
3
= 16Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O + 8NO + 31H
2
O
Số mol HNO
3
cần dùng là: 0,08.62/16 = 0,31 (mol)
C
M
= 0,31 (M)
Tỉ khối của hỗn hợp khí so với H
2
là: 16,9
Bài 4: Cho hỗn hợp gồm 2 kim loại Al, Fe với số mol của Al, Fe lần lợt là: 0,03 và 0,05 mol
tác dụng với 100 ml dung dịch chứa AgNO
3
và Cu(NO
3
)
2
, khuấy kĩ tới phản ứng hoàn toàn.

là 18,45. Xác định kim loại M
ĐS: Al
Bài 6: Hoà tan hoàn toàn 1,805 gam một hỗn hợp gồm Fe và một kim loại A hoá trị n duy
nhất bằng dung dịch HCl thu đợc 1,064 lit khí H
2
, còn khi hoà tan 1,805 gam hỗn hợp trên
bằng dung dịch HNO
3
loãng, d thì thu đợc 0,896 lit khí NO duy nhất. Hãy xác định kim loại A
và tính % khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp. Biết các thể tích khí đo ở đktc
ĐS: Al, n =3, n
Al
= 0,015 mol; n
Fe+
= 0,025 mol
Bài 7: Cho x lit khí CO (đktc) đi qua ống sứ đựng a gam Fe
2
O
3
đốt nóng. Giả sử lúc đó chỉ
xảy ra phản ứng khử Fe
2
O
3
Fe. Sau một thời gian thu đợc hỗn hợp khí Y, có tỉ khối so với
He là 8,5 và chất rắn Z. Nếu hoà tan chất rắn Z thấy tốn hết 50 ml dung dịch H
2
SO
4
0,5M; còn

A
n
B
m
n A
m+
+ nB
n-
phụ thuộc vào nồng độ dung dịch. Nồng độ dung dịch càng lớn thì độ điện li càng
nhỏ. Ngay cả với các hất điện li mạnh khi là dung dịch loãng là chất điện li hoàn toàn nhng
với dung dịch đặc thì lại chỉ điện li 1 phần. Do đó không đánh giá đúng độ mạnh yếu của
chất điện li.
2. Hằng số điện li
K =
[ ] [ ]
[ ]
mn
m
n
n
m
BA
BA
+
- với những axit mạnh, bazơ mạnh là những chất điện li hoàn toàn nên ta không dùng khái
niệm cân bằng điện li
- với những đa axit, đa bazơ xảy ra theo nhiều nấc. Mỗi nấc đợc đặc trng bởi một hằng số
điện li riêng
VD: H
3

H
+
+ PO
4
3-
; K
3
= 1,3. 10
-12
H
3
PO
4
3H
+
+ PO
4
3-
; K = K
1
. K
2
. K
3
K phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của chất điện li
* Mối liên hệ giữa K và

A
m
B

++


1
3. Sự điện li của n ớc
H
2
O H
+
+ OH
-
K
[ ] [ ]
[ ]
OH
OHH
2
.
+
K . [H
2
O] = K
OH
2
= [H
+
].[OH
-
] = 10
-14

+
] < 10
-7
* Qui ớc: pH = - lg[H
+
]
- Nớc cất: pH = 7
- dung dịch axit : pH < 7
- dung dịch bazơ : pH > 7