SỞ GD – ĐT ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG THPT TRƯỜNG XUÂN
****** NGHIÊN CỨU KHSP ỨNG DỤNG

Tên đề tài:
“Một số phương pháp giúp học sinh giải nhanh bài tập
về phản ứng oxi hóa – khử”

Giáo viên: Lý Bảo Việt
Tổ: Hóa – Sinh
Bộ môn: Hóa học

Trường Xuân, tháng 11 năm 2010

- 1 -
PHỤ LỤC

Trang
1. Tên đề tài 2
2. Tóm tắt 2
3. Giới thiệu
3.1. Hiện trạng 2
3.2. Giải pháp thay thế 3
3.2.1. Phương pháp bảo toàn electron 3

2-Tóm tắt đề tài:
Với hình thức thi trắc nghiệm học sinh thường phải mất nhiều thời gian khi giải những
bài tập tính toán, đặc biệt là những bài tập về phản ứng oxi hóa - khử. Nếu các em vẫn giải
bài tập theo hướng trắc nghiệm tự luận như trước đây thì thường không có đủ thời gian để
hoàn thành một bài thi của mình. Để giải quyết những vấn đề đó cần tìm ra những phương
pháp giải nhanh nhằm tiết kiệm thời gian.
Trong chương trình phổ thông, học sinh gặp không ít những bài tập về oxi hóa - khử
liên quan đến axit sunfuric đậm đặc, axit nitric, muối nitrat và các phản ứng nhiệt luyện điều
chế kim loại,… Với những bài tập này, việc áp dụng các phương pháp giải đối với học sinh
còn gặp nhiều khó khăn do các em chưa nắm rõ các phương pháp giải và phạm vi áp dụng
của từng phương pháp. Giải pháp đặt ra là giới thiệu cụ thể nội dung các phương pháp giải
nhanh bài tập về phản ứng oxi hóa – khử để học sinh có thể vận dụng các phương pháp đó
một cách có hiệu quả.
Đề tài này giới thiệu với học sinh ba phương pháp: phương pháp bảo toàn electron,
phương pháp ion – electron và phương pháp quy đổi. Các phương pháp nêu trên sẽ giúp cho
học sinh giải các bài tập về phản ứng oxi hóa khử một cách dễ dàng, mất ít thời gian.
Nghiên cứu được tiến hành trên hai nhóm có số lượng học sinh, kết quả học tập môn
hóa tương đương nhau. (Nhóm 1 và nhóm 2 của CLB hóa học, trường THPT Trường Xuân
– mỗi nhóm có 20 học sinh). Nhóm 1 là nhóm thực nghiệm, nhóm 2 là nhóm đối chứng.
Nhóm thực nghiệm được tác động bằng việc áp dụng các phương pháp đã nêu. Kết quả cho
thấy tác động có ảnh hưởng tích cực, kết quả của nhóm thực nghiệm là cao hơn so với nhóm
đối chứng.
3-Giới thiệu:
3.1. Hiện trạng:
Xu thế chung hiện nay và trong tương lai là việc kiểm tra đánh giá học sinh bằng hình
thức trắc nghiệm. Hình thức trắc nghiệm dần dần thay cho hình thức tự luận. Hiện tại, đối
với môn hóa học, các kỳ thi TN THPT, tuyển sinh ĐH-CĐ 100% là trắc nghiệm. Điều này
đồi hỏi học sinh phải tìm ra những cách giải nhanh nhất có thể.
Qua những buổi sinh hoạt CLB hóa học cho thấy đa số học sinh chỉ biết giải bài tập về
phản ứng oxi hóa – khử theo cách thông thường (viết các phương trình phản ứng, lập các

3
-
; SO
4
2-
(trong axit HNO
3
và H
2
SO
4
đặc) tạo muối và bị khử
khi tham gia phản ứng với kim loại.
- Xét kim loại M có số oxi hóa khi tham gia phản ứng oxi hóa – khử với HNO
3
là +n (n>0)
- Gọi số mol của kim loại M là là a. Từ quá trình oxi hóa M → M
+n
+ ne suy ra số mol
electron mà M nhường là n.a
- Giả sử N
+5
(trong HNO
3
) bị khử xuống N
+x
. Theo phương pháp bảo toàn electron thì số
mol electron mà N
+5
nhận bằng n.a

-
tạo muối và số mol N
+x
(sản phẩm khử
thu được) được biểu thị bằng biểu thức sau:

- 4 -
x
x
an
an
n
n
x
N
no





5
5
.
.
3

- Hay nói cách khác, số mol NO
3
-

Quá trình khử S
+6
+ (6-x) → S
+x x
na

6
← n.a→
x
na

6
(1’)
- Trong phản ứng thu được muối M
2
(SO
4
)
n
nên số mol SO
4
2-
cần để tạo muối bằng
2
na
(2’)
Từ (1’) và (2’) ta có mối liên hệ giữa số mol SO

4
2-
tạo muối bằng
2
1
số mol electron kim loại nhường bằng
số mol electron S
+6
nhận.
- Từ đây, suy ra số mol H
2
SO
4
phản ứng bằng số mol SO
4
2-
tạo muối + số mol S
+6
nhận
electron.
- Khối lượng muối của kim loại thu được sau phản ứng bằng khối lượng kim loại phản ứng
cộng với khối lượng NO
3
-
(hoặc SO
4
2-
) tạo muối.
3.2.1.2. các ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Cho 8,3 g hỗn hợp hai kim loại Al, Fe tác dụng với dung dịch H

xmol → 3x ymol → 3y mol
Theo phương pháp thăng bằng electron ta có: 3x + 3y = 0,6 (1)
Theo đề bài ra ta có: 27x + 56y = 8,3 (2)
Từ (1) và (2) ta tìm được x = 0,1 mol ; y = 0,1 mol
Khối lượng của mỗi kim loại:
mAl

= 27x0,1 = 2,7g ; mFe = 56x0,1 = 5,6g
*Cách 2: HS viết 2 phương trình phản ứng, dựa vào số liệu đề bài lập hệ hai phương trình
giải tìm được số mol của 2 kim loại. Từ đó suy ra khối lượng của 2 kim loại.
*Nhận xét: Với bài tập này HS có thể tìm theo hai cách tương đối dễ dàng, tuy nhiên với
những bài tập phức tạp hơn như những bài bên đưới thì việc giải theo cách 2 sẽ gặp khó
khăn.
Ví dụ 2: Khi cho 9,6g Mg tác dụng hết với dung dịch H
2
SO
4
đậm đặc, thấy có 49g H
2
SO
4

tham gia phản ứng, tạo muối MgSO
4
, nước và sản phẩm khử X. X là:
A. SO
2
B. H
2
S C. S D. SO

= 0,4 mol.
Vậy số mol H
2
SO
4
đã dùng oxi hóa Mg là: 0,5 – 0,4 = 0,1 mol.
*Quá trình khử: S
+6
+ (6-a)e → S
a

0,1mol → (6-a).0,1 mol
Theo phương pháp bảo toàn electron ta có: (6-a).0,1 = 0,8 → a = -2
Vậy X là H
2
S.
*Nhận xét: Nếu học sinh giải theo cách thông thường thì phải chia ra 3 trường hợp X là
H
2
S, S, SO
2
.
Ví dụ 3: Cho 1,35g hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO
3
dư được 1,12 lít NO và
NO
2
có khối lượng mol trung bình là 42,8. Biết các khí đo ở đktc. Tổng khối lượng muối
nitrat sinh ra là:
A. 9,65 B. 7,28 C. 4,24 D. 5,69

+ 2e
ymol → y 2y
Al → Al
3+
+ 3e
zmol → z 3z
Theo phương pháp bảo toàn electron ta có: 2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07
Từ đây, ta suy ra được khối lượng muối nitrat sinh ra là:
m = mCu(NO
3
)
2
+ mMg(NO
3
)
2
+ mAl(NO
3
)
3

= 1,35 + 62. (2x + 2y + 3z)
= 1,35 + 62.0,07 = 5,69 g
Ví dụ 4: (Theo câu 5/136 SGK lớp 10 nâng cao) Hỗn hợp khí A gồm clo và oxi. A phản
ứng vừa hết với một hỗn hợp gồm 4,8g Mg và 8,1g Al tạo ra 37,05g hỗn hợp các muối
clorua và oxit của 2 kim loại. Xác định thành phần % theo khối lượng và thể tích mỗi chất
trong hỗn hợp A.
Hướng dẫn giải:
Từ đề bài tìm được số mol của Mg và Al lần lượt là 0,2 mol và 0,3 mol.
Goij x, y lần lượt là số mol của Cl

, thu được V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO
2
(đktc) và dung dịch Y chỉ chứa 2
muối và axit dư. Tỉ khối của X đối với H
2
bằng 19. Giá trị của V là:

- 7 -
A. 4,48 B. 5,6 C. 3,36 D. 2,24
Hướng dẫn giải:
Từ tỉ khối của X đối với H
2
ta tính được tỉ lệ mol 2 khí là 1:1. Đặt số mol mỗi khí là x.
Gọi số mol mỗi kim loại là y, ta có:
56y + 64 y = 12 → y = 0,1
*Quá trình oxi hóa Cu → Cu
2+
+ 2e
0,1mol → 0,2
Fe → Fe
3+
+ 3e
0,1mol → 0,3
*Quá trình khử N
+5
+ 3e → N
+2
(NO)
3x mol ← x mol
N

56

Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng ta có m
O
= 3 - m → n
O
=
mol
m
16
3


*Quá trình oxi hóa: Fe → Fe
3+
+ 3e
mol
m
56
→ mol
m
56
3

*Quá trình khử: O + 2e → O
2-16
3 m

3
dư thấy tạo thành 0,448 lít khí B duy nhất có tỉ khối so với H
2

bằng 15. Giá trị m là:
A. 5,56 B. 6,64 C. 7,2 D. 8,81
Hướng dẫn giải:
M
B
= 15.2 = 30 → B là NO có số mol = mol02,0
4,22
448,0

Ở bài toán này, ta nhận thấy sắt không bị thay đổi trạng thái oxi hóa.(trạng thái đầu và cuối
sắt đều có số oxi hóa là +3). CO là chất khử, HNO
3
là chất oxi hóa. Vì vậy đặt số mol của
Co là x.
*Quá trình nhận electron: N
+5
+ 3e → N
+2
(NO)
0,06 mol ← 0,02 mol
*Quá trình nhường electron: C
+2
→ C
+4
+ 2e
x mol → x 2x

*Quá trình oxi hóa Al → Al
3+
+ 3e
0,02mol → 0,06 mol
Gọi x là số mol của NO → số mol NO
2
là 3x mol.
*Quá trình khử: N
+5
+ 3e → N
+2
(NO)
3x mol ← x mol
N
+5
+ 1e → N
+4
(NO
2
)
3x mol ← 3x mol
Theo phương pháp bảo toàn electron ta có 6x = 0,06 → x = 0,01

- 9 -
Vậy thể tích của NO và NO
2
lần lượt là: 0,224 lit và 0,672 lit.
Ví dụ 9: Hòa tan hết 16,3g hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe. Trong dung dịch H
2
SO

Khối lượng muối khan thu được bao gồm MgSO
4
, Al
2
(SO
4
)
3
và Fe
2
(SO
4
)
3

m = 120x + 171y + 200z.
Để tính m ta lấy 48x (1) + ( 2) ta được m = 48.1,1 + 16,3 = 69,1 g
Cách tính nhanh: Áp dụng công thức tính số mol SO
4
2-
trong muối.
Số mol SO
4
2-
tạo muối =
2
1
số mol e S
+6
nhận = 0,55 mol

+4

0,6 ← 0,3 mol
N
+5
+ 3e → N
+2
(NO)

- 10 -

0,6 mol ← 0,2 mol
Vậy nNO
3
-
tạo muối = số mol e N
+5
nhận = 0,6 mol
nSO
4
2-
tạo muối =
2
1
số mol e S
+6
nhận = 0,3 mol
Từ đó ta tính được khối lượng muối khan thu được:
m = mKL + mNO
3

của axit cũng nhận 0,02 mol
electron theo quá trình sau
H
+
+ 2e → H
2

0,02mol → 0,01 mol
Vậy thể tích H
2
thu được là: 0,01 . 22,4 = 0,224 lit
3.2.2. Phương pháp ion – electron
Ngoài việc cân bằng oxi hóa – khử còn áp dụng giải các bài toán phản ứng oxi hóa khử
có môi trường (axit, bazơ, nước), tính lượng môi trường H
+
tham gia phản ứng. Chỉ áp dụng
cho dạng toán kim loại hoặc hỗn hợp các kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh
như H
2
SO
4
đặc hoặc HNO
3
. Nếu học sinh không biết phương pháp này mà sử dụng phương
pháp khác để giải thì sẽ mất thời gian và có thể không tìm ra kết quả của bài toán.
Đối với bài toán oxit kim loại hoặc hỗn hợp các oxit kim loại tác dụng với axit theo
phản ứng oxi hóa khử, khi sử dụng phương pháp ion – electron thì ngoài số mol H
+
tính theo
bán phản ứng ion – electron còn có số mol H

* Nếu phản ứng có bazơ tham gia.
Vế nào thiếu bao nhiêu O thì them lượng OH
-
gấp đôi để tạo nước ở vế kia và ngược lại.
Ví dụ: Cr
2
O
3
→ 2CrO
4
2-

Vế trái thiếu 5O, thêm vào vế trái 10OH
-
để tạo 5H
2
O bên vế phải, sau đó cân bằng điện
tích bán phản ứng.
Cr
2
O
3
+ 10 OH
-
→ 2CrO
4
2-
+ 5H
2
O + 6e

HNO
3
sinh ra hỗn hợp gồm 0,2 mol N
2
và 0,1 mol NO.Nồng độ của dung dịch HNO
3
đã
dung là:
A. 1,5M B. 2,5M C. 3,5M D. 4,5M
Hướng dẫn giải:
Ta có: 2NO
3
-
+ 12H
+
+ 10e → N
2
+ 6H
2
O
2,4 mol ← 0,2 mol
2NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e → NO + 2H
2
O
0,4 mol ← 0,1 mol

3
dư nên tổng số mol
electron nhận trong hai trường hợp này phải bằng nhau.

- 12 -

Ta có: 2H
+
+ 2e → H
2

0,6mol ← 3,0
4,22
72,6

2NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e → NO + 2H
2
O
0,8 ← 0,6 mol
Vậy số mol HNO
3
phản ứng = 0,8 mol.
Vì lượng HNO
3
dùng dư 20% so với lượng cần thiết nên:

, Fe
3
O
4
(với nFeO:nFe
2
O
3
= 1: 1) nên ta xem hỗn hợp Y chỉ
có Fe
3
O
4
.
Số mol H
+
= nHNO
3
= 0,15.2 = 0,3 mol
3fe
3
O
4
+ 28HNO
3
→ 9Fe(NO
3
)
3
+ NO + 14H

- Bài toán hỗn hợp, trong đó tổng số chất và hợp chất nhiều hơn tổng số nguyên tố tạo
thành hỗn hợp đó.
- Bài toán hỗn hợp các oxit, sunfua của kim loại ; Xác định thành phần các nguyên tố
trong hỗn hợp phức tạp ; Các hợp chất khó xác định số oxi hóa Cu
2
FeS
2
, Cu
2
FeS
4
,…
3.2.3.2. Các bước giải theo phương pháp quy dổi nguyên tử.
- Bước 1: Quy hỗn hợp chất về các nguyên tố tạo thành hỗn hợp. Đặt ẩn số thích hợp
cho số mol nguyên tử các nguyên tố trong hỗn hợp.

- 13 -

- Bước 2: Lập các phương trình dựa vào các định luật bảo toàn khối lương, bảo toàn
nguyên tố, bảo toàn electron và dựa vào các dữ kiện khác của đề bài nếu có.
- Bước 3: Giải các phương trình và tính toán các kết quả bài toán yêu cầu.
3.2.3.3. Yêu cầu đối với học sinh khi giải bài tập bằng phương pháp quy dổi nguyên tử.
Phương pháp quy đổi nguyên tử là phương pháp kết hợp những ưu điểm của việc vận
dụng các định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron. Vì vậy để
áp dụng có hiệu quả phương pháp này học sinh phải thành thạo kỹ năng vận dụng các định
luật bảo toàn trên.
3.2.3.4. Các chú ý khi sử dụng phương pháp quy đổi.
- Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) – (từ 3 chất trở lên) thành hỗn hợp 2
chất hay chỉ còn 1 chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng của hỗn
hợp.

A. 49,09 B. 34,36 C. 35,5 D. 38,72
Hướng dẫn giải:
*Bước 1:
Coi 11,36g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
là hỗn hợp của xmol Fe và ymol O.
*Bước 2:
→mhh = 56x + 16y = 11,36 (1)
Các quá trình oxi hóa khử.
Fe → Fe
3+
+ 3e
xmol → 3x
O + 2e → O
2-

ymol → 2y
N
+5
+ 3e → N
+2
(NO)
0,18 mol ← 0,06 mol


3
số oxi
hóa của Fe không thay đổi)
-Quá trình nhường electron: Fe → Fe
3+
+ 3e
xmol → 3x
-Quá trình nhận electron: N
+5
+ 3e → N
+2
(NO)
0,075 mol ← 0,025 mol
Theo phương pháp bảo toàn electron: 3x = 0,075 → x = 0,025 mol
→ mFe
2
O
3
= 3 – 56.0,025 = 1,6 gam
→ nFe (Trong Fe
2
O
3
) = mol02,0
160
6,1.2

Vậy, m = (0,02 + 0,025).56 = 2,52 gam
Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm (Fe, FeO, Fe
2

O
4
.
Hỗn hợp X gồm: 0,2 mol Fe
3
O
4
và 0,1 mol Fe tác dụng với dung dịch Y.
Fe
3
O
4
+ 8H
+
→ Fe
2+
+ 2Fe
3+
+ 4H
2
O
0,2 mol → 0,2 0,4
Fe + 2H
+
→ Fe
2+
+ H
2

0,1 mol → 0,1

3
-
= 0,05 mol.

- 15 -

→ Thể tích Cu(NO
3
)
2
cần dùng: 0,05/1 = 0,05 lit = 50 ml.
3.3. Vấn đề nghiên cứu:
Việc áp dụng các phương pháp: phương pháp bảo toàn electron, phương pháp ion –
electron và phương pháp quy đổi có làm tăng hiệu quả giải các bài tập về phản ứng oxi hóa
– khử của học sinh hay không?
3.4. Giả thuyết nghiên cứu:
Việc áp dụng các phương pháp: phương pháp bảo toàn electron, phương pháp ion –
electron và phương pháp quy đổi sẽ làm tăng hiệu quả giải các bài tập về phản ứng oxi hóa
– khử của học sinh.
4- Phương pháp.
4.1. Khách thể nghiên cứu.
Nghiên cứu được tiến hành trên hai nhóm có số lượng học sinh, kết quả học tập môn
hóa tương đương nhau. (Nhóm 1 và nhóm 2 của CLB hóa học, trường THPT Trường Xuân
– mỗi nhóm có 20 học sinh). Nhóm 1 là nhóm thực nghiệm, nhóm 2 là nhóm đối chứng.
Nhóm thực nghiệm được tác động bằng việc áp dụng các phương pháp đã nêu. Kết quả cho
thấy tác động có ảnh hưởng tích cực, kết quả của nhóm thực nghiệm là cao hơn so với nhóm
đối chứng.
4.2. Thiết kế nghiên cứu:

Nhóm Kiểm tra trước tác động Tác động Kiểm tra sau tác động

HS
Trước
T Đ
Sau
TĐ
Trước
T Đ
Sau
TĐ
1 3 6.8 2.5 4
2 5.3 8.5 5.3 5.5
3 7.8 9.5 6 5.8
4 5 5.8 9 8.5
5 4.3 5.3 3.8 4.3
6 4.5 7.3 5 5
7 6.8 8 6.3 6.5
8 8.5 10 8.3 8.5
9 6.5 9.5 4 4.5
10 5 7 5 5
11 7 7.8 6.5 6.8
12 6.5 8.3 7.3 7.5
13 6 9.5 4 4.8
14 4.8 6 5 5.3
15 6.3 7.3 6.8 7
16 6 7.5 7.3 7
17 5 6 4.3 3.5
18 5 6.8 4.8 6.3
19 3.5 5 7 7
20 2.5 4.5 4.5 3.8



5.3. Bàn luận kết quả:
Giá trị T-test độc lập của 2 nhóm độc lập và đối chứng trước tác động p = 0,7380
khẳng định giá trị TB của 2 nhóm (5,465 và 5,635) là tương đương nhau không phải tác
động mà do tính ngẫu nhiên.
Giá trị T-test độc lập của 2 nhóm độc lập và đối chứng sau tác động p = 0,0042 khẳng
định gía trị trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn giá trị trung bình của nhóm đối chứng
là do ngẫu nhiên nhiều hơn là do yếu tố tác động.
Giá trị mức độ ảnh hưởng SMD của trước khi tác động là 0,1026 khẳng định mức độ
ảnh hưởng không đáng kể. Giá trị mức độ ảnh hưởng SMD của sau khi tác động là 0,9951
khẳng định mức độ ảnh hưởng lớn.
6. Kết luận và khuyến nghị:
Hệ số tương quan trước và sau tác động của nhóm thực nghiệm r = 0,8261 và hệ số
tương quan trước và sau tác động của nhóm đối chứng r = 0,9333 là rất lớn nói lên mức độ
tương quan về điểm số của các nhóm trước và sau tác động là có sự tương quan cao.
Giá trị T-test độc lập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng sau khi tác động là
0,0042 và giá trị mức độ ảnh hưởng SMD = 0,9951 khẳng định mức độ tác động của đề tài
không có yếu tố ngẫu nhiên và sự tác động của đề tài là khá lớn.
Với giá trị tác động như phân tích trên, đề tài này có thể được áp dụng để hướng dẫn
học sinh giải các bài tập về phản ứng oxi hóa khử.