Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
©
và
Võ Hồng Thái
169
Chương trình Hóa họcVẤN ĐỀ III HÓA VÔ CƠ
VIẾT CÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
THƯỜNG GẶP
(CÁC CHẤT OXI HÓA, CHẤT KHỬ THƯỜNG GẶP)
Để viết được các phản ứng oxi hóa khử thì chúng ta cần biết một số chất oxi hóa và một
số chất khử thường gặp. Chất oxi hóa sau khi bị khử thì tạo thành chất khử liên hợp (chất
khử tương ứng); Cũng như chất khử sau khi bị oxi hóa thì tạo thành chất khử liên hợp
(chất khử tương ứng). Ta phải biết các chất khử và chất oxi hóa tương ứng thì mới viết
được phản ứng oxi hóa khử.
I. Các chất oxi hóa thường gặp
I.1. Các hợp chất của mangan: KMnO
4
, K
2
MnO
4
:
+7 +2 +2 +3
2KMnO
4
+ 10FeSO
4
+ 8H
2
SO
4
→
2MnSO
4
+ 5Fe
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ 8H
2
O
Kali pemanganat Sắt (II) sunfat Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat
Thuốc tím
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+ 5K
2
SO
3
+ 3H
2
SO
4
→
2MnSO
4
+ 6K
2
SO
4
+ 3H
2
O
Kali sunfit Kali sunfat
(Chất oxi hóa) (Chất khử) +6 +2 +2 +3
K
2
MnO
4
+ 4FeSO
4
0
t
MnCl
2
+ Cl
2
+ 2H
2
O
Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
©
và
Võ Hồng Thái
170
Mangan đioxit Axit clohđric (đặc) Mangan(II) clorua Khí clo
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+4 +2 +2 +3
MnO
2
+ 2FeSO
4
+ 2H
2
SO
4
SO
4
+ 5Na
2
SO
4
+ 8H
2
O
Kali pemanganat Nat ri clorua Mangan (II) sunfat Khí clo
(Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 -1 +2 0
2KMnO
4
+ 16HCl
→
2MnCl
2
+ 5Cl
2
+ 2KCl + 8H
2
O
Kali pemanganat Axit clohđric Mangan (II) clorua Khí clo
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+7 +2 +2 +3
→
8MnSO
4
+ 5H
3
PO
4
+ 4K
2
SO
4
+ 12H
2
O
Kali pemanganat Photphin Mangan (II) sunfat Axit sunfuric
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+7 0 +2 +2
2KMnO
4
+ 5Zn + 8H
2
SO
4
→
2MnSO
4
+ 5ZnSO
4
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
- KMnO
4
trong môi trường trung tính (H
2
O) thường bị khử thành mangan đioxit
(MnO
2
)
Thí du
:
+7 +4 +4 +6
2KMnO
4
+ 4K
2
SO
3
+ H
2
O
→
MnO
2
+ K
2
©
và
Võ Hồng Thái
171 +7 -1 +4 0
2KMnO
4
+ 3H
2
O
2
→
2MnO
2
+ 3O
2
+ 2KOH + 2H
2
O
Hiđro peoxit Mangan đioxit Khí oxi
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+ H
2
O
Kali pemanganat Kali sunfit Kali manganat Kali sunfat
(Chất oxi hóa) (Chất khử) +7 +3 +3 +6 +4
2KMnO
4
+ KOOC-COOK + 2KOH
→
2K
2
MnO
4
+ 2KHCO
3
Kali pemanganat Kali oxalat Kali manganat Kali cacbonat axit
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+7 -2 +6 0
2KMnO
4
+ 2KOH
→
2K
2
MnO
2
; SO
3
2-
; H
2
S; S
2-
;
NaCl; HCl; KBr, HBr, HI; KI; Cl
-
; Br
-
; I
-
; NO
2
-
; Anken; Ankin; Ankađien; Aren
đồng đẳng benzen; …
Thí dụ
:
+4 +7 +6 +2
5SO
2
+ 2KMnO
4
+ 2H
2
), nhưng CO
2
không làm mất màu dung dịch KMnO
4
.
G.2.
Để làm môi trường axit (H
+
) cho các chất oxi hóa thì người ta thường dùng H
2
SO
4
hay H
3
PO
4
mà không dùng các axit HCl, HBr, HI vì các axit này ngoài sự cung cấp
H
+
, chúng còn đóng vai trò chất khử (Cl
-
, Br
-
, I
-
).
4
trong
dung dịch KOH đậm đặc
để
rửa dụng cụ thủy tinh
.
II.2. Hợp chất của crom: K
2
Cr
2
O
7
; K
2
CrO
4
(Cr
2
O
7
2-
; CrO
4
2-
)
K
2
Cr
+ 7H
2
SO
4
→
Cr
2
(SO
4
)
3
+ 3Fe
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ 7H
2
O
Kali đicromat Sắt (II) sunfat Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+6 +4 +3 +6
K
+6 -1 +3 0
K
2
Cr
2
O
7
+ 6KI + 7H
2
SO
4
→
Cr
2
(SO
4
)
3
+ 3I
2
+ 4K
2
SO
4
+ 7H
2
O
Kali đicromat Hiđ ro sun fua Crom (III) sunfat Lưu huỳnh
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+6 -1 +3 0
K
2
Cr
2
O
7
+ 14HBr
→
2CrBr
3
+ 3Br
2
+ 2KBr + 7H
2
O
Kali đicromat Axit bromhđric Crom (III) bromua Brom Kali bromua
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+6 -1 +3 0
K
2
Cr
2
O
7
Kali đicromat Thiếc (II) clorua Axit clohiđric Crom (III) clorua Thiếc (IV) clorua
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+6 -1 +3 +1
K
2
Cr
2
O
7
+ 3CH
3
CH
2
OH + 4H
2
SO
4
→
Cr
2
(SO
4
)
3
+ 3CH
3
CHO + K
2
SO
→
Cr
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ H
2
O
Kali đicromat Khí sunfurơ Crom (III) sunfat Kali sunfat
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
Ghi chú
G.1.
Trong các phản ứng trên, màu đỏ da cam của dung dịch K
2
Cr
2
O
7
trở thành màu tím
của ion Cr
3+
4
) và dung dịch bão hòa kali đicromat (K
2
Cr
2
O
7
), gọi là
hỗn hợp sunfocromic
hay
hỗn hợp cromic
, để
súc các chai lọ thủy tinh
. Dung
dịch này tẩy mỡ, cũng như các chất hữu cơ bám vào thành thủy tinh, nhờ tính oxi
hóa mạnh của dung dịch này.
G.3.
Trong
môi trường trung tính
, muối
cromat
(CrO
4
2-
) thường
bị khử tạo crom (III)
hiđroxit (Cr(OH)
3
)
. CrO
3
oxi hóa hơi rượu etylic (CH
3
CH
2
OH)
tạo anđehit axetic (CH
3
CHO), còn CrO
3
bị khử tạo crom (III) oxit (Cr
2
O
3
, chất rắn
có màu xanh thẫm). Căn cứ vào mức độ đổi màu hay không đổi màu của CrO
3
mà
cảnh sát giao thông biết được người lái xe đã uống rượu nhiều, ít hay không uống
rượu. +6 -1 +3 +1
2CrO
3
+ 3CH
3
CH
2
2
O)
có sự cân bằng do sự thủy phân
như sau:
Cr
2
O
7
2-
+ H
2
O 2CrO
4
2-
+ 2H
+
Đicromat Cromat
(màu đỏ da cam) (màu vàng)
Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
©
và
Võ Hồng Thái
174
Do đó khi cho a xit (H
2
O
7
) thì thấy dung dịch chuyển từ màu
đỏ da cam ra màu vàng. Nguyên nhân là khi thêm OH
-
vào thì ion OH
-
sẽ kết hợp
ion H
+
(tạo chất không điện ly H
2
O) khiến cho nồng độ ion H
+
trong dung dịch
giảm, nên theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều
chống lại sự giảm ion H
+
, tức là chiều tạo ion H
+
, cũng là chiều tạo cromat, vì thế ta
thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ da cam ra màu vàng tươi.
2K
2
CrO
4
+ 2HCl
→
O
(Màu đỏ da cam) Natri cromat
(Màu vàng tươi)
2Na
2
CrO
4
+ H
2
SO
4
→
Na
2
Cr
2
O
7
+ Na
2
SO
4
+ H
2
O
Natri cromat Natri đicromat
)
2
) vào
dung dịch cromat
(CrO
4
2-
) hay
dung dịch đicromat
(Cr
2
O
7
2-
)
đều
thu được
kết tủa màu vàng bari
cromat
(BaCrO
4
). Không thu được bari đicromat (BaCr
2
O
7
) vì chất này tan trong
nước. Và vì có tạo kết tủa BaCrO
4
, nên nồng độ CrO
4
+ 2KCl
Bari clorua Kali cromat Bari cromat Kali clorua
BaCl
2
+ K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
O
→
BaCrO
4
+ K
2
CrO
4
+ 2HCl
Bari clorua Kali đicromat Bari cromat Kali cromat Axit clohiđric Ba(NO
3
)
+5 +4
-
HNO
3
đậm đặc
thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit
NO
2
. Các chất khử thường
bị HNO
3
oxi hóa là: các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO,
Fe
3
O
4
), một số phi kim (C, S, P), một số hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất
Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
©
và
Võ Hồng Thái
175
hay trung gian (H
2
S, SO
Sắt Axit ntric Sắt (III) nitrat Nitơ đioxit
(Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí có mùi hắc, màu nâu)
Trong 6 phân tử HNO
3
trên thì chỉ có 3 phân tử là chất oxi hóa, còn 3 phân tử tạo môi trường axit, tạo muối
nitrat. +2 +5 +3 +4
FeO + 4HNO
3
(đ)
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO
2
+ 2H
2
O
Sắt (II) oxit
+8/3 +5 +3 +4
Fe
3
O
4
+ 10HNO
+ 3H
2
O
Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat
(Chất khử) (Chất oxi hóa) (1 phân tử HNO
3
là chất oxi hóa, 3 phân tử trao đổi, tạo môi trường axit)
0 +5 +4 +4
C + 4HNO
3
(đ)
→
0
t
CO
2
+ 4NO
2
+ 2H
2
O
Cacbon Khí cacbonic Nitơ đioxit
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
(Cho từng giọt dd HNO
3
đậm đặc vào than nung nóng, than bùng cháy)
0 +5 +6 +4
t
H
3
PO
4
+ 5NO
2
+ H
2
O
Photpho Axit photphoric
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
0 +5 +1 +4
Ag + 2HNO
3
(đ)
→
AgNO
3
+ NO
2
+ H
2
O
Bạc Bạc nitrat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
Pb(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
Chì Chì (II) nitrat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
Al + 6HNO
3
(đ, nóng)
→
Al(NO
3
)
3
+ 3NO
2
+ 3H
2
O
+5 +2
-
HNO
3
Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
Bột sắt Axit nitric (loãng) Sắt (III) nitrat Nitơ oxit
(Chất khử) (Chất oxi hóa) (Khí không có, không không có màu)
+2 +5 +3 +2
3Fe(OH)
2
+ 10HNO
3
(l)
→
3Fe(NO
3
)
3
+ NO + 8H
2
O
Sắt (II) hiđroxit Sắt (III) nitrat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
+ NO + 14H
2
O
Sắt từ oxit
(Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +5 +3 +2
Cr + 4HNO
3
(l)
→
Cr(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
Crom Crom (III) nitrat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
0 +5 +2 +2
3Cu + 8HNO
3
(l)
→
3Cu(NO
3
)
0 +5 +2 +2
3Hg + 8HNO
3
(l)
→
3Hg(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Thủy ngân Thủy ngân (II) nitrat
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
0 +5 +6 +2
S + 2HNO
3
(l)
→
H
2
SO
4
) giống như
HNO
3
loãng
, nên nó oxi hóa
được các kim loại tạo muối, NO
3
-
bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước (H
2
O)
Thí dụ
:
0 +5 +2 +2
3Cu + 2NO
3
-
+ 8H
+
→
3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
Đồng Muối nitrat trong môi trường axit Muối đồng (II)
O
Chất khử Chất oxi hóaGhi chú
G.1.
Ba kim loại
sắt
(Fe),
nhôm
(Al) và
crom
(Cr)
không bị hòa tan
trong dung dịch
axit nitric đậm đặc nguội
(HNO
3
đ, nguội) cũng như trong dung dịch
axit
sunfuric đậm đặc nguội
(H
2
SO
4
đ, nguội) (bị thụ động hóa, bị trơ).
Fe, Al, Cr
HNO
miếng kim loại đồng
vào, nếu thấy tạo
dung dịch màu
xanh lam
và có
khí màu nâu
bay ra thì chứng tỏ dung dịch lúc
đầu có chứa muối nitrat ((NO
3
-
).
G.3.
Các kim loại mạnh như
magie (Mg), nhôm (Al), kẽm (Zn)
không những khử
+5 +4 +2 +1 0 -3
HNO
3
tạo
NO
2
,
NO
, mà có thể tạo
N
2
O
,
3
+ 3NO
2
+ 3H
2
O
Al + 4HNO
3
(l)
→
Al(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
8Al + 30HNO
3
(khá loãng)
→
8Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O + 15H
2
O
G.4.
Dung dịch
HNO
3
rất loãng và lạnh
có tác dụng như một
axit thông thường
(tác
nhân oxi hóa là ion H
+
)
Thí dụ
:
Al + 3HNO
3
(rất loãng)
lạnh
Al(NO
3
)
3
+
2
3
H
2
, thu được 13,44 lít hỗn
hợp ba khí là NO
2
, NO và N
2
O. Dẫn lượng khí trên qua dung dịch xút dư, có 11,2 lít hỗn
hợp khí thoát ra. Cho lượng khí này trộn với không khí dư (coi không khí chỉ gồm oxi và
nitơ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó cho hấp thụ lượng khí màu nâu thu được vào
dung dịch KOH dư, thu được dung dịch D. Dung dịch D làm mất màu vừa đủ 100 ml
dung dịch KMnO
4
0,4M trong môi trường H
2
SO
4
có dư. Thể tích các khí đo ở đktc. Các
phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
©
và
Võ Hồng Thái
179
a. Viết phản ứng giữa kẽm với dung dịch HNO
3
có hiện diện 3 khí trong phản ứng
theo dữ kiện trên.
b. Tính m.
lượng khí trên tiếp xúc không khí để khí NO chuyển hóa hết thành khí màu nâu NO
2
, sau
đó cho lượng khí nâu này hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch xút dư, thấy khối lượng
bình tăng 0,92 gam.
a. Xác định % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A, biết rằng khối lượng riêng ở đktc
của hỗn hợp A là 1,4796 g/l.
b. Viết phản ứng giữa nhôm với dung dịch HNO
3
theo dữ kiện đã cho.
c. Xác định m và V.
(N = 14; O = 16; H = 1; Al = 27)
ĐS: a. 28,57% NO; 28,57% N
2
O; 42,86% N
2
b. 52Al + 192HNO
3
→
52Al(NO
3
)
3
+ 6NO + 6N
2
O + 9N
2
+ 96H
3
O
4
), một số phi kim (như C, S, P), một số hợp chất của phi kim (như HI,
HBr, H
2
S)
Thí dụ
:
0 +6 +2 +4
Cu + 2H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
Đồng Axit sunfuric (đặc, nóng) Đồng (II) sunfat Khí sunfurơ
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
Ag
2
SO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
Bạc Bạc sunfat +2 +6 +3 +4
2FeO + 4H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
Fe
2
(SO
4
)
3
+ SO
2
+ 4H
2
O
+ SO
2
+ 10H
2
O
Sắt từ oxit Sắt (III) sunfat Khí sunfurơ
Fe
2
O
3
+ 3H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O
(phản ứng trao đổi)
Sắt (III) oxit Sắt (III) sunfat
2
O
Lưu huỳnh Axit sunfuric đậm đặc nóng Khí sunfurơ
(Chất khử) (Chất oxi hóa) 0 +6 +4 +4
C + 2H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
CO
2
+ 2SO
2
+ 2H
2
O
Cacbon
(Chất khử) (Chất oxi hóa)
0 +6 +5 +4
2P + 5H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
-1 +6 0 +4
2HBr + H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
Br
2
+ SO
2
+ 2H
2
O
Axit bromhiđric Brom Khí sunfurơ
(Chất khử) (Chất oxi hóa) -2 +6 0 +4
H
2
S + H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
S + SO
2
của tính chất trên là do kim loại mạnh nên dễ cho điện tử (để H
2
SO
4
nhận nhiều điện
tử) và do H
2
SO
4
ít đậm đặc nên nó không oxi hóa tiếp S, H
2
S.
Thí dụ
:
Giáo khoa hóa vô cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
©
và
Võ Hồng Thái
181
Al + H
2
SO
4
(đ, nguội)
Al
2
(SO
4
)
3
+ S + 4H
2
O
Lưu huỳnh
0 +6 +3 -2
8Al + 15H
2
SO
4
(hơi đặc, nóng)
→
4Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
S + 12H
2
S, CO), một số phi kim (như H
2
, C), các kim loại mạnh (như
Na, K, Ca, Ba, Mg). Nếu
SO
2
là chất oxi hóa thì nó thường bị khử tạo S
.
+4 -2 0
SO
2
+ H
2
S
→
S + H
2
O
Khí sunfurơ Khí hiđro sunfua Lưu huỳnh
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
Khí mùi hắc Khí có mùi trứng thúi Chất rắn, màu vàng nhạt +4 +2 0 +4
SO
2
C
0
500
S + 2H
2
O
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
+4 0 0 +2
SO
2
+ 2Mg
→
0
t
S + 2MgO
(Chất oxi hóa) (Chất khử)
Ghi chú
G.1.
Khác với HNO
3
, dung dịch
H
2
SO
4
loãng là a xit thông thường
(tác nhân oxi hóa
là H
SO
4
(l)
→
FeSO
4
+ H
2
0 +6 +3 +4
2Fe + 6H
2
SO
4
(đ, nóng)
→
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
G.2.
Ba kim loại
Al, Fe, Cr không bị hòa tan trong dung dịch H
2
SO
4
đậm đặc nguội
(cũng như trong dung dịch HNO
3
đậm đặc nguội) (bị thụ động hóa, trơ)
Al, Fe, Cr
H
2
SO
4
(đ, nguội) G.3.
Khi một kim loại tác dụng dung dịch H
2
SO
4
tạo các chất SO
2
, S, H
2
- Lượng kết tủa cực tiểu.
c. Tính khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được ở câu (b).
Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
(Na = 23; Mg = 24; Al = 27; K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn =
65; Ag = 108; Ba = 137; Hg = 200; Pb = 207; S = 32; O = 16; H = 1)
ĐS: Zn; 284ml; 504ml; 8,7952g; 6,6172g
Bài tập 81’
X là một kim loại. Hòa tan hết 3,78 gam A trong 51ml dung dịch H
2
SO
4
(dùng dư 40%
so với lượng cần), thu được 1,68 lít hỗn hợp hai khí H
2
S và H
2
(đktc) và dung dịch Y.
Dẫn hỗn hợp hai khí trên vào dung dịch CuCl
2
dư, thu được 4,32 gam kết tủa màu đen.
a. Xác định kim loại X. Viết một phản ứng giữa kim loại X vừa tìm được với dung
dịch H
2
SO
4
theo dữ kiện cho.