Phương pháp giải nhanh các dạng bài tập liên quan đến phản ứng oxi hóa - khử môn Hóa học 10 năm 2020

PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ

 

Để giải nhanh các dạng toán có liên quan đến phản ứng oxi hoá – khử chúng ta nên áp dụng định luật bảo toàn electron.

Nội dung của định luật bảo toàn electron:

Trong phản ứng oxi hoá – khử, số mol electron do chất khử cho bằng số mol electron chất oxi hoá nhận.

\(\sum {{n_{e\,(cho)}} = \sum {{n_{e\,(nhan)}}} } \)

* Lưu ý:

- Trong một phản ứng hoặc một hệ phản ứng oxi hoá – khử, chúng ta cần quan tâm đến trạng thái oxi hoá ban đầu và cuối của một nguyên tố, không quan tâm đến các quá trình biến đổi trung gian.

- Cần kết hợp với các phương pháp khác như phương pháp quy đổi, bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích để giải bài toán.

Dạng 1: Kim loại tác dụng với dung dịch HCl, H₂SO₄ (loãng)

Kim loại bị oxi hoá:

\(M \to {M^{n + }} + ne \Rightarrow {n_{e\,\,\,cho}} = an\)

(a và n lần lượt là số mol và hóa trị của M)

\(\mathop H\limits^{ + 1} Cl,\,\,\,{\mathop H\limits^{ + 1} _2}S{O_4}\) (loãng) thể hiện tính oxi hoá trên H⁺:

\(2{H^ + } + 2e \to {H_2} \Rightarrow {n_{{H^ + }}} = {n_{e\,\,nhan}} = 2{n_{{H_2}}}\)

\(M + \left[ \begin{array}{l}
HCl\\
{H_2}S{O_4}\,
\end{array} \right. \to {M^{n + }} + {H_2}\)

Theo định luật bảo toàn electron, ta có: \({an = 2{n_{{H_2}}}}\)

Lưu ý: Kim loại có nhiều hoá trị (Fe, Cr) khi tác dụng với HCl hoặc H₂SO₄ loãng chỉ đạt hoá trị thấp.

Bảo toàn electron:  \(\frac{{5,4}}{{27}} \cdot 3 = 2.\frac{V}{{22,4}} \Rightarrow V = 6,72\,\,l\'i t\)

Chỉ có Fe phản ứng với HCl, ta có: \(2.{n_{Fe}} = 2.{n_{{H_2}}} = 2.\frac{{3,36}}{{22,4}}\)

\( \Rightarrow {n_{Fe}} = 0,15mol \Rightarrow {m_{Cu}} = 10 - 0,15.56 = 1,6\,\,gam\)

Ta có:  \(\frac{{0,3}}{M} \cdot 2 = 2.\frac{{0,28}}{{22,4}} \Rightarrow M = 24\)

M là Mg

Đặt a và b lần lượt là số mol của Mg và Al, ta có:

\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{m_{kim{\rm{ loai}}}} = 24a + 27b = 5,1\\
BT{\rm{ electron: }}3a + 2b = 2 \cdot \frac{{5,6}}{{22,4}}
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
a = 0,1mol\\
b = 0,1mol
\end{array} \right.\\
 \Rightarrow \% {m_{Al}} = \frac{{0,1.27}}{{5,1}} \cdot 100\%  = 52,94\% 
\end{array}\)

Bảo toàn electron, ta có:  \(\frac{{1,92}}{M} \cdot n = 2.\frac{{1,792}}{{22,4}} \Rightarrow M = 12n \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
n = 2\\
M = 24
\end{array} \right.\)

→ M là Mg

- Mg và Zn đều bị HCl và Cl₂ oxi hoá đến mức +2.

- Fe bị HCl oxi hoá đến \(\mathop F\limits^{ + 2} e\); bị Cl₂ oxi hoá đến \(\mathop F\limits^{ + 3} e.\)

Đặt a là tổng số mol của Mg và Zn; b là số mol của Fe, bảo toàn electron ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}
2a + 2b = 2.{n_{{H_2}}}\\
2a + 3b = 2.{n_{C{l_2}}}
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
2a + 2b = 1\\
2a + 3b = 1,1
\end{array} \right. \Rightarrow b = 0,1 \Rightarrow {m_{Fe}} = 5,6\,\,gam\)

Ta có:  \({m_{kim{\rm{ loai}}}} = {m_{oxit}} - {m_{{O_2}}}\)

Vì A và B có hoá trị không đổi nên \(\sum {{n_{e\,\,cho\,\,(phan{\rm{ 1)}}}} = } \sum {{n_{e\,\,cho\,\,(phan{\rm{ 2)}}}}} \\)

\(\begin{array}{l}
 \Rightarrow \sum {{n_{e\,\,nhan\,\,(phan{\rm{ 1)}}}} = } \sum {{n_{e\,\,nhan\,\,(phan{\rm{ 2)}}}}}  \Rightarrow 2{n_{{H_2}}} = 4{n_{{O_2}}} \Rightarrow {n_{{O_2}}} = \frac{1}{2} \cdot 0,08 = 0,04mol\\
 \Rightarrow {m_{kim{\rm{ loai}}}} = 2.(2,84 - 0,04.32) = 3,12\,\,(gam)
\end{array}\)

Dạng 2: Kim loại tác dụng với dung dịch H₂SO₄ (đặc)

* H₂SO₄ đặc: tính oxi hoá thể hiện ở \(\mathop S\limits^{ + 6} \)

\(\underbrace {Kim{\rm{ loai}}}_{{\rm{(tru Au, Pt)}}}{\rm{  +  }}{{\rm{H}}_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4}{\rm{ (dac)  }} \to Muoi{\rm{   +   }}\underbrace {spk}_{(S{O_2},\,\,\,S,\,\,{H_2}S)} + {H_2}O\)

* Các quá trình khử

Quá trình khử	Mối liên hệ \({n_{{H_2}S{O_4}}}\) với nsản phẩm khử	ne nhận
\(4{H^ + } + S{O_4}^{2 - } + 2e \to S{O_2} + 2{H_2}O\)	\({n_{{H_2}S{O_4}}} = 2{n_{S{O_2}}}\)	\({n_{e\,\,nhan}} = 2{n_{S{O_2}}}\)
\(8{H^ + } + S{O_4}^{2 - } + 6e \to S + 4{H_2}O\)	\({n_{{H_2}S{O_4}}} = 4{n_S}\)	\({n_{e\,\,nhan}} = 6{n_S}\)
\(10{H^ + } + S{O_4}^{2 - } + 8e \to {H_2}S + 4{H_2}O\)	\({n_{{H_2}S{O_4}}} = 5{n_{{H_2}S}}\)	\({n_{e\,\,nhan}} = 8{n_{{H_2}S}}\)

* Lưu ý:

- Kim loại có nhiều hoá trị (Fe, Cr) khi phản ứng với H₂SO₄ đặc sẽ đạt hoá trị cao.

- Fe, Al, Cr không phản ứng với H₂SO₄ (đặc, nguội) do bị thụ động hoá.

Đặt a và b lần lượt là số mol của Zn và Al, ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}
65a + 27b = 9,2\\
BT{\rm{ electron: 2a}} + 3b = 2.\frac{{5,6}}{{22,4}}
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
a = 0,1\\
b = 0,1
\end{array} \right. \Rightarrow {m_{Al}} = 2,7\,\,gam\)

Bảo toàn electron: \(n.\frac{{0,756}}{M} = 2.\frac{{2,688}}{{64}} \Rightarrow M = 9n \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
n = 3\\
M = 27\,\,(Al)
\end{array} \right.\)

Bảo toàn electron: \(3.\frac{m}{{56}} = 2.\frac{{3,36}}{{22,4}} \Rightarrow m = 5,6\,\,gam\)

...

Trên đây là trích đoạn nội dung Phương pháp giải nhanh các dạng bài tập liên quan đến phản ứng oxi hóa - khử môn Hóa học 10 năm 2020. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• 50 Câu trắc nghiệm ôn tập Chương 4 Phản ứng oxi hóa khử môn Hóa học 10 năm 2019-2020

​Chúc các em học tập tốt !