Giải SGK Hóa 10 (Kết nối tri thức) Bài 16: Ôn tập chương 4

Giải Hóa học 10 Bài 16: Ôn tập chương 4

I. Hệ thống hóa kiến thức

Hoàn thành các nội dung còn thiếu trang 78 Hóa học lớp 10

Phản ứng oxi hóa – khử

+ Chất nhường electron là chất khử.

+ Chất nhận electron là chất oxi hóa.

+ Quá trình oxi hóa là quá trình chất khử nhường electron.

+ Quá trình khử là quá trình chất oxi hóa nhận electron.

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

    • Nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

    • Các bước lập phương trình hóa học:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa.

Xác định chất oxi hóa, chất khử.

Bước 2: Viết quá trình nhường, nhận electron.

Bước 3: Xác định hệ số.

Bước 4: Cân bằng.

Ví dụ: Lập phương trình cho phản ứng: $N_2+H_2\stackrel{t^o,xt}{\to }N{H}_3$

Bước 1: ${\stackrel{0}{N}}_2+{\stackrel{0}{H}}_2\stackrel{t^o,xt}{\to }\stackrel{-3}{N}{\stackrel{+1}{H}}_3$

Chất khử là H₂, chất oxi hóa là N₂.

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

${\stackrel{0}{H}}_2\to 2\stackrel{+1}{H}+2e$

${\stackrel{0}{N}}_2+6e\to 2\stackrel{-3}{N}$

Bước 3: Xác định hệ số

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{3\times }\\ \stackrel{}{1\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}{\stackrel{0}{H}}_2\to 2\stackrel{+1}{H}+2e\\ {\stackrel{0}{N}}_2+6e\to 2\stackrel{-3}{N}\end{array}\right.$

Bước 4:

$N_2+3H_2\stackrel{t^o,xt}{\to }2N{H}_3$

II. Luyện tập (trang 78, 79)

Câu 1 trang 78 Hóa học 10: Trong phản ứng oxi hóa - khử, chất oxi hóa là chất

A. nhận electron.                           B. nhường proton.

C. nhường electron.                       D. nhận proton.

Lời giải:

Đáp án A

Trong phản ứng oxi hóa - khử, chất oxi hóa là chất nhận electron.

Câu 2 trang 78 Hóa học 10: Trong phản ứng hóa học: $Fe+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+H_2$, mỗi nguyên tử Fe đã

A. nhường 2 electron.

B. nhận 2 electron.

C. nhường 1 electron.

D. nhận 1 electron.

Lời giải:

Đáp án A

$Fe\to F{e}^{2+}+2e$

⇒ Mỗi nguyên tử sắt đã nhường 2 electron.

Câu 3 trang 78 Hóa học 10: Trong phản ứng hóa học: $2Na+2H_{2}O\to 2NaOH+H_2$, chất oxi hóa là

A. H₂O.              B. NaOH.          

C. Na.                D. H₂.

Lời giải:

Đáp án A

Quá trình trao đổi electron

$Na\to Na+e$                     

$2H_{2}O + 2e ⟶ H_2 + 2O{H}^{-}$

⇒ Chất oxi hóa là H₂O.

Câu 4 trang 78 Hóa học 10: Cho nước Cl₂ vào dung dịch NaBr xảy ra phản ứng hóa học:

$C{l}_2 + 2NaBr ⟶ 2NaCl + B{r}_2$

Trong phản ứng hóa học trên, xảy ra quá trình oxi hóa chất nào?

A. NaCl.             B. Br₂.               

C. Cl₂.                D. NaBr.

Lời giải:

Đáp án D

Quá trình trao đổi electron

$2B{r}^{-} ⟶ B{r}_2 + 2e$                  

$C{l}_2 + 2e ⟶ 2C{l}^{-}$

⇒ Trong phản ứng hóa học trên, xảy ra quá trình oxi hóa chất NaBr.

Câu 5 trang 79 Hóa học 10: Xét các phản ứng hóa học xảy ra trong các quá trình sau:

a) Luyện gang từ quặng hematite đỏ:

$F{e}_2{O}_3 + CO\stackrel{t^o}{\to } FeO + C{O}_2$

$FeO + CO\stackrel{t^o}{\to }Fe + C{O}_2$

b) Luyện zinc (kẽm) từ quặng blend:

$ZnS + O_2 \stackrel{t^o}{\to } ZnO + S{O}_2$

$ZnO + C \stackrel{t^o}{\to } Zn + CO$

c) Sản xuất xút, chlorine từ dung dịch muối ăn:

$NaCl + H_{2}O \underset{comangngan}{\overset{dp\text{dd}}{\to }} NaOH + C{l}_2 + H_2$

d) Đốt cháy ethanol có trong xăng E5:

$C_2{H}_{5}OH + O_2 \stackrel{t^o}{\to } C{O}_2 + H_{2}O$

Hãy chỉ ra các phản ứng oxi hoá – khử, lập phương trình hoá học của các phản ứng đó theo phương pháp thăng bằng electron và chỉ rõ chất oxi hoá, chất khử.

Lời giải:

Tất cả các phản ứng trên đều là phản ứng oxi hóa – khử.

a) ${\stackrel{+3}{Fe}}_2{\stackrel{-2}{O}}_3+\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O} \to \stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{O}+\stackrel{+4}{C}{\stackrel{-2}{O}}_2$

Chất khử là CO, chất oxi hóa là Fe₂O₃.

- Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử:

$\begin{array}{l}\stackrel{+3}{Fe}+e\to \stackrel{+2}{Fe}\\ \stackrel{+2}{C}\to \stackrel{+4}{C}+2e\end{array}$

- Xác định hệ số

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{2\times }\\ \stackrel{}{1\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}\stackrel{+3}{Fe}+e\to \stackrel{+2}{Fe}\\ \stackrel{+2}{C}\to \stackrel{+4}{C}+2e\end{array}\right.$

- Cân bằng

$F{e}_2{O}_3 + CO\stackrel{t^o}{\to }2FeO + C{O}_2$

Các em làm tương tự với các phương trình còn lại, ta có:

$FeO + CO\stackrel{t^o}{\to }Fe + C{O}_2$

⇒ Chất khử là CO, chất oxi hóa là FeO

b) Luyện kẽm từ quặng blend:

$2ZnS + 3O_2 \stackrel{t^o}{\to }2 ZnO + 2S{O}_2$

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

$ZnO + C \stackrel{t^o}{\to } Zn + CO$

⇒ Chất khử là C, chất oxi hóa là ZnO.

c) Sản xuất xút, chlorine từ dung dịch muối ăn:

$2NaCl + 2H_{2}O \underset{comangngan}{\overset{dp\text{dd}}{\to }} 2NaOH + C{l}_2 + H_2$

⇒ Chất khử H₂O, chất oxi hóa là NaCl.

d) Đốt cháy ethanol có trong xăng E5:

$C_2{H}_{5}OH + 3O_2 \stackrel{t^o}{\to } 2C{O}_2 + 3H_{2}O$

⇒ Chất khử là C₂H₅OH, chất oxi hóa là O₂.

Câu 6 trang 79 Hóa học 10: Xét phản ứng trong giai đoạn đầu của quá trình Ostwald:

$N{H}_3 + O_2 ⟶ NO + H_{2}O$

Trong công nghiệp, cần trộn 1 thể tích khí ammonia với bao nhiêu thể tích không khí để thực hiện phản ứng trên? Biết không khí chứa 21% thể tích oxygen và các thể tích khí đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất.

Lời giải:

Phương trình hóa học:

$4N{H}_3 + 5O_2 ⟶ 4NO + 6H_{2}O$

Theo phương trình 1 thể tích ammonia sẽ phản ứng với 1,25 thể tích oxygen.

⇒ Cần trộn 1 thể tích khí ammonia với  $\frac{1,25.100}{21}=5,59$ thể tích không khí.

Câu 7 trang 79 Hóa học 10: Copper(II) sulfate được dùng để diệt tảo, rong rêu trong nước bể bơi, dùng để pha chế thuốc Bordaux (trừ bệnh mốc sương trên cây cà chua, khoai tây: bệnh thối thân trên cây ăn quả, cây công nghiệp), ...

Trong công nghiệp, copper(II) sulfate thường được sản xuất bằng cách ngâm đồng phế liệu trong dung dịch sulfuric acid loãng và sục không khí:

$Cu + O_2 + H_{2}S{O}_4 ⟶ CuS{O}_4 + H_{2}O \left(1\right)$

a) Lập phương trình hóa học của phản ứng (1) theo phương pháp thăng bằng electron,

chỉ rõ chất oxi hoá, chất khử.

b) Copper(II) sulfate còn được điều chế bằng cách cho đồng phế liệu tác dụng với sulfuric acid đặc, nóng:

$Cu + H_{2}S{O}_4 \left(đặc\right) \stackrel{t^o}{\to } CuS{O}_4 +S{O}_2+ H_{2}O \left(2\right)$

Trong hai cách trên, cách nào sử dụng ít sulfuric acid hơn, cách nào ít gây ô nhiễm môi trường hơn?

Lời giải:

a)

$\stackrel{0}{Cu}+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}S{O}_4\to \stackrel{+2}{Cu}S{O}_4+H_2\stackrel{-2}{O}$

⇒ Chất oxi hóa là O₂, chất khử là Cu

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{2\times }\\ \stackrel{}{1\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+2e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}\right.$

⇒ 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄ → 2CuSO₄ + 2H₂O

b) Cu + 2H₂SO₄ (đặc)  $\stackrel{t^o}{\to }$CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Nhận thấy: 

1 mol Cu phản ứng với với 1 mol acid H₂SO₄ loãng.

1 mol Cu phản ứng với 2 mol acid H₂SO₄ đặc.

⇒ Cách sản xuất bằng cách ngâm đồng phế liệu trong dung dịch sulfuric acid loãng và sục không khí cần ít sulfuric acid hơn và cũng ít gây ô nhiễm hơn vì sản phẩm không có sinh ra khí SO₂ độc hại, gây ô nhiễm.

Xem thêm lời giải bài tập SGK Hóa học lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 17: Biến thiên enthalpy trong các phản ứng hóa học

Bài 18: Ôn tập chương 5

Bài 19: Tốc độ phản ứng

Bài 20: Ôn tập chương 6

Bài 21: Nhóm halogen