Phản ứng oxi hóa khử là gì? Thế nào là sự khử và sự oxi hóa?

Phản ứng oxi hóa khử là gì? Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó xảy ra đồng thời sự khử và sự oxi hóa. Vậy sự khử và sự oxi hóa là gì? Thế nào là chất khử và chất oxi hóa? Tất cả sẽ được giải đáp trong bài viết hôm nay. Mời các bạn cùng tham khảo nhé!

Phản ứng oxi hóa khử là gì? Thế nào là sự khử và sự oxi hóa?

phan-ung-oxi-hoa-khu-la-gi

1. Sự khử và sự oxi hóa

a) Sự khử

• Định nghĩa: sự khử là sự tách oxi ra khỏi hợp chất

• Ví dụ:

◊ H2 tách nguyên tử oxi ra khỏi hợp chất CuO:

H2 + CuO (t°) → Cu + H2O      (1)

◊ CO tách nguyên tử oxi ra khỏi hợp chất Fe2O3:

3CO + Fe2O3 (t°) → 2Fe + 3CO2

b) Sự oxi hóa

• Định nghĩa: sự oxi hóa là sự phản ứng của oxi với một chất.

• Ví dụ:

◊ O2 tác dung với H2 tạo thành nước:

H2 + O2 (t°) → H2O

◊ Trong PƯHH (1), quá trình kết hợp của nguyên tử oxi trong CuO với H2 được gọi là sự oxi hóa H2 thành nước.

2. Chất khử và chất oxi hóa

• Định nghĩa:

– Chất khử là chất chiếm oxi của chất khác.

– Chất oxi hóa là chất nhường oxi cho chất khác.

   • Ví dụ:

H2 + CuO (t°) → Cu + H2O

C + O2 (t°) → CO2

Trong 2 phản ứng trên, H2 và C là chất khử vì chúng là chất chiếm oxi. CuO và O2 là chất oxi hóa vì nhường oxi.

3. Phản ứng oxi hóa khử

• Định nghĩa: Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó xảy ra đồng thời sự khử và sự oxi hóa.

• Ví dụ:

phan-ung-oxi-hoa-khu

Phản ứng trên là phản ứng oxi hóa – khử, nó xảy ra đồng thời sự khử và sự oxi hóa:

Θ Sự khử CuO thành Cu

Θ Sự oxi hóa H2 thành H2O

4. Tầm quan trọng của phản ứng oxi hóa khử

– Phản ứng oxi hóa khử có nhiều ứng dụng trong luyện kim, trong công nghệ hóa học. Nó giúp tăng hiệu suất, chất lượng sản phẩm.

ung-dung-cua-phan-ung-oxi-hoa-khu
Phản ứng oxi hóa – khử có ứng dụng quan trọng trong công nghiệp luyện kim

– Một số phản ứng oxi hóa khử không có lợi như quá trình phá hủy kim loại trong tự nhiên cần được hạn chế.

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1. Chọn những câu đúng trong các câu sau đây?

A. Chất nhường oxi cho chất khác là chất khử.

B. Chất nhường oxi cho chất khác là chất oxi hóa.

C. Chất chiếm oxi cho chất khác là chất khử.

D. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có xảy ra sự oxi hóa.

E. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử.

Trả lờ: Đáp án đúng là B, C và E.

Câu 2. Hãy cho biết những PƯHH sau đây, phản ứng nào là phản ứng oxi hóa – khử? Nêu lợi ích và tác hại của mỗi phản ứng?

a) Đốt than trong lò: C + O2 (t°) → CO2

b) Dùng CO khử sắt (III) oxit trong luyện kim: Fe2O3 + 3CO (t°) → 2Fe + 3CO2

c) Nung vôi: CaCO3 (t°) → CaO + CO2

d) Sắt bị gỉ trong không khí ẩm: 4Fe + 3O2 (t°) → 2Fe2O3

Trả lời:

• Phản ứng oxi hóa khử là: (a) , (b) và (d). (c) là phản ứng phân hủy.

• Lợi ích và tác hại cua mỗi phản ứng:

– Phản ứng (1): tạo ra nhiệt lượng cần thiết, nhưng có hại là tạo ra khí CO2 không có lợi cho môi trường.

– Phản ứng (2): có lợi trong công nghiệp luyện kim là tạo ra kim loại sắt, nhưng phản ứng tạo ra khí CO2 không có lợi cho môi trường.

– Phản ứng (3): tạo ra vôi sống ứng dụng trong công nghiệp và xây dựng, nhưng phản ứng tạo ra khí CO2 không có lợi cho môi trường.

– Phản ứng (4): có hại vì nó làm gỉ sét sắt kim loại hay các vật dụng được làm từ sắt.

Câu 3. Lập PTHH theo sơ đồ phản ứng:

Fe2O3 + CO (t°) —> CO2 + Fe

Fe3O4 + H2 (t°) —> H2O + Fe

CO2 + Mg (t°) —> MgO + C

Các phản ứng trên có phải là phản ứng oxi hoa khử hay không? Vì sao? Cho biết đâu là chất khử, đâu là chất oxi hóa, vì sao?

Trả lời:

• Phương trình hóa học của các phản ứng:

Fe2O3 + 3CO (t°) → 3CO2 + Fe

Fe3O4 + 4H2 (t°) → 4H2O + 3Fe

CO2 + 2Mg (t°) → 2MgO + C

• Các phản ứng trên là phản ứng oxi hóa – khử vì nó xảy ra đồng thời sự khử và sự oxi hóa.

– Chất khử trong các phản ứng (1), (2), (3) lần lượt là: CO, H2 và Mg vì nó chiếm oxi của Fe2O3, Fe3O4 và CO2.

– Chất oxi hóa trong các phản ứng (1), (2), (3) lần lượt là: Fe2O3, Fe3O4 và CO2 vì nó nhường oxi cho các chất khử nói trên.

Câu 4. Trong PTN, người ta dùng CO để khử 0,2 mol Fe3O4 và dùng khí H2 để khử 0,2 mol Fe2O3 ở nhiệt độ cao.

a) Viết PTHH của các phản ứng đã xảy ra.

b) Tính số lít khí CO và H2 (đktc) cần dùng cho mỗi phản ứng.

c) Tính số gam Fe thu được ở mỗi phản ứng.

Trả lời:

a) PTHH của 2 phản ứng khử Fe3O4 và Fe2O3:

Fe3O4 + 4CO (t°) → 3Fe + 4CO2  (1)

Fe2O3 + 3H2 (t°) → 2Fe + 3H2O  (2)

b) Theo PTHH, ta có:

  • nCO = 4nFe3O4 = 0,2 x 4 = 0,8 (mol)
  • nH2 = 3nFe2O3 = 0,2 x 3 = 0,6 (mol)

⇒ Thể tích khí CO và H2 cần dùng là:

  • VCO = nCO x 22,4 = 0,8 x 22,4 = 17,92 (lít)
  • VH2 = nH2 x 22,4 = 0,6 x 22,4 = 13,44 (lít)

c) Số gam Fe thu được:

  • Trong PƯHH (1):
    • nFe = 3nFe3O4 = 0,2 x 3 = 0,6 (mol) ⇒ mFe = 0,6 x 56 = 33,6 (g)
  • Trong PƯHH (2):
    • nFe = 2nFe2O3 = 0,2 x 2 = 0,4 (mol) ⇒ mFe = 0,4 x 56 = 22,4 (g)

Câu 5. Trong PTN, người ta dùng khí H2 để khử sắt (III) oxit Fe2O3 và thu được 11,2 g sắt.

a) Viết PTHH của phản ứng.

b) Tính khối lượng Fe2O3 thu được.

c) Tính thể tích khí H2 (đktc) đã tiêu thụ.

Trả lời:

a) PTHH của phản ứng:

Fe2O3 + 3H2 (t°) —> 2Fe + 3H2O

b) Ta có:

– Số mol Fe thu được sau phản ứng:

nFe = 11,2 / 56 = 0,2 (mol)

– Theo PTHH:

nFe2O3 = 1/2 x nFe = 0,2/2 = 0,1 (mol)

⇒ mFe2O3 = 0,1 x 160 = 16 (gam)

c) Theo PTHH:

nH2 = 3/2 x nFe = 0,2 x 3/2 = 0,3 (mol)

⇒ VH2 = 0,3 x 22,4 = 6,72 (lít)

Lời Kết

Trên đây chúng ta vừa tìm hiểu thế nào là chất khử, chất oxi hóa, sự khử và sự oxi hóa. Bên cạnh đó là những kiến thức về phản ứng oxi hóa khử. Hi vọng bài viết này hữu ích cho các bạn. Chúc các bạn thành công nhé!

SHARE

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here