Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. Lý thuyết trọng tâm
- 1. Số oxi hóa
- 2. Chất oxi hóa, chất khử
- 3. Phản ứng oxi hóa – khử
- 4. Lập phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron
- 5. Phản ứng oxi hóa – khử trong thực tiễn
- 6. Xác định nồng độ chất bằng phản ứng oxi hóa – khử
- II. Phương pháp giải các dạng bài tập
- Dạng 1: Xác định số oxi hóa
- Dạng 2: Xác định chất khử, chất oxi hóa – Nhận biết phản ứng oxi hóa – khử
- Dạng 3: Lập phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron
- Dạng 4: Bài toán tính toán theo phản ứng oxi hóa – khử
- III. Bảng sai lầm thường gặp
- IV. Sơ đồ tư duy
I. Lý thuyết trọng tâm
1. Số oxi hóa
a) Khái niệm
Số oxi hóa là điện tích quy ước của nguyên tử trong phân tử, được tính khi giả định rằng mọi electron liên kết đều chuyển hoàn toàn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
Cách viết: Số oxi hóa được ghi ở dạng số đại số, dấu viết trước, số viết sau (ví dụ: $+1$, $-2$, $0$).
Ví dụ minh họa:
- $\text{NaCl}$: Na nhường 1e cho Cl → $\overset{+1}{\text{Na}}\overset{-1}{\text{Cl}}$
- $\text{H}_2\text{O}$: O có độ âm điện lớn hơn H, nếu cặp e chuyển hoàn toàn về O → $\overset{+1}{\text{H}_2}\overset{-2}{\text{O}}$
- $\text{H}_2$: Hai nguyên tử H giống nhau, cặp e không lệch → $\overset{0}{\text{H}_2}$
b) Bốn quy tắc xác định số oxi hóa
Quy tắc 1 – Đơn chất: Số oxi hóa của nguyên tử trong đơn chất luôn bằng 0.
$$\overset{0}{\text{C}}, \quad \overset{0}{\text{Na}}, \quad \overset{0}{\text{H}_2}, \quad \overset{0}{\text{O}_2}, \quad \overset{0}{\text{Fe}}$$
Quy tắc 2 – Hợp chất (giá trị thường gặp):
| Nguyên tử | H | O | Kim loại kiềm (IA) | Kim loại kiềm thổ (IIA) | Al |
|---|---|---|---|---|---|
| Số oxi hóa thường gặp | $+1$ | $-2$ | $+1$ | $+2$ | $+3$ |

Quy tắc 3 – Tổng trong phân tử: Trong hợp chất, tổng số oxi hóa của tất cả các nguyên tử bằng 0.
$$\text{Ví dụ: } \overset{+3}{\text{Al}_2}\overset{-2}{\text{O}_3}: \quad (+3) \times 2 + (-2) \times 3 = 0 \quad \checkmark$$
Quy tắc 4 – Trong ion:
- Ion đơn nguyên tử: số oxi hóa bằng điện tích ion.
- Ion đa nguyên tử: tổng số oxi hóa bằng điện tích ion.
$$\text{Ví dụ: } \overset{-3}{\text{N}}\overset{+1}{\text{H}_4}^{+}: \quad (-3) + (+1) \times 4 = +1 \quad \checkmark$$
Áp dụng – Tìm số oxi hóa chưa biết:
Khi biết số oxi hóa của các nguyên tử khác, ta dùng quy tắc 3 (hoặc 4) để tìm số oxi hóa còn lại.
Ví dụ: Tìm số oxi hóa của C trong $\text{CaCO}_3$:
$$\overset{+2}{\text{Ca}}\overset{x}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}_3}: \quad (+2) + x + (-2) \times 3 = 0 \implies x = +4$$
Lưu ý: Số oxi hóa có thể là số lẻ hoặc phân số khi tính trung bình. Ví dụ: trong $\text{C}_3\text{H}_8$, số oxi hóa trung bình của C là $-8/3$; trong $\text{Fe}_3\text{O}_4$, số oxi hóa trung bình của Fe là $+8/3$ (thực tế $\text{Fe}_3\text{O}_4$ chứa cả $\text{Fe}^{2+}$ và $\text{Fe}^{3+}$).
2. Chất oxi hóa, chất khử
a) Định nghĩa
$$\boxed{\text{Chất khử} = \text{chất nhường electron} \qquad | \qquad \text{Chất oxi hóa} = \text{chất nhận electron}}$$
- Quá trình oxi hóa: chất khử nhường electron → số oxi hóa tăng.
- Quá trình khử: chất oxi hóa nhận electron → số oxi hóa giảm.
Mẹo nhớ: “Khử cho – O nhận” (Chất khử cho electron, chất oxi hóa nhận electron).
b) Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 – Đốt cháy carbon:
$$\overset{0}{\text{C}} + \overset{0}{\text{O}_2} \xrightarrow{t^\circ} \overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}_2}$$
- $\text{C}$: số oxi hóa tăng từ $0$ → $+4$ → nhường 4e → chất khử
- $\text{O}_2$: số oxi hóa giảm từ $0$ → $-2$ → nhận 4e → chất oxi hóa
Ví dụ 2 – Khử $\text{Fe}_2\text{O}_3$ bằng $\text{CO}$:
$$\overset{+3}{\text{Fe}_2}\text{O}_3 + 3\overset{+2}{\text{C}}\text{O} \xrightarrow{t^\circ} 2\overset{0}{\text{Fe}} + 3\overset{+4}{\text{C}}\text{O}_2$$
- $\text{CO}$: C tăng từ $+2$ → $+4$ → chất khử
- $\text{Fe}_2\text{O}_3$: Fe giảm từ $+3$ → $0$ → chất oxi hóa
Ví dụ 3 – Đốt cháy methane:
$$\overset{-4}{\text{C}}\overset{+1}{\text{H}_4} + 2\overset{0}{\text{O}_2} \xrightarrow{t^\circ} \overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}_2} + 2\overset{+1}{\text{H}_2}\overset{-2}{\text{O}}$$
- $\text{CH}_4$ là chất khử (C tăng từ $-4$ → $+4$)
- $\text{O}_2$ là chất oxi hóa (O giảm từ $0$ → $-2$)
Lưu ý: Một chất có thể vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử (phản ứng tự oxi hóa – khử). Ví dụ: $\text{Cl}_2$ trong phản ứng tạo nước Javel: $\text{Cl}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NaClO} + \text{H}_2\text{O}$, trong đó Cl từ $0$ vừa tăng lên $+1$ (trong NaClO) vừa giảm xuống $-1$ (trong NaCl).
Lưu ý thêm: Trong một số phản ứng, cùng một chất có thể đóng hai vai trò: vừa là chất khử (hoặc chất oxi hóa) vừa là môi trường. Ví dụ: HCl trong phản ứng $\text{KMnO}_4 + \text{HCl}$, HCl vừa là chất khử vừa đóng vai trò môi trường.
3. Phản ứng oxi hóa – khử
$$\boxed{\text{Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng trong đó xảy ra đồng thời quá trình nhường và nhận electron.}}$$
Dấu hiệu nhận biết: Có sự thay đổi số oxi hóa của ít nhất một nguyên tử trước và sau phản ứng.
Bản chất:
$$\text{Chất oxi hóa 1} + \text{Chất khử 2} \longrightarrow \text{Chất khử 1} + \text{Chất oxi hóa 2}$$
Không phải mọi phản ứng hóa học đều là phản ứng oxi hóa – khử. Ví dụ: $\text{Al(OH)}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{O}$ không phải phản ứng oxi hóa – khử vì không có nguyên tử nào thay đổi số oxi hóa.
4. Lập phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron
Nguyên tắc cốt lõi:
$$\boxed{\sum \text{số electron chất khử nhường} = \sum \text{số electron chất oxi hóa nhận}}$$
Bốn bước thực hiện:
Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử → tìm nguyên tử có sự thay đổi → xác định chất khử, chất oxi hóa.
Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa (nhường e) và quá trình khử (nhận e).
Bước 3: Tìm hệ số (bội số chung nhỏ nhất) sao cho tổng electron nhường = tổng electron nhận.
Bước 4: Đặt hệ số vào phương trình, cân bằng các nguyên tố còn lại, kiểm tra.
Ví dụ minh họa – Oxi hóa $\text{NH}_3$ bởi $\text{O}_2$:
$$\text{NH}_3 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ, \text{xt}} \text{NO} + \text{H}_2\text{O}$$
Bước 1: $\overset{-3}{\text{N}}\text{H}_3 + \overset{0}{\text{O}_2} \rightarrow \overset{+2}{\text{N}}\text{O} + \text{H}_2\overset{-2}{\text{O}}$. Chất khử: $\text{NH}_3$; Chất oxi hóa: $\text{O}_2$.
Bước 2:
$$\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+2} + 5e \quad (\text{oxi hóa})$$
$$\text{O}_2^{\ 0} + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2} \quad (\text{khử})$$
Bước 3: BSCNN(5, 4) = 20:
$$4 \times \left| \ \text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^{+2} + 5e \right.$$
$$5 \times \left| \ \text{O}_2^{\ 0} + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2} \right.$$
Bước 4:
$$\boxed{4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ, \text{xt}} 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}}$$
Kiểm tra: N: 4 = 4 ✓; H: 12 = 12 ✓; O: 10 = 10 ✓.
5. Phản ứng oxi hóa – khử trong thực tiễn
a) Sự cháy
Phản ứng cháy xảy ra ở nhiệt độ cao giữa chất cháy (nhiên liệu: than, xăng, gas…) và chất oxi hóa (thường là $\text{O}_2$), kèm theo tỏa nhiệt và phát sáng.
$$\text{C} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{CO}_2$$
$$2\text{C}_4\text{H}_{10} + 13\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 8\text{CO}_2 + 10\text{H}_2\text{O}$$
Ứng dụng: Đèn xì oxygen – acetylene đốt cháy $\text{C}_2\text{H}_2$ trong $\text{O}_2$ tạo ngọn lửa lên đến $3000°\text{C}$, dùng để hàn cắt kim loại.
b) Sự han gỉ kim loại
Kim loại bị oxi hóa bởi $\text{O}_2$ và hơi nước trong không khí, đặc biệt phổ biến ở khí hậu nhiệt đới ẩm.
$$4\text{Fe} + 3\text{O}_2 + x\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$$
c) Sản xuất hóa chất
Phần lớn các phản ứng trong quy trình sản xuất công nghiệp là phản ứng oxi hóa – khử.
Ví dụ – Sản xuất $\text{H}_2\text{SO}_4$:
$$\text{S} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{SO}_2 \qquad (\text{oxi hóa – khử})$$
$$2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ, \text{xt}} 2\text{SO}_3 \qquad (\text{oxi hóa – khử})$$
$$\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 \qquad (\text{không phải oxi hóa – khử})$$
Ví dụ – Luyện gang từ quặng $\text{Fe}_2\text{O}_3$:
$$\text{C} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{CO}_2 \quad (\text{C: chất khử, O}_2\text{: chất oxi hóa})$$
$$\text{CO}_2 + \text{C} \xrightarrow{t^\circ} 2\text{CO} \quad (\text{C: chất khử, CO}_2\text{: chất oxi hóa})$$
$$\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \quad (\text{CO: chất khử, Fe}_2\text{O}_3\text{: chất oxi hóa})$$
d) Chuyển hóa nitrogen trong tự nhiên
Tia sét tạo điều kiện cho $\text{N}_2$ phản ứng với $\text{O}_2$:
$$\text{N}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{tia lửa điện}} 2\text{NO}$$
$$2\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO}_2$$
$$4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{HNO}_3$$
$\text{HNO}_3$ tan vào nước mưa → chuyển hóa thành gốc nitrate ($\text{NO}_3^-$) → cung cấp phân đạm tự nhiên cho cây trồng.
6. Xác định nồng độ chất bằng phản ứng oxi hóa – khử
Dung dịch thuốc tím ($\text{KMnO}_4$) là tác nhân oxi hóa mạnh, thường được dùng để xác định hàm lượng các chất khử như $\text{FeSO}_4$, $\text{H}_2\text{O}_2$, $\text{SO}_2$…
$$10\text{FeSO}_4 + 2\text{KMnO}_4 + 8\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 8\text{H}_2\text{O}$$
II. Phương pháp giải các dạng bài tập
Dạng 1: Xác định số oxi hóa
Phương pháp:
Bước 1: Gán số oxi hóa đã biết theo quy tắc 1 và 2 (đơn chất = 0; H thường $+1$; O thường $-2$; kim loại kiềm $+1$; kiềm thổ $+2$; Al $+3$).
Bước 2: Gọi số oxi hóa cần tìm là $x$.
Bước 3: Áp dụng quy tắc 3 (tổng = 0 trong phân tử) hoặc quy tắc 4 (tổng = điện tích ion) → giải phương trình tìm $x$.
Bài mẫu 1 (SGK câu 1a): Xác định số oxi hóa của Fe trong: $\text{Fe}$, $\text{FeO}$, $\text{Fe}_2\text{O}_3$, $\text{Fe(OH)}_3$, $\text{Fe}_3\text{O}_4$.
Giải:
- $\text{Fe}$ (đơn chất): số oxi hóa = $\mathbf{0}$
- $\text{FeO}$: $x + (-2) = 0$ → $x = \mathbf{+2}$
- $\text{Fe}_2\text{O}_3$: $2x + (-2) \times 3 = 0$ → $x = \mathbf{+3}$
- $\text{Fe(OH)}_3$: $x + 3 \times [(-2) + (+1)] = 0$ → $x + 3 \times (-1) = 0$ → $x = \mathbf{+3}$
- $\text{Fe}_3\text{O}_4$: $3x + (-2) \times 4 = 0$ → $x = \mathbf{+8/3}$
Lưu ý: $\text{Fe}_3\text{O}_4$ thực tế chứa cả $\text{Fe}^{2+}$ và $\text{Fe}^{3+}$ (1 nguyên tử $\text{Fe}^{2+}$ và 2 nguyên tử $\text{Fe}^{3+}$), số oxi hóa trung bình là $+8/3$.
Bài mẫu 2 (SGK câu 1b): Xác định số oxi hóa của S trong: $\text{S}$, $\text{H}_2\text{S}$, $\text{SO}_2$, $\text{SO}_3$, $\text{H}_2\text{SO}_4$, $\text{Na}_2\text{SO}_3$.
Giải:
| Chất | Phương trình | Số oxi hóa của S |
|---|---|---|
| $\text{S}$ | Đơn chất | $0$ |
| $\text{H}_2\text{S}$ | $2(+1) + x = 0$ | $-2$ |
| $\text{SO}_2$ | $x + 2(-2) = 0$ | $+4$ |
| $\text{SO}_3$ | $x + 3(-2) = 0$ | $+6$ |
| $\text{H}_2\text{SO}_4$ | $2(+1) + x + 4(-2) = 0$ | $+6$ |
| $\text{Na}_2\text{SO}_3$ | $2(+1) + x + 3(-2) = 0$ | $+4$ |
Dạng 2: Xác định chất khử, chất oxi hóa – Nhận biết phản ứng oxi hóa – khử
Phương pháp:
Bước 1: Xác định số oxi hóa của tất cả các nguyên tử trước và sau phản ứng.
Bước 2: So sánh → nguyên tử nào có số oxi hóa tăng → thuộc chất khử; nguyên tử nào có số oxi hóa giảm → thuộc chất oxi hóa.
Bước 3: Nếu không có nguyên tử nào thay đổi số oxi hóa → không phải phản ứng oxi hóa – khử.
Bài mẫu 1 (SGK câu 2): Trong không khí ẩm: $\text{Fe(OH)}_2 + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3$
Giải:
Xác định số oxi hóa:
$$\overset{+2}{\text{Fe}}(\text{OH})_2 + \overset{0}{\text{O}_2} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \overset{+3}{\text{Fe}}(\text{OH})_3$$
- Fe: $+2$ → $+3$ (tăng) → $\text{Fe(OH)}_2$ là chất khử
- O: $0$ → $-2$ (giảm) → $\text{O}_2$ là chất oxi hóa
Quá trình oxi hóa: $\text{Fe}^{+2} \rightarrow \text{Fe}^{+3} + 1e$
Quá trình khử: $\text{O}_2^{\ 0} + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2}$
Cân bằng: $4\text{Fe(OH)}_2 + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{Fe(OH)}_3$
Tổng hệ số cân bằng = $4 + 1 + 2 + 4 = 11$.
Bài mẫu 2 (SGK câu 3): Xét các phản ứng: (a) $\text{Al(OH)}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{O}$; (b) $\text{C} + \text{CO}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{CO}$. Phản ứng nào là oxi hóa – khử?
Giải:
Phản ứng (a): Al luôn $+3$, O luôn $-2$, H luôn $+1$ → không có nguyên tử nào thay đổi số oxi hóa → không phải phản ứng oxi hóa – khử.
Phản ứng (b):
$$\overset{0}{\text{C}} + \overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}_2} \xrightarrow{t^\circ} \overset{+2}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}}$$
- C (đơn chất): $0$ → $+2$ (tăng) → chất khử
- C (trong $\text{CO}_2$): $+4$ → $+2$ (giảm) → $\text{CO}_2$ là chất oxi hóa
→ Phản ứng (b) là phản ứng oxi hóa – khử.
Thăng bằng: $\text{C}^0 \rightarrow \text{C}^{+2} + 2e$ và $\text{C}^{+4} + 2e \rightarrow \text{C}^{+2}$. Tỉ lệ 1:1.
$$\boxed{\text{C} + \text{CO}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{CO}}$$
Dạng 3: Lập phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron
Phương pháp:
Bước 1: Xác định số oxi hóa → tìm chất khử, chất oxi hóa.
Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử.
Bước 3: Nhân hệ số sao cho tổng e nhường = tổng e nhận.
Bước 4: Đặt hệ số vào phương trình → cân bằng các nguyên tố còn lại → kiểm tra.
Bài mẫu 1 (SGK câu 6): Lập phương trình: $\text{C}_2\text{H}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
Giải:
Bước 1:
$$\overset{-1}{\text{C}_2}\overset{+1}{\text{H}_2} + \overset{0}{\text{O}_2} \xrightarrow{t^\circ} \overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}_2} + \overset{+1}{\text{H}_2}\overset{-2}{\text{O}}$$
- C: $-1$ → $+4$ (tăng 5) → $\text{C}_2\text{H}_2$ là chất khử
- O: $0$ → $-2$ (giảm 2) → $\text{O}_2$ là chất oxi hóa
Bước 2:
$$2\text{C}^{-1} \rightarrow 2\text{C}^{+4} + 10e \quad (\text{mỗi phân tử } \text{C}_2\text{H}_2 \text{ nhường 10e})$$
$$\text{O}_2^{\ 0} + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2}$$
Bước 3:
$$2 \times \left| \ 2\text{C}^{-1} \rightarrow 2\text{C}^{+4} + 10e \right.$$
$$5 \times \left| \ \text{O}_2^{\ 0} + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2} \right.$$
Bước 4:
$$\boxed{2\text{C}_2\text{H}_2 + 5\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 4\text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}}$$
Kiểm tra: C: 4 = 4 ✓; H: 4 = 4 ✓; O: 10 = 10 ✓.
Tổng hệ số = $2 + 5 + 4 + 2 = 13$.
Bài mẫu 2 (SGK câu 5 – Sản xuất $\text{H}_2\text{SO}_4$): Lập phương trình: $\text{FeS}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{SO}_2$
Giải:
Bước 1:
$$\overset{+2}{\text{Fe}}\overset{-1}{\text{S}_2} + \overset{0}{\text{O}_2} \rightarrow \overset{+3}{\text{Fe}_2}\text{O}_3 + \overset{+4}{\text{S}}\text{O}_2$$
- Fe: $+2$ → $+3$ (tăng 1)
- S: $-1$ → $+4$ (tăng 5)
- O: $0$ → $-2$ (giảm 2)
→ $\text{FeS}_2$ là chất khử, $\text{O}_2$ là chất oxi hóa.
Bước 2: Mỗi phân tử $\text{FeS}_2$ nhường: $1 \times 1 + 2 \times 5 = 11e$
$$\text{FeS}_2 \rightarrow \text{Fe}^{+3} + 2\text{S}^{+4} + 11e$$
$$\text{O}_2^{\ 0} + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2}$$
Bước 3:
$$4 \times \left| \ \text{FeS}_2 \rightarrow \text{Fe}^{+3} + 2\text{S}^{+4} + 11e \right.$$
$$11 \times \left| \ \text{O}_2 + 4e \rightarrow 2\text{O}^{-2} \right.$$
Bước 4:
$$\boxed{4\text{FeS}_2 + 11\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\text{SO}_2}$$
Dạng 4: Bài toán tính toán theo phản ứng oxi hóa – khử
Phương pháp:
Bước 1: Lập phương trình hóa học đã cân bằng (dùng thăng bằng electron nếu cần).
Bước 2: Tính số mol chất đã biết từ dữ kiện đề bài:
- Từ khối lượng: $n = \dfrac{m}{M}$
- Từ thể tích khí (đkc): $n = \dfrac{V}{24{,}79}$ (L/mol)
- Từ nồng độ: $n = C_M \times V_{\text{dd}}$
Bước 3: Dựa vào tỉ lệ mol trong phương trình → tính số mol chất cần tìm.
Bước 4: Tính đại lượng yêu cầu (thể tích, khối lượng, nồng độ…).
Bài mẫu 1: Tính thể tích dung dịch $\text{KMnO}_4$ $0{,}02\text{M}$ cần để phản ứng vừa đủ với $20 \text{ mL}$ dung dịch $\text{FeSO}_4$ $0{,}1\text{M}$.
$$10\text{FeSO}_4 + 2\text{KMnO}_4 + 8\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 8\text{H}_2\text{O}$$
Giải:
$$n_{\text{FeSO}_4} = 0{,}02 \times 0{,}1 = 0{,}002 \text{ mol}$$
Theo phương trình: $n_{\text{KMnO}_4} = \dfrac{2}{10} \times n_{\text{FeSO}_4} = \dfrac{2}{10} \times 0{,}002 = 0{,}0004 \text{ mol}$
$$V_{\text{KMnO}_4} = \dfrac{n}{C_M} = \dfrac{0{,}0004}{0{,}02} = 0{,}02 \text{ L} = \boxed{20 \text{ mL}}$$
Bài mẫu 2: Cho 2,34 g kim loại M (hóa trị $n$) tác dụng với $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc nóng dư, thu được 3,2227 L $\text{SO}_2$ (đkc). Xác định kim loại M.
Giải:
$$n_{\text{SO}_2} = \dfrac{3{,}2227}{24{,}79} \approx 0{,}13 \text{ mol}$$
Quá trình nhường – nhận electron:
- Chất khử: $\text{M} \rightarrow \text{M}^{n+} + ne$
- Chất oxi hóa: $\text{S}^{+6} + 2e \rightarrow \text{S}^{+4}$ ($\text{SO}_2$)
Áp dụng bảo toàn electron:
$$n_{\text{M}} \times n = n_{\text{SO}_2} \times 2$$
$$\dfrac{2{,}34}{M} \times n = 0{,}13 \times 2 = 0{,}26$$
$$M = \dfrac{2{,}34 \times n}{0{,}26} = 9n$$
Thử các giá trị:
| $n$ | $M = 9n$ | Kim loại |
|---|---|---|
| 1 | 9 | Không có |
| 2 | 18 | Không có |
| 3 | 27 | Al ✓ |
$$\boxed{\text{Kim loại M là Al (nhôm)}}$$
III. Bảng sai lầm thường gặp
| # | Sai lầm | Đính chính |
|---|---|---|
| 1 | Nhầm lẫn chất khử và chất oxi hóa: “chất khử nhận electron” | Chất khử nhường electron (số oxi hóa tăng); chất oxi hóa nhận electron (số oxi hóa giảm) |
| 2 | Trong đốt cháy $\text{C}_2\text{H}_2$: $\text{C}_2\text{H}_2$ là chất oxi hóa, $\text{O}_2$ là chất khử | Ngược lại: $\text{C}_2\text{H}_2$ là chất khử (C tăng số oxi hóa), $\text{O}_2$ là chất oxi hóa (O giảm số oxi hóa) |
| 3 | Phản ứng $\text{Al(OH)}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{O}$ là phản ứng oxi hóa – khử | Không phải, vì không có nguyên tử nào thay đổi số oxi hóa (Al luôn $+3$, O luôn $-2$, H luôn $+1$) |
| 4 | Trong phản ứng $2\text{KClO}_3 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$: cho rằng K hoặc O thay đổi số oxi hóa | Đây là phản ứng tự oxi hóa – khử của Cl: $\text{Cl}^{+5}$ (trong $\text{KClO}_3$) vừa giảm xuống $\text{Cl}^{-1}$ (trong KCl) vừa tăng O từ $-2$ lên $0$ |
| 5 | $\text{O}_2$ luôn là chất oxi hóa | Trong phần lớn phản ứng thì đúng, nhưng $\text{O}_2$ có thể là chất khử khi phản ứng với $\text{F}_2$ (vì $\text{F}$ có độ âm điện lớn hơn) |
| 6 | Số oxi hóa không thể là phân số | Số oxi hóa trung bình có thể là phân số. Ví dụ: C trong $\text{C}_3\text{H}_8$ là $-8/3$, Fe trong $\text{Fe}_3\text{O}_4$ là $+8/3$ |
| 7 | $\text{Cl}_2$ trong phản ứng tạo nước Javel chỉ là chất oxi hóa | $\text{Cl}_2$ vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử: $\text{Cl}^0$ → $\text{Cl}^{-1}$ (NaCl) và $\text{Cl}^0$ → $\text{Cl}^{+1}$ (NaClO) |
| 8 | Số oxi hóa của Cl trong $\text{NaClO}$ là $+2$ | Số oxi hóa của Cl trong NaClO: $(+1) + x + (-2) = 0$ → $x = \mathbf{+1}$, không phải $+2$ |
| 9 | HCl trong phản ứng với $\text{KMnO}_4$ chỉ đóng vai trò chất khử | HCl vừa là chất khử ($\text{Cl}^{-1}$ → $\text{Cl}_2^{\ 0}$) vừa là môi trường (cung cấp $\text{H}^+$ tạo $\text{H}_2\text{O}$) |
| 10 | Khi thăng bằng electron, chỉ cần cân bằng nguyên tố thay đổi số oxi hóa | Sau bước thăng bằng electron (bước 3), phải cân bằng thêm các nguyên tố còn lại (H, O…) ở bước 4 và kiểm tra lại |
IV. Sơ đồ tư duy
PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
1. Số oxi hóa
- Điện tích quy ước khi coi e chuyển hoàn toàn về nguyên tử có $\chi$ lớn hơn
- Quy tắc: đơn chất = 0; H = +1; O = −2; tổng trong phân tử = 0; tổng trong ion = điện tích ion
2. Chất khử – Chất oxi hóa
- Chất khử: nhường electron → số oxi hóa tăng
- Chất oxi hóa: nhận electron → số oxi hóa giảm
- Quá trình oxi hóa: chất khử nhường e
- Quá trình khử: chất oxi hóa nhận e
3. Phản ứng oxi hóa – khử
- Xảy ra đồng thời nhường và nhận electron
- Dấu hiệu: có sự thay đổi số oxi hóa
4. Phương pháp thăng bằng electron
- Nguyên tắc: ∑e nhường = ∑e nhận
- 4 bước: Xác định số oxi hóa → Viết quá trình → Tìm hệ số → Đặt vào phương trình
5. Phản ứng oxi hóa – khử trong thực tiễn
- Sự cháy (nhiên liệu + O₂)
- Han gỉ kim loại (Fe + O₂ + H₂O → gỉ sắt)
- Sản xuất hóa chất (H₂SO₄, luyện gang…)
- Chuyển hóa nitrogen tự nhiên (sấm sét → NO → HNO₃ → đạm)
6. Ứng dụng phân tích
- Dùng KMnO₄ xác định nồng độ chất khử (FeSO₄, SO₂…)

ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ
