Bài 20: Bài thực hành số 1 Phản ứng oxi hóa khử

1. Kiến thức cần nắm

1.1. Định nghĩa

• Sự oxi hóa là sự nhường electron, sự khử là sự nhận electron.
• Chất oxi hóa là chất nhận electron, chất khử là chất nhường electron.
• Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của 1 số nguyên tố.
• Phương pháp cân bằng: Thăng bằng electron.
• Nguyên tắc: \(\sum\)số e do chất khử nhường = \(\sum\)số e do chất oxi hóa nhận.
• Các bước cân bằng phản ứng oxi hóa – khử:
  • Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng để tìm chất khử và chất oxi hóa
  • Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình
  • Bước 3: Tìm hệ số cho chất oxi hóa và chất khử theo nguyên tắc
  • Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào phương trình phản ứng để từ đó tính ra hệ số của các chất khác. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử có mặt ở 2 vế của phản ứng.

1.2. Thí nghiệm 1: Phản ứng giữa kim loại và dung dịch axit

Phương trình hóa học: \(\mathop {Zn}\limits^0 + \mathop {{H_2}}\limits^{ + 1} S{O_4} \to \mathop {Zn}\limits^{ + 2} S{O_4} + \mathop {{H_2}}\limits^0 \uparrow\)

• Zn là chất khử
• H₂​SO_​4 là chất oxi hóa

1.3. Thí nghiệm 2: Phản ứng giữa kim loại và dung dịch muối

Phương trình hóa học: \(\mathop {Fe}\limits^0 + \mathop {Cu}\limits^{ + 2} S{O_4} \to \mathop {Cu}\limits^0 + \mathop {Fe}\limits^{ + 2} S{O_4}\)

• Fe là chất khử
• CuSO₄ là chất oxi hóa

1.4. Thí nghiệm 3: Phản ứng oxi hóa khử trong môi trường axit

Phương trình hóa học: \(2K\mathop {Mn}\limits^{ + 7} {O_4} + 10\mathop {Fe}\limits^{ + 2} S{O_4} + 8{H_2}S{O_4} \to 5\mathop {F{e_2}}\limits^{ + 3} {(S{O_4})_3} + 2\mathop {Mn}\limits^{ + 2} S{O_4} + {K_2}S{O_4} + 8{H_2}O\)

• FeSO₄ là chất khử
• KMnO₄ là chất oxi hóa

2. Một số quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm

• 1) Chỉ được làm thí nghiệm khi có sự hiện diện của giáo viên trong phòng thí nghiệm.
• 2) Đọc kỹ hướng dẫn và suy nghĩ trước khi làm thí nghiệm.
• 3) Luôn luôn nhận biết nơi để các trang thiết bị an toàn.
• 4) Phải mặc áo choàng của phòng thí nghiệm.
• 5) Phải mang kính bảo hộ.
• 6) Phải cột tóc gọn lại.
• 7) Làm sạch bàn thí nghiệm trước khi bắt đầu một thí nghiệm.
• 8) Không bao giờ được nếm các hóa chất thí nghiệm. Không ăn hoặc uống trong phòng thí nghiệm.
• 9) Không được nhìn xuống ống thí nghiệm.
• 10) Nếu làm đổ hóa chất hoặc xảy ra tại nạn, báo cho giáo viên ngay lập tức.
• 11) Rửa sạch da khi tiếp xúc với hóa chất.
• 12) Nếu hóa chất rơi vào mắt, phải đi rửa mắt ngay lập tức.
• 13) Bỏ chất thải thí nghiệm vào đúng nơi qui định như được hướng dẫn.

1. Thí nghiệm 1: Phản ứng giữa kim loại và dung dịch axit

• Cách tiến hành: Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm trong Video sau đây:

Video 1: Phản ứng giữa Kẽm và dung dịch axit sunfuric

• Hiện tượng: Có bọt khí nổi lên trong ống nghiệm
• Giải thích: Khí Hidro sinh ra từ phản ứng \(\mathop {Zn}\limits^0 + \mathop {{H_2}}\limits^{ + 1} S{O_4} \to \mathop {Zn}\limits^{ + 2} S{O_4} + \mathop {{H_2}}\limits^0 \uparrow\)

2. Thí nghiệm 2: Phản ứng giữa kim loại và dung dịch muối

• Cách tiến hành: Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm trong Video sau đây:

Video 2: Phản ứng giữa Sắt là dung dịch Đồng (II) sunfat

• Hiện tượng: Đinh sắt bị bao phủ một lớp kim loại màu nâu đỏ, màu xanh của dung dịch CuSO₄ nhạt dần.
• Giải thích: Kim loại màu nâu đỏ sinh ra bám lên đinh sắt là kim loại đồng. Màu xanh của dung dịch là màu của ion Cu²⁺, do phản ứng, lượng Cu²⁺ + 2e → Cu làm giảm nồng độ ion Cu²⁺ nên dung dịch bị nhạt màu.
• Phương trình phản ứng: ^{\(\mathop {Fe}\limits^0 + \mathop {Cu}\limits^{ + 2} S{O_4} \to \mathop {Cu}\limits^0 + \mathop {Fe}\limits^{ + 2} S{O_4}\)}

3. Thí nghiệm 3: Phản ứng oxi hóa khử trong môi trường axit

• Cách tiến hành: Các em chú ý quan sát thao tác tiến hành thí nghiệm trong Video sau đây:

Video 3: Sắt (II) sunfat làm mất màu tím của dung dịch Kali pemanganat trong môi trường axit

• Hiện tượng: Màu tím của dung dịch KMnO₄ sẽ mất đi khi nhỏ vào hỗn hợp dung dịch FeSO₄ và H₂SO₄
• Giải thích: \(2K\mathop {Mn}\limits^{ + 7} {O_4} + 10\mathop {Fe}\limits^{ + 2} S{O_4} + 8{H_2}S{O_4} \to 5\mathop {F{e_2}}\limits^{ + 3} {(S{O_4})_3} + 2\mathop {Mn}\limits^{ + 2} S{O_4} + {K_2}S{O_4} + 8{H_2}O\)