Câu hỏi 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:

Fe₂O₃ + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ FeO + CO₂

FeO + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe + CO₂

b) Luyện zinc (kẽm) từ quặng blend:

ZnS + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ ZnO + SO₂

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

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

NaCl + H­₂O $\underset{comangnganxop}{\overset{dienphandungdich}{\to }}$ NaOH + Cl₂ + H₂

d) Đốt cháy ethanol có trong xăng E5:

C₂H₅OH + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + H₂O

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

Fe₂O₃ + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ 2FeO + CO₂

$\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{O}+\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O}\stackrel{t°}{\to }\stackrel{0}{Fe}+\stackrel{+4}{C}{\stackrel{-2}{O}}_2$

⇒ Chất khử là CO, chất oxi hóa là FeO

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

$\begin{array}{l}\stackrel{+2}{Fe}+2e\to \stackrel{0}{Fe}\\ \stackrel{+2}{C}\to \stackrel{+4}{C}+2e\end{array}$

- Xác định hệ số

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{1\times }\\ \stackrel{}{1\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}\stackrel{+2}{Fe}+2e\to \stackrel{0}{Fe}\\ \stackrel{+2}{C}\to \stackrel{+4}{C}+2e\end{array}\right.$

- Cân bằng

FeO + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe + CO₂

b) Luyện kẽm từ quặng blend:

$\stackrel{+2}{Zn}\stackrel{-2}{S}+{\stackrel{0}{O}}_2 \stackrel{t°}{\to }\stackrel{+2}{Zn}\stackrel{-2}{O}+\stackrel{+4}{S}{\stackrel{-2}{O}}_2$

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

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

$\begin{array}{l}\stackrel{-2}{S}\to \stackrel{+4}{S}+6e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

- Xác định hệ số

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{2\times }\\ \stackrel{}{3\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}\stackrel{-2}{S}\to \stackrel{-4}{S}+6e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}\right.$

- Cân bằng

2ZnS + 3O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2ZnO + 2SO₂

$\stackrel{+2}{Zn}O+\stackrel{0}{C} \stackrel{t°}{\to }\stackrel{0}{Zn}+\stackrel{+2}{C}O$

⇒ Chất khử là C, chất oxi hóa là ZnO.

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

$\begin{array}{l}\stackrel{0}{C}\to \stackrel{+2}{C}+2e\\ \stackrel{+2}{Zn}+2e\to \stackrel{0}{Zn}\end{array}$

- Xác định hệ số

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{1\times }\\ \stackrel{}{1\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}\stackrel{0}{C}\to \stackrel{+2}{C}+2e\\ \stackrel{+2}{Zn}+2e\to \stackrel{0}{Zn}\end{array}\right.$

- Cân bằng

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

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

$Na\stackrel{-1}{Cl}+{\stackrel{+1}{H}}_{2}O \underset{\mathrm{co}mangnganxop}{\overset{dienphandungdich}{\to }}NaO\stackrel{+1}{H}+{\stackrel{0}{Cl}}_2+{\stackrel{0}{H}}_2$

⇒ Chất khử NaCl, chất oxi hóa là H₂O.

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

$\begin{array}{l}2\stackrel{-1}{Cl}\to \stackrel{0}{C}{l}_2+2e\\ 2\stackrel{+1}{H}+2e\to {\stackrel{0}{H}}_2\end{array}$

- Xác định hệ số

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

- Cân bằng

2NaCl + 2H­₂O $\underset{comangnganxop}{\overset{dienphandungdich}{\to }}$ 2NaOH + Cl₂ + H₂

d) Đốt cháy ethanol có trong xăng E5:

${\stackrel{-2}{C}}_2{H}_{5}OH+{\stackrel{0}{O}}_2 \stackrel{t°}{\to }\stackrel{+4}{C}{\stackrel{-2}{O}}_2+H_2\stackrel{-2}{O}$

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

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

$\begin{array}{l}2\stackrel{-2}{C}\to 2\stackrel{+4}{C}+12e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2{\stackrel{-2}{O}}_{}\end{array}$

- Xác định hệ số

$\left.\begin{array}{l}\stackrel{}{1\times }\\ \stackrel{}{3\times }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2\stackrel{-2}{C}\to 2\stackrel{+4}{C}+12e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}\right.$

- Cân bằng

C₂H₅OH + 3O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CO₂ + 3H₂O