2. Hoàn thành các phản ứng sau (xác định chất khử, chất oxi hóa, viết quá trình …
. Na + H2O —–> NaOH + H2
Anh chị giúp em làm cái này với ạ
Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng.
Để xác định chất khử và chất oxi hóa, chúng ta cần biết sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng.
Phản ứng đã cho là: Na + H₂O —–> NaOH + H₂
* Xét các chất tham gia phản ứng:
* Trong Na (kim loại đứng một mình): Số oxi hóa của Na là 0.
* Trong H₂O:
* Số oxi hóa của Oxi (O) thường là -2.
* Số oxi hóa của Hidro (H) thường là +1. (Vì đây là hợp chất với phi kim).
* Kiểm tra lại: \( 2 \times (+1) + (-2) = 0 \). Phù hợp.
* Xét các sản phẩm phản ứng:
* Trong NaOH:
* Số oxi hóa của Na (kim loại nhóm IA) luôn là +1.
* Số oxi hóa của Oxi (O) là -2.
* Số oxi hóa của Hidro (H) là +1.
* Kiểm tra lại: \( (+1) + (-2) + (+1) = 0 \). Phù hợp.
* Trong H₂ (khí Hidro đứng một mình): Số oxi hóa của H là 0.
Bước 2: Xác định nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa.
So sánh số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng:
* Na: từ 0 (trong Na) lên +1 (trong NaOH).
* H: từ +1 (trong H₂O) xuống 0 (trong H₂). (Lưu ý: Có cả H trong H₂O có số oxi hóa +1 và H trong NaOH cũng có số oxi hóa +1. Chúng ta chỉ xét những nguyên tố có sự thay đổi).
* O: từ -2 (trong H₂O) sang -2 (trong NaOH). Số oxi hóa không đổi.
Bước 3: Xác định chất khử và chất oxi hóa.
* Chất khử là chất nhường electron, làm số oxi hóa tăng lên. Nguyên tố có số oxi hóa tăng là Na (từ 0 lên +1). Vậy Na là chất khử.
* Chất oxi hóa là chất nhận electron, làm số oxi hóa giảm xuống. Nguyên tố có số oxi hóa giảm là H (từ +1 xuống 0). Vậy H₂O là chất oxi hóa (vì trong H₂O có nguyên tố H có số oxi hóa giảm).
Bước 4: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử.
* Quá trình oxi hóa: Xảy ra với chất khử (Na). Nguyên tử Na nhường electron để trở thành ion Na⁺.
Na⁰ —-> Na⁺¹ + 1e⁻
* Quá trình khử: Xảy ra với chất oxi hóa (nguyên tố H trong H₂O). Nguyên tử H⁺¹ nhận electron để tạo thành phân tử H₂. Cần chú ý rằng trong phân tử H₂O có 2 nguyên tử H, và khí H₂ tạo ra có 2 nguyên tử H.
2H⁺¹ + 2e⁻ —-> H₂⁰
Bước 5: Cân bằng phản ứng dựa trên quá trình oxi hóa – khử.
Chúng ta cần cân bằng số electron nhường và số electron nhận.
* Quá trình oxi hóa: Na nhường 1 electron.
* Quá trình khử: 2 nguyên tử H nhận tổng cộng 2 electron.
Để số electron nhường bằng số electron nhận, ta nhân quá trình oxi hóa với 2.
* Quá trình oxi hóa (nhân 2): 2 Na⁰ —-> 2 Na⁺¹ + 2e⁻
* Quá trình khử: 2 H⁺¹ + 2e⁻ —-> H₂⁰
Bây giờ, ta sẽ điền hệ số vào phương trình ban đầu dựa trên các quá trình này.
* Ta có 2 Na tham gia vào quá trình oxi hóa, nên hệ số của Na là 2.
* Ta có 2 nguyên tử H tham gia vào quá trình khử để tạo ra H₂, nên hệ số của H₂ là 1 và hệ số của nguyên tố H trong chất oxi hóa (H₂O) là 2.
Phương trình tạm thời có dạng: 2 Na + 2 H₂O —–> NaOH + H₂
Bây giờ, chúng ta kiểm tra lại các nguyên tố còn lại.
* Bên trái: 2 Na, 2 H, 2 O.
* Bên phải:
* Na: Có 1 trong NaOH. Cần hệ số 2 cho NaOH để cân bằng Na.
* Sau khi thêm hệ số 2 cho NaOH: 2 Na + 2 H₂O —–> 2 NaOH + H₂
* Kiểm tra lại toàn bộ:
* Bên trái: 2 Na, 2 H, 2 O.
* Bên phải: 2 Na, (2×1 + 2) = 4 H, 2 O.
Số nguyên tử H chưa cân bằng. Chúng ta cần điều chỉnh hệ số của H₂O.
Ta thấy ở quá trình khử, 2 nguyên tử H từ H₂O tạo ra 1 phân tử H₂. Như vậy, cần 2 nguyên tử H từ H₂O.
Để có 2 nguyên tử H tham gia vào quá trình khử (tạo H₂), ta cần có 2 phân tử H₂O.
Thử lại với hệ số 2 cho H₂O:
Na + 2 H₂O —–> NaOH + H₂
* Bên trái: 1 Na, 4 H, 2 O.
* Bên phải: 1 Na, 1 H (trong NaOH) + 2 H (trong H₂) = 3 H, 1 O (trong NaOH).
Vẫn chưa cân bằng.
Hãy quay lại với việc cân bằng số electron.
Quá trình oxi hóa: 2 Na —> 2 Na⁺ + 2e⁻
Quá trình khử: 2 H⁺ (trong H₂O) + 2e⁻ —> H₂
Ta thấy 2 nguyên tử Na nhường 2 electron.
2 nguyên tử H với số oxi hóa +1 nhận 2 electron.
Như vậy, ta cần 2 nguyên tử Na và 2 nguyên tử H (ở dạng +1) để phản ứng.
Trong H₂O, Hidro có số oxi hóa +1.
Phương trình ban đầu: Na + H₂O —–> NaOH + H₂
* Cân bằng Na: 2 Na + H₂O —–> NaOH + H₂
* Trong NaOH, Na có số oxi hóa +1, vậy cần 2 NaOH để cân bằng với 2 Na.
2 Na + H₂O —–> 2 NaOH + H₂
* Bây giờ đếm nguyên tử các nguyên tố:
* Bên trái: 2 Na, 2 H, 1 O.
* Bên phải: 2 Na, (2×1) + 2 = 4 H, 2 O.
* Số nguyên tử H và O chưa cân bằng.
* Ta cần có 2 nguyên tử H tham gia vào quá trình khử để tạo thành H₂. Số oxi hóa của H trong H₂O là +1, trong H₂ là 0.
* Để có 2 nguyên tử H tham gia vào quá trình khử, ta cần 2 phân tử H₂O (mỗi phân tử H₂O có 2 nguyên tử H).
2 Na + 2 H₂O —–> 2 NaOH + H₂
* Bây giờ kiểm tra lại toàn bộ:
* Bên trái: 2 Na, (2×2) = 4 H, 2 O.
* Bên phải: 2 Na, (2×1) + 2 = 4 H, 2 O.
Phương trình đã cân bằng.
Bước 6: Tổng kết.
* Chất khử: Na (số oxi hóa tăng từ 0 lên +1).
* Chất oxi hóa: H₂O (nguyên tố H có số oxi hóa giảm từ +1 xuống 0).
* Quá trình oxi hóa: 2 Na⁰ —-> 2 Na⁺¹ + 2e⁻
* Quá trình khử: 2 H⁺¹ + 2e⁻ —-> H₂⁰
* Phản ứng đã cân bằng:
2 Na + 2 H₂O —–> 2 NaOH + H₂
Em xem lại các bước và cách trình bày này nhé. Nếu có điểm nào chưa rõ, đừng ngần ngại hỏi lại.
Em tham khảo nha :
\(\begin{array}{l}
2Na + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2}O\\
\text{Chất khử}:Na\\
\text{Chất Oxi hóa }:{H_2}O\\
Na \to N{a^ + } + 1e\\
2{H^ + } + 2e \to {H_2}
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
\(2Na+2H_2O→2NaOH+H_2↑\)
\(Na→Na+1e\)
\(2H+2.1e→H_20\)
\(Na\) là chất thu electron ⇒ \(Na\) là chất oxi hóa
\(H\) là chất nhường electron ⇒ \(H\) trong \(H_2O\) là chất khử