SO2 + Br2 + H2O H2SO4 + HBr | SO2 ra H2SO4 theo pp oxi hóa khử giải thích cách …
Chúng ta có phản ứng sau:
SO2 + Br2 + H2O H2SO4 + HBr
Đề bài yêu cầu chúng ta giải thích phản ứng SO2 ra H2SO4 theo phương pháp oxi hóa – khử và cách tìm số oxi hóa của S sau phản ứng.
Trước hết, chúng ta cần nắm vững kiến thức về “số oxi hóa”. Số oxi hóa là một khái niệm dùng để biểu thị mức độ oxi hóa hay khử của một nguyên tố trong một hợp chất. Nó được quy ước như sau:
1. Nguyên tố Oxi (O) thường có số oxi hóa là -2, trừ một số trường hợp đặc biệt (ví dụ: trong H2O2 là -1, trong OF2 là +2).
2. Nguyên tố Hiđro (H) thường có số oxi hóa là +1, trừ trường hợp trong các hiđrua kim loại (ví dụ: NaH là -1).
3. Số oxi hóa của các nguyên tố trong một hợp chất trung hòa về điện thì tổng số oxi hóa của tất cả các nguyên tử phải bằng 0.
4. Số oxi hóa của nguyên tố trong đơn chất luôn bằng 0.
Bây giờ, chúng ta sẽ áp dụng các quy tắc này để xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong từng chất ở hai vế của phương trình.
Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các chất tham gia phản ứng (vế trái).
* Trong SO2:
* Oxi (O) có số oxi hóa là -2.
* Ta gọi số oxi hóa của Lưu huỳnh (S) là x.
* Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử SO2 bằng 0.
Ta có phương trình: x + (-2) 2 = 0
* Giải phương trình: x – 4 = 0 => x = +4
* Vậy, trong SO2, số oxi hóa của S là +4.
* Trong Br2:
* Đây là đơn chất Brom. Theo quy tắc, số oxi hóa của nguyên tố trong đơn chất luôn bằng 0.
* Vậy, số oxi hóa của Br là 0.
* Trong H2O:
* Hiđro (H) có số oxi hóa là +1.
* Oxi (O) có số oxi hóa là -2.
Kiểm tra: (+1) 2 + (-2) = 2 – 2 = 0 (tổng bằng 0, đúng).
Bước 2: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các chất tạo thành sau phản ứng (vế phải).
* Trong H2SO4:
* Hiđro (H) có số oxi hóa là +1.
* Oxi (O) có số oxi hóa là -2.
* Ta gọi số oxi hóa của Lưu huỳnh (S) là y.
* Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử H2SO4 bằng 0.
Ta có phương trình: (+1) 2 + y + (-2) * 4 = 0
* Giải phương trình: 2 + y – 8 = 0 => y – 6 = 0 => y = +6
* Vậy, trong H2SO4, số oxi hóa của S là +6.
* Trong HBr:
* Hiđro (H) có số oxi hóa là +1.
* Ta gọi số oxi hóa của Brom (Br) là z.
* Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử HBr bằng 0.
* Ta có phương trình: (+1) + z = 0
* Giải phương trình: z = -1
* Vậy, trong HBr, số oxi hóa của Br là -1.
Bước 3: Phân tích sự thay đổi số oxi hóa và xác định chất oxi hóa, chất khử.
Chúng ta cùng xem sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố:
* Lưu huỳnh (S): từ +4 (trong SO2) lên +6 (trong H2SO4). Số oxi hóa tăng, nên S đã nhường electron, S bị oxi hóa. SO2 là chất khử.
* Brom (Br): từ 0 (trong Br2) xuống -1 (trong HBr). Số oxi hóa giảm, nên Br đã nhận electron, Br bị khử. Br2 là chất oxi hóa.
* Oxi (O) và Hiđro (H) trong phản ứng này có số oxi hóa không đổi.
Bước 4: Giải thích SO2 ra H2SO4 theo phương pháp oxi hóa – khử và cách tìm số oxi hóa của S sau phản ứng.
Như chúng ta đã phân tích ở Bước 3, nguyên tố Lưu huỳnh (S) trong SO2 có số oxi hóa là +4. Sau phản ứng, Lưu huỳnh nằm trong H2SO4 với số oxi hóa là +6.
Cách tìm số oxi hóa của S sau phản ứng (trong H2SO4):
Chúng ta đã làm rõ ở Bước 2. Để tìm số oxi hóa của S trong H2SO4, ta áp dụng quy tắc tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong một hợp chất trung hòa bằng 0.
Ta biết số oxi hóa của H là +1 và của O là -2.
Trong H2SO4, có 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S, và 4 nguyên tử O.
Gọi số oxi hóa của S là y.
Ta có phương trình: 2 (+1) + 1 y + 4 * (-2) = 0
=> 2 + y – 8 = 0
=> y – 6 = 0
=> y = +6
Như vậy, số oxi hóa của S trong H2SO4 là +6.
Quá trình SO2 ra H2SO4 là quá trình oxi hóa của Lưu huỳnh. Trong phản ứng này, SO2 vừa thể hiện tính khử (do S từ +4 lên +6) vừa thể hiện tính axit (khi tác dụng với nước tạo ra axit H2SO4). Tuy nhiên, khi xét theo phương pháp oxi hóa – khử, chúng ta tập trung vào sự thay đổi số oxi hóa.
Tổng kết lại:
* Số oxi hóa của S trong SO2 là +4.
* Số oxi hóa của S trong H2SO4 là +6.
* S từ số oxi hóa +4 lên +6 là quá trình oxi hóa.
* Để tìm số oxi hóa của S sau phản ứng (trong H2SO4), ta dựa vào quy tắc tổng đại số các số oxi hóa trong phân tử bằng 0 và các số oxi hóa đã biết của các nguyên tố khác trong phân tử đó (H và O).
Các em thấy đấy, việc xác định số oxi hóa là rất quan trọng để hiểu rõ bản chất của phản ứng oxi hóa – khử. Các em hãy ôn tập kỹ các quy tắc về số oxi hóa nhé!
Chúc các em học tốt!
Đặt số oxh S trong \(H_2SO_4\) là \(x\)
\(->1.2+x+4.(-2)=0\)
\(->x=6\)
\(->\) Số oxh S trong \(H_2SO_4\) là \(+6\)
Quá trình oxh: \(S^{+4}->S^{+6}+2e|xx1\)
Quá trình khử: \(Br_2^0+2e->2Br^{-1}|xx1\)
\(SO_2+Br_2+2H_2O->H_2SO_4+2HBr\)
BT e:
\(S^{+4} \to S^{+6} + 2e | × 1\)
\(2Br^0 + 2e \to 2Br^{-1} | × 1\)
\(⇒ SO_2 + Br_2 + 2H_2O \to H_2SO_4 + 2HBr\)
\(-\)Xác định số oxi hóa của \(S\) sau phản ứng : số oxi hóa của \(S ( H_2SO_4)\)
\(H\) có số oxi hóa là : \(+1\)
\(⇒ 2H = + 2\)
\(O\) có số oxi hóa là : \(-2\)
\(⇒ 4O = -8\)
\(⇒\) số oxi hóa của \(S = 0 + 8 – 2 = + 6\)
\(#Derix247\)