Xin chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau phân tích một phản ứng hóa học quen thuộc và tìm hiểu xem nguyên tử sắt đã thay đổi trạng thái oxi hóa như thế nào nhé.

Phản ứng mà chúng ta xét là:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

Để xác định mỗi nguyên tử Fe đã nhường hay nhận bao nhiêu electron, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các chất tham gia và sản phẩm.

Chúng ta sẽ lần lượt xét từng chất:

– Chất tham gia:
– Fe: Sắt (Fe) ở dạng đơn chất, nên số oxi hóa của nó bằng 0.
– H2SO4: Axit sulfuric. Ta biết rằng oxi (O) thường có số oxi hóa là -2, hydro (H) thường có số oxi hóa là +1. Gọi số oxi hóa của lưu huỳnh (S) là x. Trong phân tử H2SO4 có 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S và 4 nguyên tử O. Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một phân tử trung hòa bằng 0.
Ta có phương trình: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0
2 + x – 8 = 0
x – 6 = 0
x = +6
Vậy, trong H2SO4, số oxi hóa của Fe là 0, số oxi hóa của H là +1, số oxi hóa của S là +6, số oxi hóa của O là -2.

– Sản phẩm:
– FeSO4: Sắt(II) sunfat. Muối sunfat (SO4) có hóa trị -2. Gọi số oxi hóa của sắt (Fe) là y.
Ta có phương trình: y + (-2) = 0
y = +2
Vậy, trong FeSO4, số oxi hóa của Fe là +2, số oxi hóa của nhóm SO4 là -2 (trong đó S có số oxi hóa +6, O có số oxi hóa -2).
– H2: Hydro ở dạng đơn chất, nên số oxi hóa của nó bằng 0.

Bước 2: So sánh số oxi hóa của nguyên tố sắt (Fe) trước và sau phản ứng.

– Số oxi hóa của Fe trong Fe (chất tham gia) là 0.
– Số oxi hóa của Fe trong FeSO4 (sản phẩm) là +2.

Bước 3: Xác định sự thay đổi số oxi hóa và kết luận về sự nhường hoặc nhận electron.

Số oxi hóa của Fe đã tăng từ 0 lên +2.
Sự tăng số oxi hóa cho thấy nguyên tử Fe đã nhường electron.
Số electron mà mỗi nguyên tử Fe nhường được tính bằng hiệu số oxi hóa:
Số electron nhường = Số oxi hóa sau phản ứng – Số oxi hóa trước phản ứng
Số electron nhường = (+2) – (0) = 2 electron.

Kết luận:

Trong phản ứng hóa học này, mỗi nguyên tử Fe đã nhường 2 electron để chuyển từ trạng thái oxi hóa 0 thành trạng thái oxi hóa +2.

Các em có thắc mắc gì về bài tập này không? Chúng ta có thể cùng nhau trao đổi thêm.