Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau ôn tập lại kiến thức về “Số oxi hóa” và áp dụng để xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng đã cho. Cô sẽ hướng dẫn các em từng bước một nhé.

Phản ứng của chúng ta là:
Cu(NO₃)₂ → CuO + 2NO₂ + ½O₂

Để xác định số oxi hóa của các nguyên tố, chúng ta cần nhớ một số quy tắc cơ bản sau:

Quy tắc 1: Số oxi hóa của các nguyên tố trong các đơn chất bằng 0.
Quy tắc 2: Số oxi hóa của các nguyên tử trong một phân tử cộng lại luôn bằng 0.
Quy tắc 3: Trong hợp chất, số oxi hóa của oxi thường là -2 (trừ một số trường hợp đặc biệt như peoxit, siêu oxit).
Quy tắc 4: Trong hợp chất, số oxi hóa của hiđro thường là +1 (trừ trường hợp hiđrua kim loại).
Quy tắc 5: Số oxi hóa của các kim loại kiềm (nhóm IA) luôn là +1. Số oxi hóa của các kim loại kiềm thổ (nhóm IIA) luôn là +2. Nhôm (Al) luôn có số oxi hóa là +3.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào xác định số oxi hóa của từng nguyên tố trong từng chất của phản ứng.

Bước 1: Xác định số oxi hóa trong chất ban đầu: Cu(NO₃)₂

* Chúng ta đã biết số oxi hóa của oxi (O) thường là -2 (theo quy tắc 3).
* Nhóm nitrat (NO₃) là một gốc axit quen thuộc, mang điện tích -1. Tuy nhiên, ở đây chúng ta sẽ xác định số oxi hóa của từng nguyên tố N và O trong gốc NO₃.
* Trong gốc NO₃, có 1 nguyên tử Nitơ (N) và 3 nguyên tử Oxi (O). Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong gốc phải bằng điện tích của gốc, tức là -1.
* Gọi số oxi hóa của Nitơ là \(x\). Ta có:
\(x + 3 \times (-2) = -1\)
\(x – 6 = -1\)
\(x = -1 + 6\)
\(x = +5\)
Vậy, số oxi hóa của Nitơ (N) trong Cu(NO₃)₂ là +5.
* Số oxi hóa của Oxi (O) trong Cu(NO₃)₂ là -2.
* Bây giờ, chúng ta xác định số oxi hóa của Đồng (Cu). Trong hợp chất Cu(NO₃)₂, gốc NO₃ mang điện tích -1. Vì có 2 gốc NO₃, nên tổng điện tích âm là \(2 \times (-1) = -2\).
* Để phân tử trung hòa về điện, số oxi hóa của Cu phải là +2.
* Hoặc, chúng ta cũng có thể áp dụng quy tắc 2: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0.
Gọi số oxi hóa của Đồng là \(y\). Ta có:
\(y + 2 \times [\text{số oxi hóa của N} + 3 \times \text{số oxi hóa của O}] = 0\)
\(y + 2 \times [+5 + 3 \times (-2)] = 0\)
\(y + 2 \times [+5 – 6] = 0\)
\(y + 2 \times [-1] = 0\)
\(y – 2 = 0\)
\(y = +2\)
Vậy, số oxi hóa của Đồng (Cu) trong Cu(NO₃)₂ là +2.

Tóm lại, trong Cu(NO₃)₂:
* Cu có số oxi hóa là +2.
* N có số oxi hóa là +5.
* O có số oxi hóa là -2.

Bước 2: Xác định số oxi hóa trong các chất sản phẩm: CuO, NO₂, O₂

* Trong CuO:
* Số oxi hóa của Oxi (O) thường là -2 (quy tắc 3).
* Gọi số oxi hóa của Đồng (Cu) là \(z\). Ta có:
\(z + (-2) = 0\) (theo quy tắc 2)
\(z = +2\)
* Vậy, trong CuO: Cu có số oxi hóa là +2, O có số oxi hóa là -2.

* Trong NO₂:
* Số oxi hóa của Oxi (O) thường là -2 (quy tắc 3).
* Gọi số oxi hóa của Nitơ (N) là \(t\). Ta có:
\(t + 2 \times (-2) = 0\) (theo quy tắc 2)
\(t – 4 = 0\)
\(t = +4\)
* Vậy, trong NO₂: N có số oxi hóa là +4, O có số oxi hóa là -2.

* Trong O₂:
* Oxy (O) ở dạng đơn chất (quy tắc 1).
* Vậy, số oxi hóa của Oxi (O) trong O₂ là 0.

Bước 3: Tổng kết số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng

Bây giờ, chúng ta viết lại phản ứng và ghi rõ số oxi hóa của từng nguyên tố dưới kí hiệu của chúng:

(+2) (+5) (-2) (+2) (-2) (+4) (-2) (0)
Cu(NO₃)₂ → CuO + 2NO₂ + ½O₂

Quan sát phản ứng, ta thấy:
* Số oxi hóa của Cu không đổi (+2 → +2).
* Số oxi hóa của N thay đổi từ +5 (trong Cu(NO₃)₂) xuống +4 (trong NO₂). Đây là nguyên tố bị khử.
* Số oxi hóa của O thay đổi từ -2 (trong Cu(NO₃)₂) xuống 0 (trong O₂). Đây là nguyên tố bị oxi hóa.
* Nguyên tử O trong CuO vẫn giữ số oxi hóa -2.

Như vậy, chúng ta đã hoàn thành việc xác định số oxi hóa của tất cả các nguyên tố trong phản ứng. Bài tập này giúp chúng ta nhận biết được nguyên tố nào đã tham gia phản ứng oxi hóa-khử và sự thay đổi số oxi hóa của chúng.

Các em có câu hỏi nào không?