Cân bằng phản ứng sau: Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
1. Cân bằng phản ứng: Fe + HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
Fe + 6HNO3 -> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Điều kiện để phản ứng xảy ra là: HNO3 đặc nóng
Xác định sự thay đổi số oxi hóa
Fe0 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+4O2 ↑ + H2O 1x Fe → Fe+3 + 3e 3x N+5 + 1e → N+4
Hiện tưởng xảy ra khi cho Fe tác dụng HNO3 đặc nóng, có khí độc màu nâu đỏ thoát ra chính là NO2
2. Các vấn đề liên quan đến phản ứng oxi hoá khử 2.1 Khái niệm
- Phản ứng oxi hoá - khử
Khái niệm: Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hoá học trong đó có sự chuyển e giữa các chất phản ứng.
Dấu hiệu nhận biết: Phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
Ví dụ: phản ứng hóa học của sắt (III) oxit (Fe2O3) và hidro tạo ra sắt (Fe) và nước (H2O) có sự
thay đổi số oxi hóa của H2 và Fe2O3 (H2 là chất chiếm oxi; Fe2O3 là chất nhường oxi).
- Chất khử (chất bị oxi hoá)
Khái niệm: Chất khử là chất có khả năng nhường e (cho e).
Dấu hiệu nhận biết: Sau phản ứng, số oxi hoá của chất khử tăng; Chất khử có chứa nguyên tố
chưa đạt đến mức oxi hoá cao nhất.
Chú ý: Nguyên tố ở nhóm XA có số oxi hoá cao nhất là +X.
Ví dụ: phản ứng sắt (III) oxit (Fe2O3) và khí hidro (H2), nhận thấy H2 là chất chiếm oxi vì vậy nó
được coi là chất khử còn ngược lại Fe2O3 là chất nhường oxi nên nó được coi là chất oxi hóa.
- Chất oxi hoá (chất bị khử)
Khái niệm: Chất oxi hoá là chất có khả năng nhận e (thu e).
Dấu hiệu: Sau phản ứng, số oxi hoá của chất oxi hoá giảm; Chất oxi hoá có chứa nguyên tố có
mức oxi hoá chưa phải thấp nhất.
Chú ý: Kim loại có số oxi hoá thấp nhất là 0, phi kim thuộc nhóm xA thì số oxi hoá thấp nhất là (x - 8).
Ví dụ: phản ứng hóa học của sắt (III) oxit (Fe2O3) và hidro tạo ra sắt (Fe) và nước (H2O) có sự
thay đổi số oxi hóa của H2 và Fe2O3 (H2 là chất chiếm oxi; Fe2O3 là chất nhường oxi).
- Sự khử và sự oxi hoá
Sự khử (quá trình khử) của một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hoá của chất đó.
Ví dụ: Trong phản ứng hoá học của sắt (III) oxit (Fe2O3) và khí hidro (H2) ở nhiệt độ cao thì khí
hidro sẽ chiếm nguyên tố oxi trong sắt (III) oxit. Ta có phương trình phản ứng như sau: Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O
Nhìn vào phản ứng trên ta thấy có quá trình tách nguyên tử oxi khỏi hợp chất Fe2O3 và ta nói rằng
đã có sự khử Fe2O3 tạo ra Fe.
Trong một số phản ứng khác với điều kiện nhiệt độ cao khác nhau, khí hidro cũng có thể chiếm
được nguyên tố oxi của một số kim loại khác ví dụ như đồng (II) oxit (CuO), thủy ngân (II) oxit
(MgO), chì (II) oxit (PbO)…
Sự oxi hoá (quá trình oxi hoá) của một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hoá của chất đó.    
Ví dụ: Phản ứng Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O đã xảy ra quá trình kết hợp của nguyên tử oxi trong
Fe2O3 với H2. Kết luận rằng, sự oxi hóa H2 tạo thành H2O.
Điều kiện của phản ứng oxi hoá khử là phải có sự tham gia đồng thời của chất khử và chất oxi hóa.
Chất khử và chất oxi hóa phải đủ mạnh.
2.2 Phân loại phản ứng oxi hoá khử
Phản ứng oxi hóa khử có nhiều dạng khác nhau như dạng đơn giản, phản ứng nội phân tử, tự oxi
hóa khử hay phản ứng oxi hóa khử phức tạp.
- Phản ứng oxi hóa khử dạng đơn giản: Đây là phản ứng oxi hóa khử mà trong phản ứng có một
chất oxi hóa và một chất khử rõ ràng. Ví dụ: Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
- Phản ứng nội phân tử: Là phản ứng chỉ xảy ra trong một phân tử. Ví dụ: 2KClO3 →2KCl + 3O2
- Phản ứng tự oxi hóa khử: Là phản ứng hóa học trong đó sự tăng giảm số oxi hóa xảy ra chỉ trên
1 nguyên tố. Ví dụ: 2Cl2 + 4NaOH → 2NaCl + 2NaClO+ 2H2O
- Phản ứng oxi hóa khử phức tạp: Bao gồm những phản ứng hóa học có chữ và phản ứng có sự
thay đổi số oxi hóa của hơn 2 nguyên tử. Ví dụ: Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO + H2O
2.3 Lập phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá khử
- Số oxi hóa của nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử,
khi giả thiết rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
- Quy tắc tính số oxi hóa:
+ Trong đơn chất, số oxi hóa nguyên tố bằng 0:.
+ Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử (trung hoà điện) bằng 0.
+ Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích của ion đó.
+ Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi: H là +1, O là -2 …
- Cân bằng phản ứng oxi hoá khử theo phương pháp thăng bằng electron. Nguyên tắc cân bằng
sẽ dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử cho phải bằng tổng số
electron chất oxi hóa nhận.Thực hiện qua các bước sau đây:
+ Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng với các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa.
+ Bước 2: Viết các quá trình: khử (cho electron), oxi hóa (nhâ ̣n electron).
+ Bước 3: Cân bằ ng electron: nhân hê ̣ số để:
Tổng số electron cho = tổng số electron nhâ ̣n.
(tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng).
+ Bước 4: Cân bằ ng nguyên tố không thay đổi số oxi hoá (thường theo thứ tự: Kim loại (ion
dương); Gốc axit (ion âm); Môi trường (axit, bazơ); Nước (cân bằng H2O để cân bằng hiđro).
+ Bước 5: Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau).
2.4 Ý nghĩa của phản ứng oxi hoá khử
Phản ứng oxi hóa khử được coi là một trong những quá trình quan trọng nhất của thiên nhiên: Quá
trình hô hấp của thực vật hấp thụ khí cacbonic giải phóng oxi, sự trao đổi chất và hàng loạt quá
trình sinh học khác đều có cơ sở dựa trên các phản ứng oxi hóa – khử.
Ngoài ra phản ứng oxi hóa khử còn có ý nghĩa trong nhiều lĩnh vực khác: Sự đốt cháy nhiên liệu
trong các động cơ đốt trong. Các quá trình điện phân, phản ứng xảy ra trong pin và trong acquy
đều có sự tham gia của phản ứng oxi hóa khử.
Trong lĩnh vực luyện kim, hóa chất, dược phẩm, phân bón hóa học,chất dẻo,… đều cần sự tham
gia của các phản ứng oxi hóa – khử.
3. Các dang bài tập liên quan đến phản ứng oxi hoá khử
Bái 1: Chọn đáp án chứa phát biểu đúng:
A. Chất nhường oxi cho chất khác là chất khử.
B. Chất nhường oxi cho chất khác là chất oxi hóa.
C. Chất chiếm oxi của chất khác là chất khử.
D. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có xảy ra sự oxi hóa.
E. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử.
Đáp án: Câu phát biểu đúng là đáp án: B, C, E.
Câu phát biểu sai: A và D vì câu A hiểu sai bản chất của chất khử và câu D hiểu sai về oxi hóa –
khử (phản ứng hóa học trong đó xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử chứ không chỉ có sự oxi hóa).
Bài 2: Hãy cho biết trong những phản ứng hóa học xảy ra quanh ta sau đây, phản ứng nào là phản
ứng oxi hóa – khử? Lợi ích và tác hại của mỗi phản ứng? (Sách giáo khoa Hóa học 8, NXB Giáo dục Việt Nam).
A. Đốt than trong lò: C + O2 → CO2.
B. Dùng cacbon oxit khử sắt (III) oxit trong luyện kim. Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
C. Nung vôi: CaCO3 → CaO + CO2.
D. Sắt bị gỉ trong không khí: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3.
Đáp án: Những phản ứng oxi hóa – khử là A, B và D
- Phân tích lợi và hại của từng phản ứng.
+ Phản ứng A: Tác hại là sinh ra khí CO2 gây ô nhiễm môi trường. Lợi ích của phản ứng là sinh
ra nhiệt năng để sản xuất phục vụ đời sống.
+ Phản ứng B: Lợi ích của phản ứng là điều chế được sắt. Tác hại của phản ứng này là sinh ra khí
CO2 gây ô nhiễm môi trường.
+ Phản ứng D: Phản ứng này chỉ có mặt hại đó là làm sắt bị gỉ, ảnh hưởng đến nhiều công trình
xây dựng cũng như các dụng cụ được làm từ sắt.
Bài 3: Trong phòng thí nghiệm người ta dùng khí hiđro để khử sắt (II) oxit và thu được 11,2 g Fe.
1/ Viết phương trình hóa học của phản ứng đã xảy ra.
2/ Tính khối lượng sắt (III) oxit đã phản ứng.
3/ Tính thể tích khí hiđro đã tiêu thụ (đktc). Đáp án:
1/ Viết phương trình hóa học của phản ứng: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
2/ Tính khối lượng sắt (III) oxit đã phản ứng:
Khử 1 mol Fe2O3 cho 2 mol Fe. x = 0.2/2 = 0.1 mol. m = 0.1 x 160 = 16g.
3/ Khử 1 mol Fe2O3 cần 3 mol H2.
Vậy khử 0,1 mol Fe2O3 cần 0,3 mol H2.
Thể tích khí hidro: V= 0.3 x 22.4 = 6.72 lít.
Ngoài ra, quý phụ huyenh và học sinh có thể tham khảo một số bài tập sau đây để thực hành:
Câu 1: Cho phản ứng: Na2SO3 + KMnO4 + H2O → Na2SO4 + MnO2 + KOH
Tỉ lệ hệ số của chất khử và chất oxi hóa sau khi cân bằng là: A. 4:3 B. 3:2 C. 3:4 D. 2:3
Câu 2. Cho phản ứng: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)2 +
H2O. Hệ số cân bằng của FeSO4 và K2Cr2O7 lần lượt là:
A. 6 ; 2 B. 5; 2 C. 6; 1 D. 8; 3
Câu 3. Cân bằng phản ứng sau: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Câu 4. Cân bằng phản ứng: As2S3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + NO + H2SO4
Câu 5. Tính tổng hệ số cân bằng trong phản ứng sau: A. 15 B. 14 C. 18 D. 21
Câu 6. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:
CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Câu 7. Xác định hệ số cân bằng của KMnO4 trong phản ứng sau:
SO2 + KMnO4 + H2O → K2SO4 + ... A. 2 B. 5 C. 7 D. 10
Câu 8. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng e:
a) Fe2O3 + Al → Al2O3 + FenOm
b) FenOm + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Câu 9: Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng
dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:
A. 2,7g và 1,2g B. 5,4g và 2,4g C. 5,8g và 3,6g D. 1,2g và 2,4g
Câu 10: Cho 15,8 gam KmnO4 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở
điều kiện tiêu chuẩn là:
A. 5,6 lít. B. 0,56 lít. C. 0,28 lít. D. 2,8 lít.