I. Tổng Quan Về Số Oxi Hóa
Số oxi hóa là một khái niệm then chốt trong hóa học, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự phân bố electron trong các hợp chất và ion. Việc xác định chính xác số oxi hóa là bước đầu tiên để nắm vững các phản ứng oxi hóa khử.
1. Định Nghĩa Số Oxi Hóa
Số oxi hóa của một nguyên tử trong hợp chất được hiểu là điện tích của nguyên tử đó nếu giả định rằng hợp chất là hợp chất ion.
2. Phương Pháp Xác Định Số Oxi Hóa
Có hai phương pháp chính để xác định số oxi hóa:
-
Cách 1: Dựa vào quy tắc và điện tích
Phương pháp này sử dụng các quy tắc sau:
-
Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tử trong đơn chất luôn bằng 0. Ví dụ: Cu, Zn, O2, Cl2 đều có số oxi hóa là 0.
-
Quy tắc 2: Tổng số oxi hóa của tất cả các nguyên tử trong một phân tử trung hòa bằng 0. Ví dụ: Trong NH3, tổng số oxi hóa là (-3) + 3*(+1) = 0.
-
Quy tắc 3: Trong một ion, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng điện tích của ion. Ví dụ: Na+ có số oxi hóa +1, Cl- có số oxi hóa -1, CO32- có tổng số oxi hóa là -2.
-
Quy tắc 4: Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của H là +1 (trừ các hydride kim loại như NaH, CaH2), số oxi hóa của O là -2 (trừ OF2, peroxide như H2O2 và superoxide).
Lưu ý quan trọng: Các kim loại kiềm (nhóm IA) luôn có số oxi hóa +1 và các kim loại kiềm thổ (nhóm IIA) luôn có số oxi hóa +2.
-
-
Cách 2: Dựa vào công thức cấu tạo
Phương pháp này dựa trên việc giả định hợp chất là ion và xác định điện tích của từng nguyên tử dựa trên công thức cấu tạo.
Ví dụ: Trong CO2, công thức cấu tạo là O=C=O. Giả định CO2 là hợp chất ion, mỗi liên kết C=O sẽ làm cho O nhận thêm 2 electron từ C. Do đó, công thức ion giả định là O2-C4+O2-. Số oxi hóa của O là -2 và của C là +4.
II. Bài Tập Mẫu Về Xác Định Số Oxi Hóa
Ví dụ 1: Xác định số oxi hóa của Fe và O trong Fe2O3.
Giải:
- O có số oxi hóa là -2.
- Gọi số oxi hóa của Fe là x, ta có: 2x + 3(-2) = 0
- => x = +3
Vậy, trong Fe2O3, Fe có số oxi hóa +3 và O có số oxi hóa -2.
Ví dụ 2: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong Na2CO3.
Giải:
- Na có số oxi hóa +1, O có số oxi hóa -2.
- Gọi số oxi hóa của C là x, ta có: 2(+1) + x + 3(-2) = 0
- => x = +4
Vậy, trong Na2CO3, Na có số oxi hóa +1, C có số oxi hóa +4 và O có số oxi hóa -2.
Ví dụ 3: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong ion NO3-.
Giải:
- O có số oxi hóa -2.
- Gọi số oxi hóa của N là x, ta có: x + 3(-2) = -1
- => x = +5
Vậy, trong NO3-, N có số oxi hóa +5 và O có số oxi hóa -2.
Ví dụ 4: Sử dụng công thức cấu tạo để xác định số oxi hóa của C và H trong CH4.
Giải:
CH4 có cấu trúc tứ diện đều, với C ở trung tâm và 4 nguyên tử H liên kết đơn với C.
Giả sử CH4 là hợp chất ion. Do C có độ âm điện lớn hơn H, electron sẽ lệch về phía C. Mỗi liên kết C-H sẽ làm C nhận thêm 1 electron. Vì có 4 liên kết C-H, C sẽ nhận thêm 4 electron, do đó số oxi hóa của C là -4. Số oxi hóa của H là +1.
III. Bài Tập Tự Luyện Về Xác Định Số Oxi Hóa
Câu 1. Số oxi hóa của các nguyên tố Fe, O, H, Na trong các đơn chất Fe, O2, H2, Na lần lượt là:
A. +3, -2, +1, +1
B. 0, 0, 0, 0
C. +2, -2, +1, +1
D. +3, -2, 0, 0
Câu 2. Số oxi hóa của Mg trong hợp chất MgO là:
A. 0
B. +1
C. +2
D. -2
Câu 3. Số oxi hóa của Cl trong các chất Cl2, HCl, HClO lần lượt là:
A. 0, -1, -1
B. 0, +1, +1
C. 0, -1, +1
D. 0, 0, 0
Câu 4. Số oxi hóa của H trong các chất HCl, HNO3, H2SO4, H2 lần lượt là:
A. +1, +1, 0, 0
B. +1, +1, -2, 0
C. +1, +1, +1, 0
D. 0, 0, 0, +1
Câu 5. Số oxi hóa của F trong F2, HF, OF2 lần lượt là:
A. 0, 0, 0
B. 0, -1, -1
C. -1, -1, -1
D. 0, -1, +1
Câu 6. Xác định số oxi hóa của Na trong Na và NaCl.
A. +1, 0
B. 0, +1
C. +1, +1
D. 0, -1
Câu 7. Số oxi hóa của Mg trong MgCl2 là:
A. +1
B. +2
C. 0
D. -2
Câu 8. Số oxi hóa của Fe và Cl trong FeCl3 lần lượt là:
A. +3, +1
B. +3, -1
C. -1, +3
D. +1, -3
Câu 9. Số oxi hóa của Na, Mg, Al trong các ion Na+, Mg2+, Al3+ lần lượt là:
A. -1, -2, -3
B. +1, +2, +3
C. -1, +2, +3
D. +1, +2, -3
Câu 10. Số oxi hóa của N trong ion NO3- là:
A. +6
B. +5
C. +4
D. +3
Câu 11. Xác định số oxi hóa của S trong ion SO42-.
A. +2
B. +4
C. +6
D. -2
Câu 12. Số oxi hóa của C trong các ion HCO3- và CO32- lần lượt là:
A. +2, +4
B. -2, -4
C. -1, -2
D. +4, +4
Câu 13. Số oxi hóa của Mn trong KMnO4 là:
A. +1
B. +5
C. +7
D. -2
Câu 14. Xác định số oxi hóa của N trong NH4NO3.
A. -3, -3
B. +3, +5
C. -3, +5
D. +5, +5
Câu 15. Số oxi hóa của Fe và S trong FeS2 lần lượt là:
A. +2, -2
B. +3, -3
C. +2, -1
D. -2, +1
IV. Luyện Tập Thêm
Để nắm vững hơn về Bài Tập Xác định Số Oxi Hóa, bạn nên làm thêm nhiều bài tập khác nhau. Hãy tìm kiếm các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập và trên các trang web học tập trực tuyến. Chúc các bạn học tốt!
Lời khuyên: Khi gặp các hợp chất phức tạp, hãy viết công thức cấu tạo để dễ dàng xác định số oxi hóa của từng nguyên tố. Việc luyện tập thường xuyên sẽ giúp bạn làm quen với các quy tắc và dạng bài tập khác nhau, từ đó nâng cao kỹ năng giải bài tập xác định số oxi hóa.
