Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Cung cấp cho độc giả phương pháp toàn diện để cân bằng phản ứng oxi hóa khử từ đơn giản đến phức tạp. sau khi đọc tài liệu trên, việc cân bằng các phản ứng chỉ là chuyện nhỏ. Các bài tập áp dụng được sắp xếp theo nhóm, từ đơn giản tới phức tạp

Trang 1

CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ

I. CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ OXI HÓA (SOH)

Định nghĩa SOH: là hóa trị của một hợp chất, nếu coi là hợp chất ion

Cách xác định số oxi hóa: theo 04 nguyên tắc

- Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong đơn chất/ hợp chất = 0

Ví dụ: Trong FeO: Fe+2O-2, Trong KClO3: K+1Cl+5O-2

3, trong H2, O2, N2: H0, O0 , N0

- SOH của H = +1, của O = -2 trong các hợp chất

Ví dụ: Trong HNO3, có H+1NO-2

3, theo nguyên tắc 1 ta có : (SOH của H) + (SOH của N) + (SOH của O) =0 hay (+1) + (SOH của N) + 3.(-2) = 0, từ đó (SOH của N) = +5

Trong Fe3O4 thì Fe3O-2

4 , nên SOH của Fe = +8/3 Trong H3PO4 thì SOH của H = +1, O = -2 Nên P = +5

- Số OXH của các kim loại trong hợp chất có giá trị dương và bằng hóa trị

Ví dụ: Fe2O3 có Fe = +3, KMnO4 thì K = +1, Na2SO3 thì Na = +1

- Số OXH của các phi kim trong axit và muối của nó là bằng nhau

Ví dụ: N trong HNO3, Ca(NO3)2, NaNO3 đều là N +5

P trong H3PO4, Ca3(PO4)2, NaH2PO4, BaHPO4 đều là P +5

N trong NH3, NH4Cl, (NH4)2SO4 đều là N -3

II. CÁCH CÂN BẰNG PHẢN ỨNG: THEO 4 BƯỚC

1. Xác định số oxi hóa của các chất

2. Viết các quá trình nhường , nhận e

3. Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng

4. Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình

Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + H2O

Cu0 + HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O

N+ 5 + 3e = N+2 Cu0 – 2 e = Cu+2

3. Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất )

Quan sát phương trình, vế trái có 1 N+5, vế phải có 1 N+2, nên không cần nhân hệ số riêng

của N+ 5 + 3e = N+2

Quan sát phương trình, vế trái có 1 Cu0, vế phải có 1 Cu+2, nên không cần nhân hệ số riêng của Cu0 – 2 e = Cu+2

N+ 5 + 3e = N+2

Cu0 - 2 e = Cu+2

2x 3x Thêm 2 vào N+2

Trang 2

Cu0 + HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O Thêm 3 vào Cu+2 và Cu0

3Cu0 + HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O

Ở vế phải, hệ số của N đã xác định, ở vế trái hệ số HNO3 chưa xác định Đếm thấy vế phải

có 3.2 + 2 = 8 N Vậy thêm 8 vào HNO3

3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O

Vế phải chưa có hệ số của nước Vế trái lại có 8H Vì vậy ta thêm 4 vào H2O để có 8H

3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + 4H2O Phương trình đã cân bằng xong Ta thử kiểm tra xem số nguyên tử ở hai vế

Vậy phương trình đã cân bằng đúng

Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng Zn + HNO3 = Cu(NO3)2 + N2O + H2O

Zn0 + HN+5O3 = Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O

N+ 5 + 3e = N+1 Zn0 – 2 e = Zn+2

Quan sát phương trình, vế trái có 1 N+5, vế phải có 2 N+1, nên nhân hệ số riêng của cả quá

trình N+ 5 + 4e = N+1 với 2: 2N+ 5 + 2.4e = 2.N+1

Quan sát phương trình, vế trái có 1 Zn0, vế phải có 1 Zn+2, nên không cần nhân hệ số riêng của Zn0 – 2 e = Zn+2

2N+ 5 + 8e = 2N+1

Zn0 - 2 e = Zn+2

1x 4x

Vế phải có 2 N+1 ( của N2O) nên không cần thêm

Zn0 + HN+5O3 = Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O

Thêm 4 vào Zn+2 và Zn0

4Zn0 + HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O

Ở vế phải, hệ số của N đã xác định, ở vế trái hệ số HNO3 chưa xác định Đếm thấy vế phải

Trang 3

có 4.2 + 2 = 10N Vậy thêm 10 vào HNO3

4Zn0 + 10HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O

Vế phải chưa có hệ số của nước Vế trái lại có 8H Vì vậy ta thêm 5 vào H2O để có 8H

4Zn0 + 10HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + 5H2O Phương trình đã cân bằng xong Ta thử kiểm tra xem số nguyên tử O ở hai vế

VT có 10.3 =30 O, VP có 4.2.3 + 1 + 5 = 30 O, đúng

Vậy phương trình đã cân bằng đúng

Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng Al2O3 + Fe3O4 = Al2O3 + Fe

Al0 + Fe+8/33O4 = Al+32O3 + Fe0

Fe+ 8/3 + 8/3e = Feo

Al0 – 3 e = Al+3

Quan sát phương trình, vế trái có 3 Fe, vế phải có 1 Fe, nên nhân hệ số riêng của cả quá trình N+ 5 + 4e = N+1 với 3: 3Fe+ 8/3 + 8e = 3Feo

Quan sát phương trình, vế trái có 1 Al0, vế phải có 2Al+3, nên nhân hệ số riêng của Al0 – 3

e = Al+3 với 2: 2Al0 – 6 e = 2Al+3

3Fe+ 8/3 + 8 e = 3Fe0 2Al-6e = 2Al+3

3x 4x Thêm vào phương trình

Thêm Fe: Al0 +3 Fe+8/33O4 = Al+32O3 + 9Fe0 Thêm Al: 8Al0 +3 Fe+8/33O4 = 4Al+32O3 + 9Fe0 Kiểm tra xem số nguyên tử O ở hai vế

VT có 3.4 =12 O, VP có 4.3 =12 O, đúng Vậy phương trình đã cân bằng đúng

III. BÀI TẬP ÁP DỤNG – CÂN BẰNG CÁC PHẢN ỨN SAU

1. PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG

a Al + HNO 3 → Al(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O

b Al + HNO 3 → Al(NO 3 ) 3 + NO 2 + H 2 O

c Mg + H 2 SO 4 (đ nóng) → MgSO 4 + H 2 S + H 2 O

Trang 4

d C + HNO 3 → CO 2 + NO 2 + H 2 O

e HNO 2 + H 2 S → NO + S + H 2 O

f KNO 2 + HClO 3 → KCl + HNO 3 + KNO 3

g H 2 SO 3 + H 2 O 2 → H 2 SO 4 + H 2 O

h FeSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

i KMnO 4 + PH 3 + H 2 SO 4 → MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O + H 3 PO 4

j Zn + HNO 3 (loãng) → Zn(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O

k Co + HNO 3 → Co(NO 3 ) 2 + N 2 + H 2 O

l KMnO 4 + HCl → MnCl 2 + Cl 2 + KCl + H 2 O

m K 2 Cr 2 O 7 + HCl → KCl + CrCl 3 + Cl 2 + H 2 O

n H 2 SO 4 + HI → I 2 + H 2 S + H 2 O

o Al + Fe 3 O 4 → Al 2 O 3 + Fe

p C 6 H 12 O 6 + HNO 3 → CO 2 + NO 2 + H 2 O

q FeO + HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + N n O m + H 2 O

r Fe x O y + HNO 3 → N n O m + …

2 PHẢN ỨNG TỰ OXI HÓA – KHỬ

( Nên cân bằng nhẩm)

a KClO 3 → KCl + O 2

b SO 2 + H 2 S → H 2 O + S

c H 2 SO 3 + H 2 S → S + H 2 O

d AgNO 3 → Ag + NO 2 + O 2

e NH 4 NO 3 → N 2 O + H 2 O

f HNO 2 → HNO 3 + NO + H 2 O

g K 2 SO 3 → K 2 SO 4 + K 2 S

h Cl 2 + KOH → KClO 3 + KCl + H 2 O

i NO 2 + H 2 O → HNO 3 + NO

j NaOCl → NaClO 3 + NaCl

3 PHẢN ỨNG CÓ NHIỀU CHẤT OXI HÓA – KHỬ

( viết từng quá trình oxi hóa/ khử - sau đó cộng lại theo tỉ lệ để có quá trình tổng quát)

a FeS + O → Fe O + SO

Trang 5

b FeS 2 + HNO 3 (đ nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O (Fe có số OXH = +2)

c FeS + HNO 3 (đ nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O

d FeCu 2 S 2 + HNO 3 (đ nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + NO 2 + Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O (Cu có số OXH là +1)

e Zn + HNO = → Zn(NO 3 ) 2 + 3NO 2 + NO + H 2 O

f Al + HNO 3 → aNO + bN 2 O + H 2 O (a, b là hai số cần tìm, biết M khí =34,666)

g Zn + HNO = → Zn(NO 3 ) 2 + 3NO 2 + 2NO + 1N 2 O + H 2 O

h Mg + HNO 3 → Mg(NO 3 ) 3 + xN 2 O + yN 2 + H 2 O

Định dạng
Số trang	5
Dung lượng	41,67 KB