Cách cân bằng phương trình hóa học bằng Cách cân bằng electron

Phương pháp thăng bằng electron

• 1. Quy tắc xác định số Oxi hóa
• 2. Phương pháp thăng bằng electron dựa trên nguyên tắc
• 3. Phương pháp thăng bằng electron
• 4. Ví dụ cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp thăng bằng electron
• 5. Cân bằng phương trình oxi hóa khử bằng phương pháp thăng bằng electron

Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron được VnDoc biên soạn hci tiết dễ hiểu. Để cân bằng phương trình phản ứng hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron điều quan trọng hàng đầu là chúng ta phải xác định được số oxi hóa của các nguyên tố tham gia phản ứng oxi hóa - khử.

Dưới đây là chi tiết các các quy tắc xác định số Oxi hóa của các nguyên tố tham gia phương trình phản ứng oxi hóa khử, cũng như các bước cân bằng. Từ đó vận dụng cân bằng phản ứng oix hóa khử.

1. Quy tắc xác định số Oxi hóa

● Quy tắc 1: Số oxi hóa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0.

● Quy tắc 2: Trong hầu hết các hợp chất :

- Số oxi hóa của H là +1 (trừ các hợp chất của H với kim loại như NaH, CaH2, thì H có số oxi hóa –1).

- Số oxi hóa của O là –2 (trừ một số trường hợp như H2O2, F2O, oxi có số oxi hóa lần lượt là : –1, +2).

● Quy tắc 3: Trong một phân tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0. Theo quy tắc này, ta có thể tìm được số oxi hóa của một nguyên tố nào đó trong phân tử nếu biết số oxi hóa của các nguyên tố còn lại.

● Quy tắc 4: Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong ion đó bằng điện tích của nó.

> Chú ý:

Để biểu diễn số oxi hóa thì viết dấu trước, số sau, còn để biểu diễn điện tích của ion thì viết số trước, dấu sau.

Ví dụ: Số oxi hóa Fe+3 còn ion sắt (III) ghi Fe3+.

Nếu điện tích là 1+ (hoặc 1–) có thể viết đơn giản là + (hoặc -) thì đối với số oxi hóa phải viết đầy đủ cả dấu và chữ (+1 hoặc –1).

Trong hợp chất, số oxi hóa của kim loại kiềm luôn là +1, kiềm thổ luôn là +2 và nhôm luôn là +3.

2. Phương pháp thăng bằng electron dựa trên nguyên tắc

Trong phản ứng oxi hoá - khử luôn tồn tại đồng thời chất oxi hoá (chất nhận e) và chất khử (chất nhường e).

Tổng số electron do chất khử nhường phải đúng bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận

3. Phương pháp thăng bằng electron

Bước 1. Xác định số oxi hoá của những nguyên tố thay đổi số oxi hoá

Bước 2. Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

+ Dấu "+e" đặt bên có số oxi hoá lớn.

+ Số e = số oxi hoá lớn - số oxi hoá bé.

+ Nhân cả quá trình với chỉ số của nguyên tố thay đổi số oxi hoá nếu chỉ số khác 1 (với các đơn chất có thể chấp nhận giữ nguyên chỉ số).

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số e cho bằng tổng số e nhận:

+ Tìm bội chung nhỏ nhất của số e nhường và nhận.

+ Lấy bội chung nhỏ nhất chia cho số e ở từng quá trình được hệ số.

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng và kiểm tra lại.

4. Ví dụ cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp thăng bằng electron

Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

P + O2 → P2O5

Hướng dẫn cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng

P0 + O02 → P+52O-25

Bước 2. Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

Quá trình oxi hóa Quá trình khử

P0 → P+5 +5e O20 + 2e → 2O-2

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số e cho bằng tổng số e nhận:

x4 x5

P0 → P+5 +5e O20 + 2e → 2O-2

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng và kiểm tra lại.

4P + 5O2 → 2P2O5

Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

Hướng dẫn cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng

Cuo + HN+5O3 → Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O

Bước 2, 3: Ta có thể gộp bước 2, 3 lại với nhau

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng và kiểm tra lại.

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Hướng dẫn cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng

Fe+8/33O4 + H+5NO3 → Fe(NO3)3 + N+2O + H2O

Bước 2 + 3: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số e cho bằng tổng số e nhận

Quá trình oxi hóa: x3 Quá trình khử: x1

Fe3(+8/3) → 3Fe(+3) + 1e N(+5) + 3e →N(+2)

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng và kiểm tra lại.

Fe3O4 là chất bị oxi hóa, HNO3 vừa là môi trường vừa là chất bị khử.

Cứ 28 phân tử HNO3 tham gia phản ứng chỉ có 1 phân tử đóng vai trò là chất bị khử, 27 phân tử còn lại đóng vai trò là môi trường.

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O

Ví dụ 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau

FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)2 + H2O.

Hướng dẫn cân bằng phương trình oxi hóa khử

Fe+2SO4 + K2Cr+62O7 + H2SO4 → Fe2+3(SO4)3 + K2SO4 + Cr2+3(SO4)2 + H2O.

Quá trình oxi hóa: 6x Quá trình khử: 1x

Fe2+ → Fe3+ + 1e 2Cr6+ + 2.3e → 2Cr+3

Hay 6FeSO4 + K2Cr2O7 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3

Kiểm tra hai vế: thêm K2SO4 vào về phải; thêm 7H2SO4 vào vế trái → thêm 7H2O vào vế phải.

⇒ 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)2 + 7H2O

5. Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron

• Al + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O + NO2
• Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
• Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
• Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2O
• Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO+ H2O
• Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
• Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + N2O + H2O
• Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
• Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2
• Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O
• Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O
• Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O
• Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
• Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
• Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
• FeO + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
• Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
• Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O
• Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO + H2O
• Zn + H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + H2O
• FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
• Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
• Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO2 + H2O
• Ag + HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
• Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
• Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
• Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + N2O + H2O
• Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O
• Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + N2 + H2
• SO2 + KMnO4 + H2O → MnSO4 + K2SO4 + H2SO4
• H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl
• H2S + KMnO4 → KOH + MnO2 + S + H2O
• H2S + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl
• K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O
• C2H2 + KMnO4 + H2O → (COOH)2 + MnO2 + KOH
• C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH
• Fe(OH)2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
• FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
• FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

----------------------------------

Các bạn có thể các em cùng tham khảo thêm một số tài liệu liên quan hữu ích trong quá trình học tập như: Giải bài tập Hóa 10, chuyên đề Hóa 10, Giải bài tập Hóa 12, Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Vật Lí 12,....

Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu ôn tập THPT Quốc gia miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 10Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu, đề thi mới nhất.

Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử là dạng bài tập cơ bản và rất quan trọng đối với môn Hóa học THPT. Kiến Guru chia sẻ tới các em học sinh các phương pháp và dạng bài tập mẫu giúp các em nắm vững, giải nhanh các dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử.

I. Phương pháp và ví dụ về bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử

1. Phương pháp

Nguyên tắc: Tổng số electron nhường = Tổng  số electron nhận

Bước 1. Xác định số oxi hóa thay đổi thế nào.

Bước 2. Lập thăng bằng electron.

Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phương trình phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Lưu ý:

- Ta có thể cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp tăng – giảm số oxi hóa với nguyên tắc: tổng số oxi hóa tăng = tổng số oxi hóa giảm.

- Phản ứng oxi hóa – khử còn có thể được cân bằng theo phương pháp ion–electron: ví dụ

...

- Nếu trong một phương trình phản ứng oxi hóa – khử có nhiều nguyên tố có số oxi hóa cùng giảm (hoặc cùng tăng) mà:

+ Nếu chúng thuộc cũng một chất: thì phải đảm bảo tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.

+ Nếu chúng thuộc các chất khác nhau: thì phải đảm bảo tỉ lệ số mol của các chất đó theo đề đã cho.

* Trường hợp đối với hợp chất hữu cơ:

- Trong trường hợp mà hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng có một nhóm nguyên tử thay đổi và một số nhóm không đổi thì nên xác định số oxi hóa của C trong từng nhóm rồi mới cân bằng.

- Trong trường hợp mà hợp chất hữu cơ thay đổi toàn bộ phân tử, nên cân bằng theo số oxi hóa trung bình của C.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Cân bằng phản ứng:

CrS + 

Hướng dẫn:

Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

Cr+2 → Cr+3

S-2 → S0

N+5 → N+4

Bước 2. Lập thăng bằng electron:

Cr+2 → Cr+3 + 1e

S-2 → S0 + 2e

CrS → Cr+3 + S+0 + 3e

2N+5 + 1e → N+4

→ Có 1CrS và 3N

.

Bước 3. Đặt các hệ số vừa tìm vào phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng:

CrS + 6HNO3 → Cr(NO3)3 + 3N

+ S + 3O

Ví dụ 2. Cân bằng phản ứng trong dung dịch bazơ:

NaCr

+ Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr

Hướng dẫn:

+ 4OH- →  + 2H2O + 3e

Br2 + 2e → 2Br-

Phương trình ion:

2

+ 8OH- + 3Br2 → 2CrO2-4 + 6Br- + 4H2O

Phương trình phản ứng phân tử:

2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O

Ví dụ 3. Cân bằng phản ứng trong dung dịch có

O tham gia:

KMnO4 + H2O + K2SO3  → MnO2 + K2SO4

Hướng dẫn:

 + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH-

 + H2O →  + 2H+ + 2e

Phương trình ion:

2

+ H2O + 3 → 2MnO2 + 2OH- + 3

Phương trình phản ứng phân tử:

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH

II. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử và hướng dẫn giải

Phần bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử bao gồm 5 câu hỏi có đáp án chi tiết thuộc các dạng khác nhau và 3 câu hỏi học sinh tự làm. 

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử được sử dụng trong hầu hết các dạng bài tập THPT và dàn trải xuyên suốt trong hầu hết các câu hỏi bài tập trong các đề thi Hóa học THPT. Vì vậy, các câu hỏi minh họa sau đây sẽ giúp học sinh dễ hình dung và nắm vứng các kĩ năng giải bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử.

1. Đề bài bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử 

Câu 1. Cho phản ứng: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(

)2 + H2O. Cho biết hệ số cân bằng của FeSO4 và K2Cr2O7 lần lượt là bao nhiêu?

A. 5; 2                          B. 6; 2                         C. 6; 1                            D. 8; 3

Câu 2. Cho phản ứng: Na2SO3 + KMnO4 + H2O → Na2SO4 + MnO2 + KOH

Hãy cho biết tỉ lệ hệ số của chất khử và chất oxi hóa sau khi cân bằng là đáp án nào dưới đây?

A. 4:3                           B. 3:4                        C. 3:2                          D. 2:3

Câu 3. Cân bằng phản ứng sau:

Fe3O4 + HNO3 → Fe(

)3 + NO + H2O

Câu 4. Cân bằng phản ứng:

As2S3 + HNO3 + H2O → H3As

+ NO + H2SO4

Câu 5. Cân bằng phản ứng:

FexOy + HNO3 → Fe(

)3 + NO + H2O

2. Đáp án

Câu 1:  đáp án C

Câu 2: Đáp án C

Câu 3:

Câu 4:

Câu 5:

3. Bài tập tự làm

Câu 1. Hãy cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau:

CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(

)3 + K2SO4 + H2O

Câu 2. Xác định hệ số cân bằng của KMnO4 trong phản ứng sau:

S

+ KMnO4 + O → K2 + ...Chọn đáp án đúng nhất

A. 2                   B. 5                     C. 7                   D. 10

Câu 3. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng e:

Trên đây là phương pháp giải cụ thể các dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Bao gồm các ví dụ minh họa và bài tập mẫu kèm đáp án chi tiết. Kiến Guru hi vọng thông qua bài học này, có thể giúp các em học sinh nắm vững kiến thức, hiểu rõ bản chất và dễ dàng ghi nhớ các phương pháp làm các dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Các em có thể tham khảo thêm nhiều bài học bổ ích tại Kiến Guru nhé!