Cân bằng pthh theo phương pháp thăng bằng electron

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron, nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 10.

Nội dung bài viết Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron: Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố: Chất khử (chất có số oxi hóa tăng) và chất oxi hóa (chất có số oxi hóa giảm). Bước 2: Viết quá trình oxi hóa của chất khử và quá trình khử của chất oxi hóa. Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa (số nguyên tối giản). Bước 4: Đặt các hệ số đó vào phương trình nhưng nếu có tạo muối thì tạm thời chưa cân bằng axit phản ứng. Đếm S để cân bằng axit H2SO4; đếm N để cân bằng axit HNO3; đếm Cl để cân bằng axit HCl. Đếm H để cân bằng H2O. Loại 1: Phản ứng oxi hóa – khử thông thường. Loại 2: Phản ứng oxi hóa – khử ở môi trường axit, bazơ, trung tính (H2O) Lưu ý: Trong môi trường axit, KMnO4 bị khử xuống Mn; trong môi trường kiềm, KMnO4 bị khử thành K2MnO4 còn trong môi trường trung tính KMnO4 bị khử thành MnO2. Loại 3: Phản ứng oxi hóa – khử trong đó chất khử, chất oxi hóa cũng là môi trường. Loại 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử bằng phương pháp ion-electron. Loại 5: Phản ứng oxi hóa – khử phức tạp. Loại 6: Phản ứng tự oxi hóa – khử: Phản ứng tự oxi hóa – khử là phản ứng trong đó một chất vừa đóng vai trò là chất oxi hóa vừa đóng vai trò là chất khử.

Loại 7: Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử: Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử là phản ứng trong đó hai nguyên tố trong cùng một phân tử bị thay đổi số oxi hóa, một nguyên tố có số oxi hóa tăng và một nguyên tố có số oxi hóa giảm.

Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10 được lingocard.vn biên soạn hướng dẫn các bạn cách cân bằng oxi hóa khử cũng như đưa ra các dạng bài tập để luyện tập. 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. Hy vọng qua tài liệu này các bạn học sinh có thể nắm chắc các bước cân bằng. Từ đó vận dụng cân bằng phương trình. 

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.

Đang xem: Cách cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng e

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 + HNO3 → Cr(NO3)3 + NO2 + S + H2O 

Hướng dẫn:

Bước 1.

Xem thêm: Cách Viết Phương Trình Tiếp Tuyến Biết Hệ Số Góc Cực Hay, Tiếp Tuyến Biết Hệ Số Góc

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 + 3NO2 + S + 3H2O

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

NaCr + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr

Hướng dẫn:

CrO2- + 4OH- → CrO42- + 2H2O + 3e

Br2 + 2e → 2Br-

Phương trình ion:

2 + 8OH- + 3Br2 → 2CrO42- + 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:

2MnO4 – + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH-

SO3 2- + H2O → SO42- + 2H+ + 2e

Phương trình ion:

2MnO4- + H2O + 3SO32- → 2MnO2 + 2OH- + 3SO42-

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

a. Dạng đơn giản (trong phản ứng có một chất oxi hóa, một chất khử rõ ràng)

VD1: Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron.

1. Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

1x (Al0 – 3e → Al+3)

3x (N+5 + 1e → N+4)

2. Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O

1x (Al0 – 3e → Al+3)

1x (N+5 + 3e → N+2)

3. 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

8x (Al0 – 3e → Al+3)

3x (2N+5 + (2×4)e → 2N+1)

4. 10Al + 36HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O

10x (Al0 – 3e → Al+3)

3x (2N+5 + 10e → N20)

5. 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

8x (Al0 – 3e → Al+3)

3x (N+5 + 8e → N-3)

6. 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3x (Cu0 – 2e → Cu+2)

2x (N+5 + 3e → N+2)

7. 2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

1x (2Fe0 – 6e → 2Fe+3)

3x (S+6 + 2e → S+4)

8. 2Fe + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + S + 4H2O

1x (2Fe0 – 6e → 2Fe+3)

1x (S+6 + 6e → S0)

9. 8Fe + 15H2SO4 đặc → 4Fe2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O

4x (2Fe0 – 6e → 2Fe+3)

3x (S+6 + 8e → S-2)

10. Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O

1x (Cu0 – 2e → Cu+2)

1x (S+6 + 2e → S+4)

11. 4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O

4x (Zn0 – 2e → Zn+2)

1x (2N+5 + 8e → 2N+1)

12. 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

4x (Mg0 – 2e → Mg+2)

1x (N+5 + 8e → N-3)

13. 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O

3x (3Fe+8/3 – 3×1/3e → 3Fe+3)

1x (N+5 + 3e → N+2)

14. 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

3x (S+4 – 2e → S+6)

2x (Mn+7 + 3e → Mn+4)

15. K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3+ 3Fe2(SO4)3 + 7H2O

1x (2Cr+6 + 6e → 2Cr+3)

3x (2Fe+2 – 2e →2Fe+3)

b. Dạng phản ứng nội phân tử (phản ứng chỉ xảy ra trong một phân tử)

1. 2KClO3 →2KCl + 3O2

2x (Cl+5 + 6e → Cl-1)

3x (2O-2 – 4e → O20)

2. ? KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

3. 2Cu(NO3)2 →2CuO + 4NO2 + O2

2x (2N+5 + 2e → 2N+4)

1x (2O-2 – 4e → O20)

? (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + O2

c. Phản ứng tự oxi hóa khử (Sự tăng giảm số oxi hóa xảy ra chỉ trên 1 nguyên tố)

1. 2Cl2 + 4NaOH → 2NaCl + 2NaClO+ 2H2O (cb sau đó tối giản)

1x (Cl20 + 2e → 2Cl-)

1x (Cl20 – 2e → 2Cl+1)

2. 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O

5x (Cl20 + 2e → 2Cl-)

1x (Cl20 – 10e → 2Cl+5)

3. 4S + 6NaOH → 2Na2S + Na2S2O3 + 3H2O

2x (S0 + 2e → S-2)

1x (S0 – 4e → 2S+2)

4. ? K2MnO4 + H2O → KMnO4 + MnO2 + KOH

1x (Mn+6 + 2e → Mn+4)

2x (Mn+6 – 1e → Mn+7)

5. 3NaClO → 2NaCl + NaClO3

2x (Cl+1 + 2e → Cl-)

1x (Cl+1 – 4e → Cl+5)

6. 2NaOH + 4I2 → 2NaI + 2NaIO + H2O

1x (I20 + 2e → 2I-)

1x (I20 – 2e → 2I+1)

7. 8NaOH + 4S → Na2SO4 + 3Na2S + 4H2O

1x (S0 – 6e → 2S+6)

3x (S0 + 2e → S-2)

d. Phản ứng oxi hóa khử phức tạp

1. Phản ứng oxi hóa khử có chứa hợp chất hữu cơ

CH3CH + KMnO4 + KOH → CH3COOK + K2CO3 + MnO2 + H2O

CH≡CH + KMnO4 + H2SO4 → H2C2O4 + MnO2 + KOH

CH3OH + KMnO4 + H2SO4 → HCOOH + MnSO4 + K2SO4 + H2O

2. Phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của nhiều hơn hai nguyên tử

FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + N2O + H2O

Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO + H2O

CuFeS2 + O2 + Fe2(SO4)3 + H2O → CuSO4 + FeSO4 + H2SO4

………………………..

Trên đây lingocard.vn đã giới thiệu Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10. Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, lingocard.vn xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà lingocard.vn tổng hợp biên soạn và đăng tải.

Xem thêm: Các Bài Văn Mẫu Lớp 2 Học Kì 1 5 Bài Văn Hay Thi Học Kì 1 Lớp 2

Ngoài ra, lingocard.vn đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THPT miễn phí trên Facebook, mời bạn đọc tham gia nhóm Tài liệu học tập lớp 10 để có thể cập nhật thêm nhiều tài liệu mới nhất.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Phương trình