CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ 1 PHƯƠNG PHÁP THĂNG ...

1. PHƯƠNG PHÁP THĂNG BẰNG ELECTRON

B1. Xác định số oxi hoá các nguyên tố. Tìm ra nguyên tố có số oxi hoá thay đổi . B2. Viết các quá trình làm thay đổi số oxi hoá

Chất có oxi hoá tăng : Chất khử - ne→số oxi hoá tăng

Chất có số oxi hoá giảm: Chất oxi hoá + me→số oxi hoá giảm

B3. Xác định hệ số cân bằng sao cho số e cho = số e nhận

B4. Đưa hệ số cân bằng vào phương trình, đúng chất (Nên đưa hệ số vào bên phải của pt trước) và kiểm

tra lại theo trật tự : kim loại – phi kim – hidro – oxi

VD: Lập ptpứ oxh-k sau: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O.

O H O N NO Al O N H Al0 + +5 3 → +3( 3)3+ +12 + 2 1 5 3 0 2 4 . 2 2 3 3 8 + + + → + + → × × N e N e Al Al O H O N NO Al O N H Al0 30 5 3 8 3( 3)3 3 12 15 2 8 + + → + + + + 2. MỘT SỐ VÍ DỤ VẬN DỤNG

DẠNG 1: PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG CÓ MỘT CHẤT OXI HOÁ VÀ MỘT CHẤT KHỬVí dụ 1: Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron: Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Fe2O3 + CO → Fe + CO2

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Vận dụng các quy tắc xác định số oxi hoá : Fe+3

2O3 + C+2O → Fe0 + C+4 O2

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

Trước khi cân bằng mỗi quá trình để thuận tiện cho các phương trình ta nên dùng một kỹ xảo là cân bằng số nguyên tử thuộc 2 vế phương trình sau đó nhân số lượng các nguyên tử với số electron nhường hoặc nhận.

2 Fe+3 + 2x 3e → 2 Fe0

C+2 → C+4 + 2e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

1 2 Fe+3 + 2x 3e → 2 Fe0

3 C+2 → C+4 + 2e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

Fe2O3 + 3CO → 2 Fe + 3CO2

Ví dụ 2: Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Vận dụng các quy tắc xác định số oxi hoá :

Mn+4 O2 + HCl-1 → Mn+2Cl2 + Cl0

2 + H2O

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình. Mn+4 + 2e → Mn+2

2 Cl-1 → Cl2 + 2e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

1 Mn+4 + 2e → Mn+2

1 2 Cl-1 → Cl2 + 2e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Ví dụ 3 : Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Fe3 O4 + HNO3loãng → Fe(NO3)3 + NO + H2O

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

Fe3+8/3O4 + HN+5O3loãng → Fe+3(NO3)3 + N+2O + H2O

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình. Điền trước Fe+8/3 và Fe+3 hệ số 3 trước khi cân bằng mỗi quá trình.

3Fe+8/3 + 3x(3- 8/3) e → 3 Fe+3

N+5 → N+2 + 3e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

3 3Fe+8/3 + 3x(3- 8/3) e → 3 Fe+3

1 N+5 → N+2 + 3e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học 3Fe3 O4 + 28HNO3loãng → 9 Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O

Ví dụ 4 : Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

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

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Fe+2SO4 + K2Cr+6

2O7 + H2SO4 Fe+3

2(SO4)3 + K2SO4 + Cr+3

2(SO4)3 + H2O

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

Điền trước Fe+2 và Fe+3 hệ số 2. Điền trước Cr+6 và Cr+3 hệ số 2 trước khi cân bằng mỗi quá trình. 2Fe +2 + 2 x 1e → 2 Fe+3

2Cr+6 → 2Cr+3 + 2x3e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

3 2Fe +2 → 2 Fe+3 + 2 x 1e 1 2 Cr+6 + 2x3e → 2Cr+3

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O

Ví dụ 5:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Al + Fe3O4 → Al2O3 + Fe

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Al0 + Fe3+8/3O4 → Al2+3O3 + Fe0

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

Điền trước Fe+8/3 và Fe0 hệ số 3. Điền trước Al0 và Al+3 hệ số 2 trước khi cân bằng mỗi quá trình. 3Fe +8/3 + 3 x 8/3e → 3 Fe0

2 Al0 → 2Al+3 + 2x3e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

3 3Fe +8/3 + 3 x 8/3e → 3 Fe0

4 2 Al0 → 2Al+3 + 2x3e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

Ví dụ 6:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Fe(OH)2 + O2 + H2O → Fe(OH)3

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Fe+2(OH)2 + O0

2 + H2O → Fe+3(O-2H)3

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình. Điền trước O-2 hệ số 2. trước khi cân bằng mỗi quá trình.

Fe +2 → Fe+3 + 1e O0

2 + 2x2e → 2O- 2

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

4 Fe +2 → Fe+3 + 1e 1 O0

2 + 2x2e → 2O- 2

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)3

Ví dụ 7:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

KClO4 + Al → KCl + Al2O3

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. KCl+7O4 + Al0 → KCl-1 + Al+3

2O3

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình. Điền trước Al0 và Al+3 hệ số 2. trước khi cân bằng mỗi quá trình.

2Al 0 → 2Al+3 + 2x3e Cl+7 + 8e → Cl-

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

4 2Al 0 → 2Al+3 + 2x3e 3 Cl+7 + 8e → Cl-

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

3 KCl+7O4 + 8 Al0 → 3 KCl-1 + 4 Al+32O3 2O3

Như vậy cân bằng số nguyên tử bằng số ion hoặc số ion bằng số ion trước khi cân bằng các quá trình oxi hoá và quá trình khử giúp người làm thuận tiện hơn rất nhiều lần, cho kết quả nhanh hơn và đỡ phức tạp hơn.

DẠNG 2: PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG TỰ OXI HOÁ VÀ TỰ KHỬVí dụ 1:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron: Ví dụ 1:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Cl0

2 + NaOH → NaCl-1 + NaCl+1O + H2O

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

Điền trước Cl- và Cl+ của các quá trình hệ số 2 trước khi cân bằng. Cl0

2 + 2x1e → 2Cl-

Cl0

2 → 2Cl+ + 2x 1e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

1 Cl0

2 + 2x1e → 2Cl-

1 Cl0

2 → 2Cl+ + 2x 1e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

2 Cl2 + 4 NaOH 2 NaCl + 2 NaClO + 2 H2O

Rút gọn các hệ số để thu được phương trình với hệ số tối giản

Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO3 + H2O

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Cl0

2 + NaOH → NaCl-1 + NaCl+5O3 + H2O

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

Điền trước Cl- và Cl+5 của các quá trình hệ số 2 trước khi cân bằng. Cl0

2 + 2x1e → 2Cl-

Cl0

2 → 2Cl+5 + 2x 5e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

5 Cl0

2 + 2x1e → 2Cl-

1 Cl0

2 → 2Cl+5 + 2x 5e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

6 Cl2 + 12 NaOH → 10 NaCl + 2NaClO3 + 6 H2O

Rút gọn các hệ số để thu được phương trình với hệ số tối giản

3 Cl2 + 6 NaOH → 5 NaCl + NaClO + 3H2O

DẠNG 3 : PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG CÓ MỘT CHẤT OXI HOÁ VÀ HAI CHẤT KHỬVí dụ 1:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron: Ví dụ 1:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Fe+2S-1 2 + O0 2 → Fe+3 2O-2 3 + S+4O-2 2

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

Trước tiên ta viết các quá trình oxi hoá, tổng hợp các quá trình oxi hoá sao cho là số nguyên lần chất khử. Thêm hệ số 2 vào trước Fe+2 và Fe+3 , thêm hệ số 4 vào trước S-2 và S+4 để được số nguyên lần FeS2

Quá trình oxi hoá:

2Fe+2 → 2 Fe+3 + 2x1e 4S-1 → 4 S+4 + 4x 5e

2 FeS2 → 2 Fe+3 + 4 S+4 + 22e Sau đó cân bằng quá trình khử:

Điền hệ số 2 vào trước O-2 : O0

2 + 2x 2e → 2 O-2 Tổng hợp 2 quá trình oxi hoá và quá trình khử:

2 FeS2 → 2 Fe+3 + 4 S+4 + 22e O0

2 + 2x 2e → 2 O-2

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

2 2 FeS2 → 2 Fe+3 + 4 S+4 + 22e 11 O0

2 + 2x 2e → 2 O-2

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

4 FeS2 + 11 O2 → 2Fe2O3 + 8 SO2

Ví dụ 2:Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Fe S2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2 + H2O

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Fe+2S-1

2 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + H2S+6O4 + N+4O2 + H2O

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

Trước tiên ta viết các quá trình oxi hoá, tổng hợp các quá trình oxi hoá sao cho là số nguyên lần chất khử. Thêm hệ số 2 vào trước S-1 và S+6 ,để được số nguyên lần FeS2

Quá trình oxi hoá:

Fe+2 → Fe+3 + 1e 2S-1 → 2 S+6 + 2x 7e

FeS2 → Fe+3 + 2 S+4 + 15e Sau đó cân bằng quá trình khử:

N+5 + 1e → N+4 Tổng hợp 2 quá trình oxi hoá và quá trình khử:

FeS2 → Fe+3 + 2 S+4 + 15e N+5 + 1e → N+4

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

1 FeS2 → Fe+3 + 2 S+4 + 15e 15 N+5 + 1e → N+4

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

Fe S2 + 18 HNO3 Fe(NO3)3 + 2 H2SO4 + 15 NO2 + 7 H2O

DẠNG 4 : PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG CÓ HAI CHẤT OXI HOÁ VÀ MỘT CHẤT KHỬVí dụ 1: Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron: Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học sau theo phương pháp thăng bằng electron:

Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + NO2 + H2O ( tỉ lệ NO:NO2=1:2)

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Fe0 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+2O + N+4O2 + H2O

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

Trước tiên ta viết các quá trình khử, tổng hợp các quá trình khử sao cho đúng tỉ lệ với yêu cầu đề bài. Thêm hệ số 2 vào trước N+4

Quá trình Khử:

N+5 + 3e → N+2

2N+5 + 2x 1e → 2 N+4

3N+5 + 5e → N+2 + 2 N+4

Sau đó cân bằng quá trình oxi hoá :

Fe0 → Fe+3 + 3e Tổng hợp 2 quá trình oxi hoá và quá trình khử:

3N+5 + 5e → N+2 + 2 N+4 Fe0 → Fe+3 + 3e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất

oxi hoá nhận

3 3N+5 + 5e → N+2 + 2 N+4 5 Fe0 → Fe+3 + 3e

Bước 4: Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học

5Fe + 24 HNO3 → 5Fe(NO3)3 +3NO + 6NO2 + 12H2O ( tỉ lệ NO:NO2=1:2)