Cân bằng phương trình oxi hóa khử
Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10 được VnDoc 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.
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 ionelectron: 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. 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
1. Câu hỏi bài tập tự luận phản ứng oxi hóa khử
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 + [2x4]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 3x1/3e 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
CHCH + 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
2. Câu hỏi trắc nghiệm phản ứng oxi hóa khử
Câu 1. Cho phản ứng: FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 Fe2[SO4]3 + K2SO4 + Cr2[SO4]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; 3Xem đáp ánĐáp án C: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3Fe2[SO4]3 + Cr2[SO4]3 + K2SO4 + 7H2O
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. 2:3Xem đáp ánĐáp án C
S[+4] S[+6] + 2e
Mn[+7] + 3e Mn[+4]
3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
Câu 3. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của H2S là:
2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl
A. Chất oxi hóa.
B. chất khử.
C. Axit.
D. Vừa oxi hóa vừa khử.Xem đáp ánĐáp án D: Vừa oxi hóa vừa khử.
Câu 4. Trong phản ứng nào dưới đây cacbon thể hiện đồng thời tính oxi hoá và tính khử?
A. C + 2H2
CH4
B. 3C + 4Al
Al4C3
C. 3C + CaO
CaC2 + CO
D. C + CO2
2COXem đáp ánĐáp án D
Câu 5. Trong phản ứng nào dưới đây HCl thể hiện tính oxi hoá?
A. HCl + AgNO3 AgCl + HNO3
B. 2HCl + Mg MgCl2 + H2
C. 8HCl + Fe3O4 FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
D. 4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2OXem đáp ánĐáp án B
Câu 6. Trong phản ứng dưới đây, vai trò của HCl là:
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
A. oxi hóa.
B. chất khử.
C. tạo môi trường.
D. chất khử và môi trường.Xem đáp ánĐáp án D
Câu 7.Cho phương trình hóa học sau: Zn + HNO3 Zn[NO3]2 + NH4NO3 + H2O
Tổng hệ số của phương trình là
A. 22.
B. 24.
C. 25.
D. 26.Xem đáp ánĐáp án A: 4Zn + 10HNO3 4Zn[NO3]2 + NH4NO3 + 3H2O
Câu 8. Trong phản ứng: Cu + 2H2SO4 [đặc, nóng] CuSO4 + SO2 + 2H2O, axit sunfuric
A. là chất oxi hóa.
B. vừa là chất oxi hóa, vừa là chất tạo môi trường.
C. là chất khử.
D. vừa là chất khử, vừa là chất tạo môi trường.Xem đáp ánĐáp án B
S+6 S+4 H2SO4 đóng vai trò là chất oxi hóa
Mặt khác SO42- đóng vai trò môi trường để tao muối CuSO4
Câu 9.Trong phản ứng dưới đây, vai trò của HBr là gì?
KClO3 + 6HBr 3Br2 + KCl + 3H2O
A. vừa là chất oxi hóa, vừa là môi trường.
B. là chất khử.
C. vừa là chất khử, vừa là môi trường.
D. là chất oxi hóa.Xem đáp ánĐáp án B
.............................
Trên đây VnDoc đã giới thiệu Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10. Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc 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 VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.
Ngoài ra, VnDoc.com 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.