CÁC PHƯƠNG PHÁP cân BẰNG 101 PHẢN ỨNG OXI hóa KHỬ

CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ Nguyên tắc chung để cân bằng phản ứng oxi hóa khử là số điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa. III.1. PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (THĂNG BẰNG ELECTRON) Thực hiện các giai đoạn: + Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu bài yêu cầu bổ sung phản ứng, rồi mới cân bằng). + Tính số oxi hóa của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi hóa, chất khử. + Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (Phản ứng oxi hóa, phản ứng khử). Chỉ cần viết nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi, với số oxi hóa được để bên trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi hai bên bằng nhau. + Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa) bằng cách thêm hệ số thích hợp. + Phối hợp các phản ứng cho, nhận điện tử; các hệ số cân bằng tìm được; và phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu. + Cuối cùng cân bằng các nguyên tố còn lại (nếu có) như phản ứng trao đổi. Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử.

H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Chương trình Hóa học CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HĨA KHỬ Ngun tắc chung để cân phản ứng oxi hóa khử số điện tử cho chất khử phải số điện tử nhận chất oxi hóa hay số oxi hóa tăng chất khử phải số oxi hóa giảm chất oxi hóa III.1 PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ (THĂNG BẰNG ELECTRON) Thực giai đoạn: + Viết phương trình phản ứng xảy với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu u cầu bổ sung phản ứng, cân bằng) + Tính số oxi hóa ngun tố có số oxi hóa thay đổi Nhận diện chất oxi hóa, chất khử + Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (Phản ứng oxi hóa, phản ứng khử) Chỉ cần viết ngun tử ngun tố có số oxi hóa thay đổi, với số oxi hóa để bên Thêm hệ số thích hợp để số ngun tử ngun tố có số oxi hóa thay đổi hai bên + Cân số điện tử cho, nhận Số điện tử cho chất khử số điện tử nhận chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng chất khử số oxi hóa giảm chất oxi hóa) cách thêm hệ số thích hợp + Phối hợp phản ứng cho, nhận điện tử; hệ số cân tìm được; phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu + Cuối cân ngun tố lại (nếu có) phản ứng trao đổi Các thí dụ: Cân phản ứng sau theo phương pháp cân điện tử Thí dụ +7 +2 +2 KMnO4 + FeSO4 + Chất oxi hóa Chất khử H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + +7 K2SO4 + H2O +2 Mn +5e+2 2Fe +3 Mn (phản ứng khử) +3 -2e- (+4) 2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 2Fe (Phản ứng oxi hóa) (+6) 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 21 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Thí dụ 2: +8/3 +5 Fe3O4 + +3 HNO3 Chất khử +8/3 H2O +3 (+9) +2 + 3e- N (Phản ứng oxi hóa) 3Fe (+8) +5 3Fe3O4 + + Chất oxi hóa 3Fe - e- 3Fe3O4 + +2 Fe(NO3)3 + NO (Phản ứng khử) N HNO3 9Fe(NO3)3 + NO 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + + H2O 14H2O [ Trong 28 phân tử HNO3 tác chất, có phân tử chất oxi hóa thật sự, 27 phân tử tham gia trao đổi (tạo mơi trường axit, tạo muối nitrat)] Thí dụ 3: +2 -1 FeS2 + +3 O2 Chất oxi hóa Chất khử Pirit sắt, Sắt (II) pesunfua +2 -2 +4 -2 Fe2O3 + SO2 +3 2Fe -2e- (Phản ứng oxi hóa) 2Fe (+4) (+6) -22e- -1 +4 4S - 20e (Phản ứng oxi hóa) 4S (-4) (+16) -2 11 O + 4e- (Phản ứng khử) 2O (0) (-4) 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + t0 8SO2 Thí dụ 4: +2y/x +5 FexOy + HNO3 +3 +2 Fe(NO3)3 + NO + H2O Chất khử  Chất oxi hóa +2y/x xFe +3 - (3x-2y)e- (+2y) N (Phản ứng oxi hóa) (+3x) +5 (3x-2y) xFe +2 +3e- N (Phản ứng khử) 22 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! 3FexOy + (3x-2y)HNO3 3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + H2O 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O Thí dụ 5: +2y/x +5 MxOy + +n HNO3 chất khử  chất oxi hóa - (nx-2y) e- xM xM (+2y) + H2O (Phản ứng oxi hóa) (+nx) +5 (nx-2y) N2O +n +2y/x +1 M(NO3)n + +1 + 8e- 2N 2N (+10) (Phản ứng khử) (+2) 8MxOy + (2nx-4y)HNO3 8MxOy + (10nx-4y)HNO3 8xM(NO3)n + (nx-2y)N2O + H2O 8xM(NO3)n + (nx-2y)N2O + (5nx-2y)H2O [ (2nx - 4y) phân tử HNO3 chất oxi hóa thật sự, bị khử tạo (nx-2y) phân tử N2O; (10nx4y) - (2nx- 4y) = 8nx phân tử HNO3 tham gia trao đổi, tạo mơi trường axit, tạo muối nitrat, số oxi hóa N khơng đổi] Thí dụ 6: Al +5 + Chất khử (3x+8y) Al +5 xN +3 HNO3 Chất oxi hóa +2 Al(NO3)3 + xNO +1 + yN2O + H2O +3 -3e- Al +3xe- xN (Phản ứng oxi hóa) +2 (+5x) (Phản ứng khử) (+2x) + (3x+8y) e- +5 2yN +8ye- (+10y) (3x+8y)Al + (3x+6y)HNO3 (3x +8y)Al +(12x+30y)HNO3 (6x+15)H2O +1 2yN (Phản ứng khử) (+2y) (3x+8y)Al(NO3)3 + 3xNO + 3yN2O + H2O (3x+8y)Al(NO3)3 + 3xNO + 3yN2O + 23 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 7: +2y/x +2 FexOy +2m/n + CO Chất oxi hóa  Chất khử +2y/x +2m/n + (2ny-2mx)e- nxFe (+2mx) +2 +4 -2e- C nFexOy (Phản ứng khử) nxFe (+2ny) (ny-mx) +4 FenOm + CO2 t0 + (Phản ứng oxi hóa) C (ny-mx)CO xFenOm + (ny-mx)CO2 Thí dụ 8: +8/3 +5 Fe3O4 + Chất khử HNO3 Chất oxi hóa +8/3 (5x-2y) 3Fe (+8) +2y/x Fe(NO3)3 + NxOy + H2O +3 (Phản ứng oxi hóa) 3Fe - e- (+9) +5 +2y/x + (5x-2y)e- xN +3 xN (+5x) (Phản ứng khử) (+2y) (5x-2y)Fe3O4 + xHNO3 (15x-6y)Fe(NO3)3 + (5x-2y)Fe3O4 + (46x-18y)HNO3 NxOy + H2O (15x-6y)Fe(NO3)3 + NxOy + (23x-9y)H2O Thí dụ 9: -1 +6 +1 CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4 Chất khử Chất oxi hóa -1 C +1 2e- - (+12) (Phản ứng oxi hóa) C +3 +6 2Cr +3 CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + 6e- 2Cr xN (Phản ứng khử) (+6) 3CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4 3CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 3CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 3CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O 24 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 10: +7 C6H12O6 + Chất khử +4 MnO4- + Chất oxi hóa H+ 6C +4 24e- - (Phản ứng oxi hóa ) 6C (0) +7 (+24) +2 5e- + 24 Mn + 5C6H12O6 + 24MnO4 + H 5C6H12O6 + 24MnO 4- + 72H+ Thí dụ 11: +2 CO2 + Mn2+ + H2O +2 -1 (Phản ứng khử ) 24Mn2+ + H2O 24Mn2+ + 66H2O Mn 30CO2 + 30CO2 + +6 +3 H2SO4(đ, nóng ) FeS2 + Chất khử Fe2(SO4)3 + Chất oxi hóa +2 2Fe - +4 SO2 + H2O +3 2e- 2Fe (+4) (+6) -22e-1 4S +4 - 20e 4S (-4) (+6) +6 11 S + +4 2e- S 2FeS2 + 11H2SO4 Fe2(SO4)3 2FeS2 + 14H2SO4 Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 15SO2 + H2O + 14H2O Thí dụ 12: CnH2n + 1OH + K2Cr2O7 +H2SO4 CH3COOH + CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O (Cho biết số mol CH3COOH CO2 tạo nhau) Kết : CnH2n + 1OH + 5n K2Cr2O7 + 20n H2SO4 3n CH3COOH + 3n CO2 + 5n Cr2(SO4)3 + 5n K2SO4 + (23n +9) H2O 25 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 13: CxHyO + KMnO4 + HCl CH3-CHO + CO2 + MnCl2 + KCl + H2O (Cho biết số mol CH3-CHO với CO2 : 1) Kết : 15CxHyO + (2x+ 3y -6)KMnO4 + (6x +9y -18)HCl 5xCH3-CHO + 5xCO2 + (2x +3y -6)MnCl2 + (2x+3y -6)KCl + (-7x +12y -9)H2O Thí dụ 14: CnH2n -2 + KMnO4 + H2O KOOC-COOK + MnO2 + KOH Kết : 6CnH2n - + (10n -4)KMnO4 + (4 -4n) H2O 3nKOOC-COOK + (10n -4)MnO2 + (4n -4)KOH Thí dụ 15: Zn + H2SO4 (đ, nóng ) ZnSO4 + SO2 + H2S + H2O (Tỉ lệ số mol n SO2 : n H2S = a : b) Kết : (a+4b)Zn + (2a+5b)H2SO4 (a+4b)ZnSO4 + aSO2 + bH2S + (2a+4b)H2O Thí dụ 16: K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O Kết : 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O 26 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Ghi Phản ứng tự oxi hóa khử (Phản ứng tự oxi hóa tự khử) loại phản ứng oxi hóa khử đặc biệt, đóï chất vừa chất oxi hóa vừa chất khử có cho, nhận điện tử phân tử chất Nghĩa phân tử chất cho điện tử (đóng vai trò chất khử) đến phân tử khác chất (đóng vai trò chất oxi hóa) Trong thực tế thường gặp ngun tố phân tử có số oxi hóa thay đổi hệ số ngun đứng trước phân tử tác chất  Thí dụ : +4 +5 3NO2 Chất khử Chất oxi hóa + H2O +2 + 2HNO3 NO Axit nitric Nitơ oxit (2 phân tử NO2 cho điện tử, phân tử NO2 nhận điện tử) +4 +3 2NO2 + 2NaOH Chất oxi hóa i Chất khử +5 NaNO2 + Chất khử H2O Natri nitrit Natri nitrat (1 phân tử NO2 cho điện tử, phân tử NO2 nhận điện tử) H-CHO NaNO3 + + +1 H-CHO -1 O=CH-CH2-OH t0, Xt Chất oxi hóa (2H-CHO) Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử phản ứng oxi hóa khử đặc biệt, chất vừa chất oxi hóa, vừa chất khử có cho, nhận điện tử phân tử chất Thường gặp hai ngun tố khác phân tử có số oxi hóa thay đổi Nhưng có trường hợp ngun tố phân tử có số oxi hóa thay đổi (ngun tử cho điện tử ngun tử ngun tố phân tử nhận điện tử) Thí dụ : +7 -2 2KMnO4 Chất oxi hóa Chất khử +6 +6 t Chất oxi hóa Chất khử +6 t0 MnO2 + O2 +3 2K2CrO4 + Cr2O3 + 3/2O2 Kali cromat Crom(III) oxit (Cr nhận điện tử, O cho điện tử phân tử K2Cr2O7) +5 -2 2KClO3 Kali manganat Mangan đioxit Oxi (Mn nhận điện tử, O cho điện tử phân tử KMnO4) -2 K2Cr2O7 K2MnO4 + +4 -1 MnO2 , t0 2KCl + 3O2 27 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Chất oxi hóa Chất khử -1 + Cl2 2NaOH Chất oxi hóa Chất khử +1 NaCl + NaClO Natri clorua + H2O Natri hipoclorit (Ngun tử Cl cho điện tử ngun tử Cl phân tử Cl2 nhận điện) -2 -2 -3 CH2 = CH2 + H2O -1 CH3-CH2-OH H3PO4, t0, p Tâm oxi hóa T âm kh Bài tập 10 Cân phản ứng oxi hóa khử sau theo phương pháp cân điện tử: 1) Fe3O4 + H2SO4(đ, nóng ) 2) FexOy + H2 3) Ca3(PO4)2 + SiO2 + 4) MxOy + 5) NaCrO2 + 6) Zn t0 Fe2(SO4)3 + FenOm + H2O t0 P4 + C H2SO4(đ, nóng ) + Br2 + CO M2(SO4)n + NaOH HNO3(l) + NaBr xNO2 + H2O CaSiO3 SO2 + Na2CrO4 + Zn(NO3)2 + SO2 + yNO H2O + H2O + H2O Bài tập 10’ Cân phản ứng sau theo phương pháp thăng electron: 1) C12H22O11 2) CnH2n 3) Zn + + + 1CHO KNO3 MnO4- + H+ +KMnO4+H2SO4 + NaOH K2ZnO2 + Al + KNO2 + + 5) Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 6) CnHmO + KMnO4 + H2SO4 H2O CH3COOH + CO2 +MnSO4+K2SO4 +H2O (n CH3COOH : n CO2 = : 1) KOH 4) Mn2+ + CO2 + H2O NH3 + KAlO2 + H2O NaAlO2 + NH3 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2 O CH3CHO + CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O (n CH3CHO : n CO2 = : 1) 28 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! III PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ION - ĐIỆN TỬ Thực bước sau đây: + Viết phương trình phản ứng với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu chưa có phản ứng sẵn) + Tính số oxi hóa ngun tố có số oxi hóa thay đổi Nhận diện chất oxi hóa, chất khử + Viết dạng ion chất phân ly thành ion dung dịch (Chất khơng phân ly thành ion chất khơng tan, chất khí, chất khơng điện ly, để ngun dạng phân tử hay ngun tử) Tuy nhiên giữ lại ion hay phân tử chứa ngun tố có số oxi hóa thay đổi (ion hay phân tử chứa ngun tố có số oxi hóa khơng thay đổi bỏ đi) + Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (chính phản ứng oxi hóa, phản ứng khử) Viết ngun dạng ion hay phân tử, với số oxi hóa để bên Thêm hệ số thích hợp để số ngun tử ngun tố có số oxi hóa thay đổi hai bên + Cân số điện tử cho, nhận Số điện tử cho chất khử phải số điện tử nhận chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng chất khử phải số oxi hóa giảm chất oxi hóa) cách nhân hệ số thích hợp Xong cộng vế với vế phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử + Cân điện tích Điện tích hai bên phải Nếu khơng thêm vào ion H+ ion OH- tùy theo phản ứng thực mơi trường axit bazơ Tổng qt thêm H+ vào bên có axit (tác chất sản phẩm); Thêm OH- vào bên có bazơ Thêm H2O phía ngược lại để cân số ngun tử H (cũng cân số ngun tử O) + Phối hợp hệ số phản ứng ion vừa cân xong với phản ứng lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu (Chuyển phản ứng dạng ion trở lại thành dạng phân tử) + Cân ngun tố lại, có, phản ứng trao đổi 29 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Các thí dụ: Cân phản ứng sau theo phương pháp cân ion - điện tử: Thí dụ 1: +7 KMnO4 + +2 +2 FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Chất oxi hóa MnO4 _ Chất khử Fe2+ + Mn2+ +7 - + 5e - Mn2+ +2 (Phản ứng khử ) +3 2Fe2+ 2Fe 3+ + +2 MnO4 + +3 2e- - 2Fe3+ (+4) (Phản ứng oxi hóa ) (+6) 2MnO4- 10Fe2+ + 2Mn2+ + Điện tích : 2(-1) + 10(+2) +18 + 16H+ 2KMnO4 + 10Fe2(SO4)3 + 8H2SO4 10Fe3+ 2(+2) + 10(+3) +34 + 8H2O 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Thí dụ 2: +7 +4 KMnO4 + +6 K2SO3 + Chất oxi hóa SO32- +7 + K2MnO4 + K2SO4 + H2O Chất khử MnO4- + KOH +6 MnO42- + SO42- +6 MnO4- + e MnO42- - +4 (Phản ứng khử ) +6 - SO32- 2MnO4- + Điện tích : 2(-1) 2e- (Phản ứng oxi hóa ) SO42- SO32- + 1(-2) -4 2MnO4- + SO32- + 2OH- 2KMnO4 + K2SO4 + 2KOH SO4 2- 2MnO42- + 2(-2) + 1(-2) -6 2MnO42- + 2K2MnO4 + SO42- + H2O K2SO4 + H2O 30 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 3: +8/3 +6 +3 H2SO4(đ, nóng ) + Fe3O4 Chất khử SO42- + 2Fe3O4 2Fe3+ 2e- - 6Fe3+ (+16) +6 + H2O SO2 (Phản ứng oxi hóa ) (+18) +4 - SO42- + 2e 2Fe3O4 + SO42- SO2 6Fe3+ (Phản ứng khử ) + SO2 Điện tích : 6(+3) + 1(0) +18 + 10 H2O 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O 2(0) + 1(-2) -2 + 20 H+ 10H2SO4(đ, nóng ) 2Fe3O4 + SO2 + +3 +8/3 Điện tích : + Chất oxi hóa Fe3O4 + +4 Fe2(SO4)3 Thí dụ 4: Al +5 + Chất khử Al + +3 KNO3 + KOH + -3 KAlO2 H2O + NH3 Chất oxi hóa NO3- AlO2- + 3e- - AlO2- +5 NH3 +3 Al + -3 8e- NH3 8Al + 3NO3- 8AlO2- NO3- + Điện tích : 8(0) + 3(-1) -3 + 5OH- + 2H2O 8Al + 3KNO3 + 5KOH + 2H2O + 3NH3 Điện tích : 8(-1) + 3(0) -8 8KAlO2 + 3NH3 31 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 5: +7 +4 KMnO4 + Chất oxi hóa MnO4- + H2O SO32- KOH 3e- + SO42- MnO2 + +4 MnO2 +4 +6 MnO2 + K2SO4 + Chất khử MnO4- + +7 +4 K2SO3 + +6 SO3 2e- - 2- 2MnO4- + SO42- 3SO32- 2MnO2 + Điện tích : 2(-1) + 3(-2) -8 +H2O 2KMNO4 + 3SO42- Điện tích : 3(-2) -6 + OH- 3K2SO3 + H2O 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH Thí dụ 6: +5 Mg + Chất khử Mg 25 Mg +2 HNO3 Chất oxi hóa NO3- + Mg2+ + +1 3NO + 2N2O + H2O +2 - 2e- Mg2+ +5 3NO3- + +2 Mg(NO3)2 + NO + N2O + H2O (Tỉ lệ số mol: n NO : n N2O = : 2) (Phản ứng oxi hóa ) +2 9e- 3NO (Phản ứng khử ) (+6) (+15) 25e- +5 4NO3- + 16e- + 14NO3- Điện tích : 14(-1) -14 + 64H+ 25Mg + (Phản ứng khử ) (+4) (+20) 25Mg +1 2N2O 64HNO3 25Mg2+ + 6NO + 4N2O Điện tích : 25(+2) +50 + 32H2O 25Mg(NO3)2 + 6NO + 4N2O + 32H2O 32 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 7: -2 +7 CnH2n + (2n - n)/n KMnO4 + H2O Chất khử  Chất oxi hóa CnH2n + MnO4 - CnH2n(OH)2 CnH2n(OH)2 -2 + + MnO2 + KOH MnO2 (2 - 2n)/n CnH2n + -(2-2n+2n)e- +4 CnH2n(OH)2 (-2n) (2-2n) + +7 MnO4- 3CnH2n Điện tích : +4 3e- + MnO2 2MnO4- + 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 Điện tích : 3(0) + 2(0) + OH- 2(-1) -2 + 4H2O 3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH Thí dụ 8: +3 -1 FeCl3 + Fe3+ + Chất oxi hóa Chất khử I- +3 + + FeCl2 Fe2+ + I2 + KCl I2 +2 Fe3+ + e- Fe2+ - 2e- -1 (Phản ứng khử ) 2I(-2) (Phản ứng oxi hóa ) I2 (0) 2Fe3+ + Điện tích : 2(+3) + 2(-1) +4 2FeCl3 +2 KI + 2KI 2I- 2Fe2+ + I2 Điện tích : 2(+2) + 1(0) +4 2FeCl2 + I2 + 2KCl 33 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 9: +6 +4 Cr2O72- + +3 SO32- + Chất oxi hóa H+ +6 Cr3+ + SO42- + H2O Chất khử +6 +3 Cr2O72- 6e- + 2Cr3+ (+12) +4 + (Phản ứng khử ) (+6) +6 SO32- 2e- - Cr2O72- + SO42- 3SO32- Điện tích : -2 + 3(-2) -8 (Phản ứng oxi hóa ) 2Cr3+ 3SO42- + Điện tích : 2(+3) + 3(-2) + H+ Cr2O72- + 3SO32- + + 4H2O H+ 2Cr3+ + 3SO42- + 4H2O Bài tập 11 Cân phản ứng sau theo phương pháp cân ion - điện tử: 1) KMnO4 + KNO2 + H2SO4 2) Zn + HNO3 3) Zn + KNO3 + 4) Cr2O72- + 5) Mg + MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + Zn(NO3)2 + NO2 + NO + H2O (Tỉ lệ thể tích:: VNO2 : VNO = : 3) KOH K2ZnO2 + Fe2+ + H+ NO3- + H2O Cr3+ + H+ Mg2+ + NH3 + Fe3+ + NH4+ H2O H2O + H2O Bài tập 11’ Cân phản ứng sau theo phương pháp cân ion - điện tử: 1) Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + SO2 + H2S + H2O (Tỉ lệ số mol: nSO2 : nH2S = x : y) 2) FeO + HNO3 Fe(NO3)3 + 3) C6H12O6 + MnO4- + H+ 4) KMnO4 + K2SO3 + KHSO4 5) NaCrO2 + Br2 + 6) Fe2+ + SO42+ + H+ NaOH NO + H2O CO2 + Mn2+ + MnSO4 + Na2CrO4 + Fe3+ + SO2 + H2O K2SO4 + NaBr + H2O H2O H2O 34 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! III.3 CÂN BẰNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ Thực bước sau: + Viết phương trình phản ứng xảy với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu u cầu bổ sung phản ứng cân bằng) + Đặt hệ số chữ a, b, c, d, đứng trước chất phản ứng + Lập hệ phương trình tốn học liên hệ hệ số với ngun tắc số ngun tử ngun tố bên tác chất bên sản phẩm Nếu phản ứng dạng ion đặt thêm phương trình tốn điện tích bên tác chất bên sản phẩm + Giải hệ phương trình tốn Thường số phương trình tốn lập phương trình so với số ẩn số Tuy nhiên ta chọn hệ số Do có số phương trình tốn số ẩn số, nên giải Sau đó, cần, ta nhân tất nghiệm số tìm với số thích hợp để hệ số số ngun Các thí dụ: Cân phản ứng sau theo phương pháp đại số Thí dụ 1: KMnO4 + HCl aKMnO4 + bHCl K: a=e (1) Mn : a=c (2) O: 4a = f (3) H: b = 2f (4) Cl : b = 2c + 2d + e MnCl2 + cMnCl2 + Cl2 + dCl2 + KCl + eKCl H2O + fH2O (5) (Có hệ phương trình, ẩn số) Chọn e = (1)  a = (2)  c = (3)  f = (4)  b = (5)  d = (b - 2c - e) = [ - 2(1) - 1] = 2 Nhân nghiệm số với  a=2 b = 16 c=2 d=5 e =2 f=8  2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O 35 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Thí dụ 2: Cl2 + KOH(â) aCl2 + Cl : K: O: H: t0 bKOH 2a = c + d b =c+d b = 3d + e b = 2e KCl cKCl + + KClO3 + H2O dKClO3 + eH2O (1) (2) (3) (4) (Có hệ phương trình tốn, ẩn số ) Chọn e = (4)  b = ; (3)  d = 1/3 ; (2)  c = 5/3 ; (1)  a = Nhân nghiệm số tìm với  3Cl2 + 6KOH(â) Thí dụ 3: Mg + t0  a = b = c = d = e = 5KCl + KClO3 + 3H2O HNO3(rất lỗng) Mg(NO3)2 + aMg + bHNO3(rất lỗng) Mg : a = c H: b = 4d + 2e N: b = 2c + 2d O : 3b = 6c + 3d + e NH4NO3 + H2O cMg(NO3)2 + dNH4NO3 + eH2O (1) (2) (3) (4) Chọn c = (1)  a = So sánh (2), (3)  4d + 2e = 2c + 2d  2d + 2e = 2c  2d + 2e = 2(1)  2d + 2e =  d + e = (2’) So sánh (3), (4)  3(2c + 2d) = 6c + 3d + e  6c + 6d = 6c + 3d + e  3d - e = (3’) Hệ phương trình (2'), (3'), ẩn số e, d: d+e=1 3d - e = Giải  d= e= 4 (2’) (3’) (3)  b = 2(1) + 2( )= 36 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!!  Nhân tất nghiệm với a=4 b = 10 c=4 d=1 e=3  4Mg + 10HNO3(rất lỗng) Thí dụ 4: Cu aCu + + NO3- + bNO3- + Cu : a=d N: b=e O: 3b = e + f H: c = 2f Điện tích : -b + c = +2d Chọn e = (2)  b = (3)  f = (4)  c = (5)  d = 3/2 (1)  a = 3/2 4Mg(NO3)2 + H+ Cu2+ cH+ dCu2+ + 2NO3- + + NO + H2O + eNO + fH2O 3H2O (1) (2) (3) (4) (5)  Nhân tất nghiệm số tìm với  3Cu NH4NO3 + 8H+ 3Cu2+ + a=3 b=2 c=8 d=3 e=2 f=4 2NO + 4H2O Thí dụ 5: C12H22O11 + aC12H22O11 + MnO4- + bMnO4- + C: 12a = d H: 22a + c = 2f O: 11a + 4b = 2d + f Mn : b = e Điện tích : -b + c = +2e H+ CO2 + cH+ dCO2 + Mn2+ + eMn2+ + H2O fH2O (1) (2) (3) (4) (5) Chọn e = 37 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! (4)  b = (5) c = Thế d = 12a (1); b = vào (3)  11a + 4(1) = 2(12a) + f  13a + f = (3’)  -22a + 2f = (2’) Thế c = vào (2)  22a + = 2f Hệ phương trình (2'), (3'), ẩn số a, f: -22a + 2f = 13a +f = (2’) (3’) Giải  127 a= ; f= 48 48 (1)  d = 12( ) = 60 48 48 Nhân tất nghiệm số với 48  a b c d e  5C12H22O11 + 48MnO4- + 144H+ Thí dụ 6: FexOy + aFexOy + Fe : O: H: Cl : HCl FeCl2 + bHCl xa = c + d ya = e b = 2e b = 2c + 3d =5 = 48 = 144 = 60 = 48 f = 127 60CO2 + 48Mn2+ + 127H2O cFeCl2 + FeCl3 + H2O dFeCl3 + eH2O (1) (2) (3) (4) Chọn e = (3)  b = (2)  a = Giải  c= 3x -2 Thế a, b vào (1), (4)  y ; c + d = x y 2c + 3d = d=2- (1’) (4’) 2x y y Nhân tất nghiệm số với y  a=1 b = 2y c = 3x - 2y d = 2y - 2x e=y 38 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!!  FexOy + 2yHCl (3x - 2y)FeCl2 + (2y - 2x)FeCl3 + Thí dụ 7: Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 aNa2SO3 + bKMnO4 + cNaHSO4 Na : 2a + c = 2d S: a + c = d + e +f O: 3a + 4b + 4c = 4d + 4e + 4f + g K: b = 2f Mn : b =e H: c = 2g Chọn f = (4)  b = (5)  e = Thế c = 2g e =2 f =1 b =2 yH2O Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O dNa2SO4 + eMnSO4 + fK2SO4 + gH2O (1) (2) (3) (4) (5) (6) (Hệ phương trình, ẩn số) vào (1), (2), (3)  phương trình, ẩn số a, d, g (1)  2a + 2g = 2d  a+g=d (2)  a + 2g = d + +1  a + 2g -3 = d (3)  3a + + 8g = 4d + + + g  3a + 7g - = 4d (1’) (2’) (3’) (2’) - (1’)  loại a, d  g = (1’)  a - d = -3 (1’’) (3’)  3a - 4d = -17 (3’’) Giải hệ hai phương trình (1’’), (3’’)  a = ; d = (6)  c = Tìm nghiệm số: a=5; b=2; c=6; d=8; e=2; f=1; g=  5Na2SO3 + 2KMnO4 + 6NaHSO4 8Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O Bài tập 12 Cân phản ứng sau theo phương pháp đại số: a Al + NO2- + OH- + H2O b MxOy + HBr c Fe3O4 + HNO3 d FeS2 + MBr2 + H2SO4(đ, nóng ) AlO2- + MBr3 + NH3 H2O Fe(NO3)3 + NO + H2O Fe2(SO4)3 + SO + H2O 39 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Bài tập 12’ Cân phản ứng sau theo phương pháp đại số: a FeO + b MxOy + H2SO4(đ, nóng ) HNO3 c NO2- + MnO4- + d FexOy + CO Fe2(SO4)3 + M(NO3)n + H+ t0 NO NO3- + FemOn + SO2 + + H2O H2O Mn2+ + H2O CO2 CÂU HỎI ƠN PHẦN III Nêu ngun tắc chung để cân phản ứng oxi hóa khử Tại gọi phản ứng cho điện tử phản ứng oxi hóa? Tại gọi phản ứng nhận điện tử phản ứng khử? Tại nói nhận diện chất oxi hóa, chất khử góp phần cân phản ứng oxi hóa khử dễ dàng hơn? Sử dụng phương pháp cân đại số trường hợp nào? +3 Khi Fe3+ , Fe , Fe(III) có khác khơng? Cho thí dụ minh họa Phản ứng oxi hóa nội phân tử phản ứng nào? Cho hai thí dụ minh họa Thế phản ứng tự oxi hóa khử? Cho hai thí dụ Phân biệt phản ứng tự oxi hóa khử với phản ứng oxi hóa khử nội phân tử Cho thí dụ minh họa +7 +4 Hãy cho biết ý nghĩa viết:: Mn, Mn, Mn, Mn(II), Mn(VII), Mn2+, MnO4Hãy tóm gọn giai đoạn để cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân điện tử Cho thí dụ minh họa phản ứng cụ thể Hãy viết gọn giai đoạn để cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân ion - điện tử Cho thí dụ 40 H\ HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Nêu bước để cân phản ứng theo phương pháp đại số Cho thí dụ minh họa Cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân ion - điện tử nhanh trường hợp nào? Cho thí dụ minh họa Trong phương pháp cân ion - điện tử khơng biết phản ứng thực mơi trường axit hay bazơ làm để cân điện tích? Cho thí dụ Cân phản ứng sau theo ba phương pháp (cân điện tử, cân ion - điện tử đại số) Nhận xét ưu, khuyết điểm phương pháp a Cu + NO3- + b Cl2 + H+ Cu2+ + KOH(â) t0 c FexOy + HCl d K2SO3 + e FexOy + FeCl2 + KMnO4 + CO KCl t0 NO + + KClO3 + FeCl3 + KHSO4 FenOm + H2O H2O H2O K2SO4 + MnSO4 + H2O CO2 Khi khơng viết chất dạng ion? Cho thí dụ Trong phương pháp cân đại số có nhận diện chất oxi hóa, chất khử hay khơng? Có thiết phải làm bước hướng dẫn cân phản ứng oxi hóa khử hay khơng? Chú ý: Chỉ đầu u cầu cân theo phương pháp cụ thể ta thực giai đoạn để cân phản ứng theo phương pháp u cầu Còn đầu khơng u cầu theo phương pháp (như tốn hóa học) ta cân theo cách được, nhanh tốt Thường ta thực trực tiếp phản ứng vừa viết với ngun tắc số oxi hóa tăng số oxi hóa giảm Theo chương trình phổ thơng, ý phương pháp cân điện tử 41 ... để cân phản ứng oxi hóa khử Tại gọi phản ứng cho điện tử phản ứng oxi hóa? Tại gọi phản ứng nhận điện tử phản ứng khử? Tại nói nhận diện chất oxi hóa, chất khử góp phần cân phản ứng oxi hóa khử. .. gọn giai đoạn để cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân điện tử Cho thí dụ minh họa phản ứng cụ thể Hãy viết gọn giai đoạn để cân phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp cân ion - điện tử... 26 H HỌC,HỌC NỮA,HỌC MÃI !!! Ghi Phản ứng tự oxi hóa khử (Phản ứng tự oxi hóa tự khử) loại phản ứng oxi hóa khử đặc biệt, đóï chất vừa chất oxi hóa vừa chất khử có cho, nhận điện tử phân tử chất