Cách 1 : Viết mọi phương trình biểu diễn sự thay đổi số oxi hoá, chú ý sự ràng buộc hệ số ở hai vế của phản ứng và ràng buộc hệ số trong cùng phân tử. Cách 2 : Nếu một phân tử có nhiều[r]
(1)Nội dung 1: Số oxi hoá, cách tính số oxi hóa ngun tố hợp chất hóa học
oSố oxi hóa nguyên tố phân tử điện tích nguyên tử nguyên tố phân tử, giả thiết liên kết nguyên tử phân tử liên kết ion
oQuy tắc tính số oxi hóa:
• Trong đơn chất, số oxi hóa ngun tố 0:
• Tổng đại số số oxi hố nguyên tử phân tử (trung hoà điện)
• Tổng đại số số oxi hố nguyên tử ion phức tạp điện tích ion
•Khi tham gia hợp chất, số oxi hố số ngun tố có trị số không đổi: H +1, O -2 …
oChú ý: Dấu số oxi hoá đặt trước số, cịn dấu điện tích ion đặt sau số (số oxi hóa Fe+3 ; Ion sắt (III) ghi: Fe3+
Nội dung 2: Các phương pháp cân phản ứng oxi hoá khử
Phương pháp 1: Phương pháp đại số
oNguyên tắc:
Số nguyên tử nguyên tố hai vế phải oCác bước cân
Đặt ẩn số hệ số hợp thức Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân nguyên tố lập phương trình đại số
Chọn nghiệm tùy ý cho ẩn, dùng hệ phương trình đại số để suy ẩn số lại
Ví dụ: a FeS2 + b O2→ c Fe2O3 + d SO2 Ta có: Fe : a = 2c
S : 2a = d
O : 2b = 3c + 2d Chọn c = a=2, d=4, b = 11/2
Nhân hai vế với ta phương trình: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
Phương pháp 2: phương pháp cân electron
oNguyên tắc: dựa vào bảo toàn electron nghĩa tổng số electron chất khử cho phải tổng số electron chất oxi hóa nhận
oCác bước cân bằng:
(2)Bước 2: Viết q trình: khử (cho electron), oxi hóa (nhận electron)
Bước 3: Cân electron: nhân hệ số để:
Tổng số electron cho = tổng số electron nhận (tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng)
Bước 4: Cân ngun tố khơng thay đổi số oxi hố (thường theo thứ tự:
kim loại (ion dương): gốc axit (ion âm)
môi trường (axit, bazơ)
nước (cân H2O để cân hiđro) Bước 5: Kiểm soát số nguyên tử oxi vế (phải nhau)
oLưu ý:
Khi viết q trình oxi hố trình khử nguyên tố, cần theo số qui định nguyên tố
oVí dụ:
Fe + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Fe0 → Fe+3 + 3e
x 2Fe0 → 2Fe+3 + 6e x S+6 + 2e → S+4
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H20
Phương pháp 3: phương pháp cân ion – electron
oPhạm vi áp dụng: trình xảy dung dịch, có tham gia mơi trường (H2O, dung dịch axit bazơ tham gia) oCác nguyên tắc:
•Nếu phản ứng có axit tham gia: vế thừa O phải thêm H+ để tạo H2O ngược lại
•Nếu phản ứng có bazơ tham gia: vế thừa O phải thêm H2O để tạo OH-
Các bước tiến hành:
Bước 1: Tách ion, xác định nguyên tố có số oxi hóa thay đổi viết nửa phản ứng oxi hóa – khử
Bước 2: Cân bán phản ứng:
(3)Thêm H2O để cân số nguyên tử hiđro
Kiểm soát số nguyên tử oxi vế (phải nhau)
Cân điện tích: thêm electron vào nửa phản ứng để cân điện tích
Bước 3: Cân electron: nhân hệ số để:
Tổng số electron cho = tổng số electron nhận (tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng)
Bước 4: Cộng nửa phản ứng ta có phương trình ion thu gọn
Bước 5: Để chuyển phương trình dạng ion thu gọn thành phương trình ion đầy đủ phương trình phân tử cần cộng vào vế lượng cation anion để bù trừ điện tích
Ví dụ: Cân phương trình phản ứng: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
Bước 1: Cu + H+ + NO3- → Cu2+ + 2NO3- + NO + H2O Cu0 → Cu2+
NO3- → NO Bước 2: Cân nguyên tố: Cu → Cu2+ NO3- + 4H+ → NO + 2H2O Cân điện tích
Cu → Cu2+ + 2e
NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O Bước 3: Cân electron:
x Cu → Cu2+ + 2e
x NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O
Bước 4: 3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Bước 5: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O
Nội dung 3: Các dạng phản ứng oxi hóa khử phức tạp
1 Phản ứng oxi hố khử có hệ số chữ oNgun tắc:
Cần xác định tăng giảm số oxi hố ngun tố Ví dụ:
(4)1 x xN+5 + (5x – 2y)e → xN+2y/x
(5x-2y)Fe3O4+ (46x-18y)HNO3 → (15x-6y)Fe(NO3)3+NxOy+(23x-9y)H2O
2 Phản ứng có chất hóa học tổ hợp chất khử oNguyên tắc :
Cách : Viết phương trình biểu diễn thay đổi số oxi hoá, ý ràng buộc hệ số hai vế phản ứng ràng buộc hệ số phân tử
Cách : Nếu phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hố có thể xét chuyển nhóm tồn phân tử, đồng thời ý ràng buộc vế sau
Luyện tập: Cân phản ứng sau : FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2 Fe+2 → Fe+3 + 1e 2S-1 → 2S+4 + 2.5e
x FeS2 → Fe+3 +2S+4 + 11e 11 x 2O0 + 4e → 2O
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
Phản ứng có nguyên tố tăng hay giảm số oxi hoá nhiều nấc o Nguyên tắc :
• Cách : Viết phương trình thay đổi số oxi hố, đặt ẩn số cho nấc tăng, giảm số oxi hoá
• Cách : Tách thành hai hay nhiều phương trình ứng với nấc số oxi hóa tăng hay giảm
Ví dụ: Cân phản ứng sau:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O Cách 1: (3x + 8y) x Al0 → Al+3 + 3e
(5)(3x+8y)Al
+(12x+30y)HNO3→(3x+8y)Al(NO3)3+3xNO+3yNO2+(6x+15y)H2 O
Cách 2: Tách thành phương trình :
a x Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
b x 8Al + 30 HNO3 → 8Al(NO3)3 +3N2O + 15H2O (a+8b)Al + (4a+30b)HNO3 → (a+8b)Al(NO3)3 + a NO + 3b N2O+(2a+15b)H2O
4 Phản ứng không xác định rõ mơi trường oNgun tắc:
•Có thể cân nguyên tố phương pháp đại số qua trung gian phương trình ion thu gọn
•Nếu gom nhiều phản ứng vào, cần phân tích để xác định giai đoạn oxi hóa khử
Ví dụ: Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2 Al + H20 → Al(OH)3 + H2
x Al0 → Al+3 + 3e x 2H+ + 2e → H2
2Al + 6H20 → 2Al(OH)3 + H2 (1) 2Al(OH)3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + 4H20 (2) Tổng hợp phương trình trên: