Cac-phuong-phap-can-bang-hay

Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử PHẦN A : PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn chủ đề : Trong giảng dạy học tập môn hóa học, việc viết cân phương trình phản ứng đóng vai trị quan trọng Bởi viết cân việc tính tốn xác tiết kiệm thời gian Nhưng để hiểu, nhớ vận dụng cách tốt hiệu khơng phải điều đơn giản Thực tế cho thấy, cách tốt để em hiểu vận dụng kiến thức học giải tập Nhưng có vấn đề đặt nhiều tập nên em giải hết Các em làm quen thuộc lúng túng gặp tập không khó, ngun nhân em khơng nhìn dạng tốn, chưa có nhìn hệ thống phương pháp giải cho dạng tập Nếu hệ thống hóa lý thuyết đưa phương pháp giải cho dạng tập học sinh dễ dàng tiếp thu bài, hiểu rõ đặc biệt, có khã vận dụng kiến thức học để giải tập liên quan Từ thực tế đó, tơi định chọn chủ đề : “Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử” Tuy phần nhỏ giới rộng lớn tập hóa học nói chung tơi nghĩ đáp ứng phần yêu cầu dạng tập chương trình hóa học THPT II Mục đích chủ đề : Nhằm giúp học sinh có nhìn hệ thống lý thuyết tập Hóa học dạng tốn cân phản ứng oxi hóa khử chương trình Hóa học phổ thơng, từ khơng giúp em giải tốt tập dạng mà tạo điều kiện nâng cao hiệu giảng dạy trường phổ thông III Nhiệm vụ chủ đề : Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử  Nghiên cứu sở lý luận tập Hóa học  Tóm tắt lý thuyết, phân loại phương pháp để cân phản ứng oxi hóa khử IV Khách thể đối tượng nghiên cứu :  Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học Hóa học trường trung học phổ thông  Đối tượng nghiên cứu: Bài tập cân phản ứng oxi hóa khử V Phạm vi nghiên cứu : Chương trình Hóa học trung học phổ thơng: Chương trình hóa hữu lớp 10 VII Giả thuyết khoa học : Nếu hiểu rõ lý thuyết, nắm vững phương pháp giải tập để cân phản ứng oxi hóa khử chương trình Hóa học THPT giúp giáo viên học sinh hệ thống hóa và hiểu sâu sắc dạng tập này, bước khởi dầu vững cho việc dạy học mơn hóa trường THPT VIII Phương tiện phương pháp nghiên cứu : Phương tiện :  Các tài liệu liên quan đến lý thuyết tập Hóa học cân phản ứng oxi hóa khử  Các phương tiện thông tin: Internet Phương pháp :  Đọc tài liệu, phân tích tổng hợp lý thuyết đề xuất phương pháp giải  Đưa dạng tập tiêu biểu để minh họa sau có tập tượng tự Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử PHẦN B : XÂY DỰNG NỘI DUNG LÝ THUYẾT I Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử : Số oxi hóa : Để thuận tiện xem xét phản ứng oxi hoá - khử tính chất nguyên tố, người ta đưa khái niệm số oxi hố (cịn gọi mức oxi hố hay điện tích hố trị) Số oxi hố điện tích quy ước mà ngun tử có giả thuyết cặp e liên kết (do nguyên tử góp chung) chuyển hồn tồn phía ngun tử có độ âm điện lớn Quy tắc xác định số oxi hóa : - Tổng đại số số oxi hoá nguyên tử phân tử trung hoà điện - Tổng đại số số oxi hoá nguyên tử ion phức tạp điện tích ion Ví dụ ion HSO-4, số oxi hoá H +1, O -2 S +6 + + (-2 4) = - - Trong đơn chất, số oxi hố ngun tử Ví dụ: Trong Cl2, số oxi hoá Cl - Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá số ngun tố có trị số khơng đổi sau + Kim loại kiềm +1 + Kim loại kiềm thổ +2 + Oxi ( trừ peoxit - 1) - + Hiđro ( trừ hiđrua kim loại - 1) - + Al thường +3 Chú ý: Dấu số oxi hố đặt trước giá trị, cịn dấu ion đặt sau giá trị Ví dụ: Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử : - Phản ứng oxi hố - khử phản ứng có trao đổi e nguyên tử ion chất tham gia phản ứng, làm thay đổi số oxi hố chúng Ví dụ: - Chất nhường e gọi chất khử (hay chất bị oxi hoá) Chất thu e gọi chất oxi hoá (hay chất bị khử) - Quá trình kết hợp e vào chất oxi hoá gọi khử chất oxi hố Q trình tách e khỏi chất khử gọi oxi hố chất khử: Các phương trình phản ứng oxi hóa khử thường gặp : Để viết phản ứng oxi hóa khử cần biết số chất oxi hóa số chất khử thường gặp Chất oxi hóa sau bị khử tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng); chất khử sau bị oxi hóa tạo thành chất khử liên hợp (chất khử tương ứng) Ta phải biết chất khử chất oxi hóa tương ứng viết phản ứng oxi hóa khử Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử  Các chất oxi hóa thường gặp : - Các hợp chất mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4-, MnO42-, MnO2) +7 +6 +4 - KMnO4, K2MnO4, MnO2 môi trường axit (H) thường bị khử thành muối Mn2+ Thí dụ: +7 KMnO4 +2 +2 +3 + 10 FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2 O Kali pemanganat Sắt (II) sunfat Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat Thuốc tím (Chất oxi hóa) (Chất khử) - KMnO4 mơi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit (MnO2) Thí du: +7 2KMnO4 +4 + +4 4K2SO3 + H2O → Kali pemanganat Kali sunfit (Chất oxi hóa) +6 MnO2 + K2SO4 + KOH Man ganđioxit Kali sunfat (Chất khử) - KMnO4 môi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4 Thí dụ: +7 KMnO4 +4 + K2SO3 +6 + KOH → K2MnO4 Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 +4 + K2SO4 + H2O Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Kali pemanganat Kali sunfit (Chất oxi hóa) Kali manganat Kali sunfat (Chất khử) - Hợp chất crom: K2Cr2O7; K2CrO4 (Cr2O72-; CrO42-) K2Cr2O7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K2CrO4 (Kali cromat) môi trường axit (H+) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr3+) Thí dụ: +6 +2 +3 +3 K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Kali đicromat Sắt (II) sunfat Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat (Chất oxi hóa) (Chất khử) Trong mơi trường trung tính, muối cromat (CrO42-) thường bị khử tạo crom (III) hiđroxit (Cr(OH)3) Thí dụ: +6 2KCrO4 -2 + 3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH Kali cromat Amoni sunfua (Chất oxi hóa) +3 Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh (Chất khử) - Axit nitric (HNO3), muối nitrat môi trường axit (NO3-/H+) +5 +4 Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử - HNO3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO2 Các chất khử thường bị HNO3 oxi hóa là: Các kim loại, oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe3O4), số phi kim (C, S, P), số hợp chất phi kim có số oxi hóa thấp hay trung gian (H2S, SO2, SO32-, HI), số hợp chất kim loại kim loại có số oxi hóa trung gian (Fe2+, Fe(OH)2 Thí dụ: +5 Fe +3 +4 + HNO3 (đ, nóng) → Fe(NO3)3 Sắt Axit nitric + Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) NO2 + H2O Nitơ đioxit (Khí có mùi hắc, màu nâu) - HNO3 loãng thường bị khử thành NO (khí nitơ oxit) Các chất khử thường gặp là: kim loại, oxit kim loại hay hợp chất kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2+), số phi kim (S, C, P), số hợp chất phi kim phi kim có số oxi hố thấp có số oxi hóa trung gian (NO2-, SO32-) Thí dụ: +5 Fe + Bột sắt 4HNO3(l) +3 → Axit nitric (loãng) +2 Fe(NO3)3 + Sắt (III) nitrat (Chất khử) (Chất oxi hóa) NO + 2H2O Nitơ oxit (Khí khơng có, khơng khơng có màu) - Muối nitrat môi trường axit (NO3-/H+) giống HNO3 lỗng, nên oxi hóa kim loại tạo muối, NO3- bị khử tạo khí NO, đồng thời có tạo nước (H2O) Thí dụ: +5 2NO3- + 8H+ → +2 +2 3Cu2+ + 2NO + 3Cu + Đồng Muối nitrat môi trường axit Muối đồng (II) Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 4H2O Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử (Chất khử) (Chất oxi hóa) (Dung dịch có màu xanh lam) Khí NO khơng màu kết hợp với O2 (của khơng khí) tạo khí NO2 có màu nâu đỏ - Axit sunfuric đậm đặc nóng, H2SO4(đ, nóng); Khí sunfurơ (SO2) +6 +4 - H2SO4 (đ, nóng) thường bị khử tạo khí SO2 Các chất khử thường tác dụng với H2SO4(đ, nóng) là: kim loại, hợp chất kim loại số oxi hóa trung gian (như FeO, Fe3O4), số phi kim (như C, S, P), số hợp chất phi kim (như HI, HBr, H2S) Thí dụ: Cu +6 + Đồng (Chất khử) 2H2SO4(đ, nóng) +2 → Axit sunfuric (đặc, nóng) CuSO4 +4 + SO2 + 2H2O Đồng (II) sunfat Khí sunfurơ (Chất oxi hóa) Các kim loại mạnh Mg, Al, Zn khơng khử H2SO4 đậm đặc, nóng thành SO2 mà cịn thành S, H2S H2SO4 đậm đặc lỗng bớt bị khử tạo lưu huỳnh (S) hay hợp chất lưu huỳnh có số oxi hóa thấp (H2S) Nguyên nhân tính chất kim loại mạnh nên dễ cho điện tử (để H2SO4 nhận nhiều điện tử) H2SO4 đậm đặc nên khơng oxi hóa tiếp S, H2S - Khí sunfurơ (SO2) oxi hóa chất khử mạnh hợp chất phi kim có số oxi hố thấp (như H2S, CO), số phi kim (như H2, C), kim loại mạnh (như Na, K, Ca, Ba, Mg) Nếu SO2 chất oxi hóa thường bị khử tạo S Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử +4 -2 SO2 + H 2S Khí sunfurơ → S + Khí hiđro sunfua (Chất oxi hóa) Khí mùi hắc H2 O Lưu huỳnh (Chất khử) Khí có mùi trứng thúi Chất rắn, màu vàng nhạt Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 loãng a xit thơng thường (tác nhân oxi hóa H+), dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng axit có tính oxi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa SO42-) Trong dung dịch HNO3 kể đậm đặc lẫn loãng axit có tính o xi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa NO3Thí dụ: +6 Fe + H2SO4(l) + FeSO4 + 6H2SO4(đ, nóng) → → + NO + +3 6HNO3(đ, nóng) → + 3SO2 + 6H2O +2 Fe(NO3)3 +5 +4 Fe2(SO4)3 +3 + 4HNO3(l) + H2 +3 +5 Fe → +6 2Fe Fe +2 Fe(NO3)3 2H2O +4 + 3NO2 + 3H2O Ba kim loại Al, Fe, Cr khơng bị hịa tan dung dịch H2SO4 đậm đặc nguội (cũng dung dịch HNO3 đậm đặc nguội) (bị thụ động hóa, trơ) - Ion H+ Ion H+ axit thơng thường oxi hóa kim loại đứng trước H dãy Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử + điện hóa Ion H bị khử tạo khí H2, cịn kim loại bị khử tạo muối tương ứng (ion kim loại) K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au Thí dụ: Zn + Zn (Chất khử) II 2HCl → ZnCl2 +1 + + H2 +2 2H+ → (Chất oxi hóa) Zn2+ + (Chất oxi hóa) H2 (Chất khử) Cân phản ứng oxi hóa khử : a Nguyên tắc cân : Tổng số e mà chất khử cho phải tổng số e mà chất oxi hoá nhận số nguyên tử nguyên tố bảo toàn b Các bước tiến hành cân phản ứng : 1) Viết phương trình phản ứng, chưa biết sản phẩm phải dựa vào điều kiện cho đề để suy luận 2) Xác định số oxi hố ngun tố có số oxi hố thay đổi Đối với ngun tố có số oxi hố khơng thay đổi khơng cần quan tâm 3) Viết phương trình e (cho - nhận e) 4) Cân số e cho nhận 5) Đưa hệ số tìm từ phương trình e vào phương trình phản ứng 6) Cân phần khơng tham gia q trình oxi hố - khử Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 10 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Ví dụ Cho miếng Al vào dung dịch axit HNO3 loãng thấy bay chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng cháy, nhẹ khơng khí, viết phương trình phản ứng cân Giải: Theo đầu bài, khí bay N2 Phương trình phản ứng (bước 1): Bước 5: Bước 6: Ngoài HNO3 tham gia q trình oxi hố - khử cịn 3.10 = 30 NO3 tạo thành muối nitrat (10 l(NO3)3) Vậy tổng số phân tử HNO3 36 tạo thành 18 2O Phương trình cuối cùng: Dạng ion:  Chú ý: Đối với phản ứng tạo nhiều sản phẩm ngun tố nhiều số oxi hố khác nhau, ta viết gộp viết riêng phản ứng sản phẩm, sau nhân phản ứng riêng với hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu Cuối cộng gộp phản ứng lại Ví dụ: Cân phản ứng: Giải Các phản ứng riêng (đã cân theo nguyên tắc trên): Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 11 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với cộng phương trình lại: Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 12 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử PHẦN C : CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG CỤ THỂ I Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử: Phương pháp cân electron : - Nguyên tắc: Dựa vào bảo toàn electron nghĩa tổng số electron chất khử cho phải tổng số electron chất oxi hóa nhận - Các bước cân : + Viết phương trình phản ứng xảy với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu yêu cầu bổ sung phản ứng, cân bằng) + Tính số oxi hóa 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 nguyên 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 them 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 nguyên tố lại (nếu có) phản ứng trao đổi Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 13 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử - Lưu ý: Khi viết q trình oxi hố q trình khử nguyên tố, cần theo số qui định ngun tố + Ví dụ: Fe + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Fe0 → Fe+3 + 3e x Fe0 → 2Fe+3 + 6e x S+6 + 2e → S+4 Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H20 - Các thí dụ: Cân phản ứng sau theo phương pháp cân điện tử +Thí dụ +7 +2 KMnO4 +2 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 +3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H 2O Chất oxi hóa Chất khử +7 +2 Mn + 5e- +2 2KMnO4 Mn (phản ứng khử) +3 2Fe - 2e- 2Fe (+4) (+6) + 10FeSO4 + H2SO4 (Phản ứng oxi hóa) 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H 2O Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 14 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Thí dụ 2: -1 +6 +1 CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4 +3 CH3 -CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H 2O Chất khử Chất oxi hóa -1 C +1 2e- - C +6 (Phản ứng oxi hóa) +3 6e - 2Cr + (+12) 2Cr (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 Phương pháp cân ion – electron : - Phạm vi áp dụng: Đối với trình xảy dung dịch, có tham gia môi trường (H2O, dung dịch axit bazơ tham gia) - Các ngun 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- Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 15 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử - Các bước cân : + Viết phương trình phản ứng với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu chưa có phản ứng sẵn) + Tính số oxi hóa nguyên 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 không phân ly thành ion chất khơng tan, chất khí, chất khơng điện ly, để ngun dạng phân tử hay nguyên tử) Tuy nhiên giữ lại ion hay phân tử chứa nguyên tố có số oxi hóa thay đổi (ion hay phân tử chứa nguyên 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 nguyên dạng ion hay phân tử, với số oxi hóa để bên Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử nguyên 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 môi trường axit bazơ Tổng quát thêm H+ vào bên có axit (tác chất sản phẩm); Thêm OH- vào bên có bazơ Thêm H2O phía ngược lại để cân số nguyên tử H (cũng cân số nguyên tử O) Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 16 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử + 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 nguyên tố lại, có, phản ứng trao đổi - Các thí dụ: Cân phản ứng sau theo phương pháp cân ion electron Thí dụ 1: +7 +2 KMnO4 +2 + FeSO4 + H2SO4 Chất oxi hóa MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Chất khử +2 MnO4- + 5e- +2 +3 2Fe2+ (+4) Mn2+ (Phản ứng khử ) +3 2e- 2Fe3+ (Phản ứng oxi hóa ) (+6) Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 17 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử 2MnO4- + 10Fe2+ 2Mn2+ Điện tích :2(-1) + 10(+2) 2(+2) 10Fe3+ + + 10(+3) +18 +34 + 16H+ + 8H2O 2KMnO4 + 10Fe2(SO4)3 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O Thí dụ 2: +7 +4 +6 KMnO4 + K2SO3 Chất oxi hóa + KOH MnO42- + +7 + H2O SO42- +6 MnO4- + e- +4 SO32- + K2SO4 Chất khử MnO4- + SO32- K2MnO4 +6 MnO42- (Phản ứng khử ) +6 - 2e- SO42- (Phản ứng oxi hóa ) Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 18 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử 2MnO4- SO32- + 2MnO42- + Điện tích : 2(-1) + 1(-2) 2(-2) SO 2- + 1(-2) -4 -6 2MnO4- + SO32- + 2OH- 2KMnO4 + K2SO4 + 2KOH 2MnO42- + SO42 2K2MnO4 + + H2O K2SO4 + H2 O II Các dạng phản ứng oxi hóa khử phức tạp : Phản ứng oxi hóa khử có hệ số chữ : - Nguyên tắc: Cần xác định tăng giảm số oxi hoá nguyên tố - Ví dụ: Fe3O4 + HNO3 → (5x – 2y) x 1x x Fe(NO3)3 + NxOy + H20 3Fe+8/3 → 3Fe3 + e N+5 + (5x – 2y)e → xN+2y/x (5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y) HNO3 → (15x-6y) Fe(NO3)3 + NxOy+(23x-9y) H2O Phản ứng có chất hóa học tổ hợp hai chất khử : - Nguyên 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 xét chuyển nhóm toàn phân tử, đồng thời ý ràng buộc vế sau Luyện tập: Cân phản ứng sau : Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 19 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2 Fe+2 → Fe+3 + 1e 2S-1 → 2S+4 + 2.5e 4x FeS2 - 11e → Fe+3 + 2S+4 11 x 2O0 2O2- FeS2 + 4e + 11 O2 → → Fe2O3 + SO2 Phản ứng có nguyên tố tăng giảm số oxi hóa nhiều nấc : Nguyên tắc : • Cách : Viết phương trình thay đổi số oxi hố, đặt ẩn số cho nấc tăng, giảm số oxi hố • 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) Al0 - 3e → Al+3 3x N+5 + 3e → N+5 y N+5 + 8e → 2N+1 Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 20 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử (3x+8y) Al + (12x+30y) HNO3 → (3x+8y) Al(NO3)3+ 3x NO + 3y NO2+ (6x+15y) H2O 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 Phản ứng không xác định rõ môi trường : - Ngun 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 2x Al0 → Al+3 + 3e Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 21 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử 2H+ + 2e → H2 3x 2Al + 6H20 → 2Al(OH)3 + 2Al(OH)3 + H2 2NaOH → (1) 2NaAlO2 + 4H20 (2) Tổng hợp phương trình trên: 2Al + 2NaOH 2H2O → + 2NaAlO2 + 3H2 III Các tập bổ sung : Bài tập : Cân phản ứng oxi hóa khử sau theo phương pháp cân electron : 1) C12H22O11 + MnO4- + H+ CO2 2) CnH2n + 1CHO + KMnO4 + H2SO4 MnSO4 + K2SO4 Mn2+ + + H2O CH3COOH + CO2 + + H 2O (n CH3COOH : n CO2 = : 1) 3) Ca3(PO4)2 + SiO2 + C 4) MxOy H2SO4(đ, nóng ) + 5) NaCrO2 + Br2 6) Zn + + HNO3 P4 + NaOH CO + CaSiO3 M2(SO4)n + SO2 Na2CrO4 + NaBr Zn(NO3)2 + xNO2 + + H2O + H2O yNO + H2O Bài tập : Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 22 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Cân phản ứng sau theo phương pháp cân ion – electron 1) KMnO4 + KNO2 2) Zn + + H2SO4 HNO3 MnSO4 Zn(NO3)2 + KNO3 + K2SO4 + H2O + NO2 + NO + H2O (Tỉ lệ thể tích:: VNO2 : VNO = : 3) 3) Zn + KNO3 + 4) Cr2O72- + 5) Mg NO3- + + KOH Fe2+ + H+ H+ K2ZnO2 + NH3 + H2O Cr3+ + Fe3+ + H2O Mg2+ + NH4+ + H2O Bài tập : Cân phản ứng sau theo phương pháp đại số: Al + NO2- + OH- + H2O AlO2- + NH3 FeS2 + H2SO4(đ, nóng ) Fe2(SO4)3 FeO Fe2(SO4)3 + SO2 + + H2SO4(đ, nóng ) + SO + H 2O H2O d MxOy + HNO3 M(NO3)n + NO + H2O e NO2- + MnO4-+ H+ NO3- + Mn2+ + H2O FemOn + CO2 f FexOy + CO 4.Bài tập : Cho m gam bột kim loại kẽm hòa tan hết dung dịch HNO3, thu 13,44 lít hỗn hợp ba khí NO2, NO N2O Dẫn lượng khí qua dung dịch xút dư, có 11,2 lít hỗn hợp khí Cho lượng khí trộn với khơng khí dư (coi khơng khí gồm oxi nitơ) để phản ứng xảy hồn tồn, sau cho hấp thụ lượng khí màu nâu thu vào dung dịch KOH dư, thu dung dịch D Dung dịch D làm màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0,4M mơi trường H2SO4 có dư Thể tích khí đo đktc Các phản ứng xảy hoàn toàn a Viết phản ứng kẽm với dung dịch HNO3 có diện khí phản ứng theo kiện Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 23 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử b Tính m (Zn = 65) ĐS: 31 Zn + 80 HNO3 → 31 Zn(NO3)2 + NO2 + NO + N2O + 40 H2O m = 100,75 gam Bài tập : A kim loại Hịa tan hồn tồn 1,43 gam A dung dịch H2SO4 có dư 20% so với lượng cần, thu khí có mùi hắc, chất khơng tan có màu vàng nhạt (có khối lượng 0,192 gam) dung dịch B (có chứa muối sunfat A) Cho hấp thụ lượng khí mùi hắc vào 100 ml dung dịch Ca(OH)2 0,03M, thu 0,24 gam kết tủa màu trắng a Xác định kim loại A Cho biết dung dịch H2SO4 đem dùng khơng có phản ứng với chất rắn màu vàng b Tính thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,1M cần dùng vừa đủ để cho tác dụng với lượng dung dịch B thu được: - Lượng kết tủa cực đại - Lượng kết tủa cực tiểu c Tính khối lượng kết tủa lớn nhỏ thu câu (b) Các phản ứng xảy hoàn toàn (Na = 23; Mg = 24; Al = 27; K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ag = 108; Ba = 137; Hg = 200; Pb = 207; S = 32; O = 16; H = 1) ĐS: Zn; 284ml; 504ml; 8,7952g; 6,6172g Bài tập : Cho m gam kali kim loại vào 100 ml dung dịch HCl 0,1M Sau cần thêm tiếp 10 ml dung dịch HBr 0,2M để thu dung dịch có pH = a Tính m b Tính thể tích khí hiđro thí nghiệm 27,30C; 83,6 cmHg c Xác định nồng độ mol/lít dung dịch có pH = Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 24 Các phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Các phản ứng xảy hồn tồn Coi thể tích dung dịch khơng thay đổi q trình phản ứng (K = 39) ĐS: m = 0,468g; 134,4ml; KCl 0,091M; KBr 0,018M Bài tập : Hỗn hợp chất rắn X gồm bột kẽm muối sắt (III) sunfat Cho 200 ml nước vào bình chứa m gam hỗn hợp X Dùng đũa thủy tinh khuấy để phản ứng xảy hoàn toàn Thu chất không tan gồm 3,36 gam kim loại dung dịch Y có hịa tan hỗn hợp muối Cho dung dịch xút lượng dư vào dung dịch Y, sau phản ứng xong, lọc lấy kết tủa đem nung ngồi khơng khí khối lượng khơng đổi thu 11,2 gam chất rắn a Viết phản ứng xảy b Tính m c Tính nồng độ mol chất tan dung dịch Y Coi thể tích dung dịch Y thể tích nước dùng (Zn = 65; Fe = 56; S = 32; O = 16) ĐS: m = 50,4g; ZnSO4 0,8M; FeSO4 0,7M END Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07 25