Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10

Cân bằng phương trình hóa học là một kỹ năng quan trọng trong môn Hóa học lớp 10. Để giúp bạn nắm vững phương pháp và cách làm bài tập cân bằng oxi hóa khử, chúng tôi sẽ cung cấp những hướng dẫn chi tiết và ví dụ minh họa dưới đây.

I. Phương pháp và ví dụ về bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử

1. Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Để cân bằng phản ứng oxi hóa khử, chúng ta cần tuân theo nguyên tắc: Tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận. Quá trình cân bằng có thể được thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định số oxi hóa thay đổi của từng chất trong phản ứng.
Bước 2: Lập thăng bằng electron.
Bước 3: Đặt các hệ số đã tìm được vào phương trình phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Lưu ý: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử có thể được thực hiện theo phương pháp tăng giảm số oxi hóa, trong đó tổng số oxi hóa tăng bằng tổng số oxi hóa giảm. Ngoài ra, phản ứng oxi hóa khử cũng có thể được cân bằng theo phương pháp ion-electron.

2. Ví dụ minh họa cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Hãy xem qua các ví dụ sau để hiểu rõ hơn về cách cân bằng phản ứng oxi hóa khử:

Ví dụ 1:

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

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

Bước 3: Đặt các hệ số đã tìm vào phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng:

CrS + 6HNO3 → Cr(NO3)3 + 3NO2 + S + 3H2O

Ví dụ 2:

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

2CrO2- + 8OH- + 3Br2 → 2CrO42- + 6Br- + 4H2O

Bước 2: Lập thăng bằng electron:

CrO2- + 4OH- → CrO42- + 2H2O + 3e
Br2 + 2e → 2Br-

Bước 3: Đặt các hệ số đã tìm vào phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng:

2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O

Ví dụ 3:

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

2MnO4- + H2O + 3SO32- → 2MnO2 + 2OH- + 3SO42-

Bước 2: Lập thăng bằng electron:

2MnO4 – + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH-
SO32- + H2O → SO42- + 2H+ + 2e

Bước 3: Đặt các hệ số đã tìm vào phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng:

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH

Đây chỉ là một số ví dụ đơn giản về cách cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Bạn có thể tự luyện tập với các bài tập khác để rèn kỹ năng cân bằng phương trình hóa học.

II. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử và hướng dẫn giải

Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu và làm các bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Hướng dẫn giải cụ thể sẽ được cung cấp.

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 + (2×4)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 – 3×1/3e → 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 tử)

  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

  • Phản ứng oxi hóa khử có chứa hợp chất hữu cơ:

CH3CH + KMnO4 + KOH → CH3COOK + K2CO3 + MnO2 + H2O
CH≡CH + KMnO4 + H2SO4 → H2C2O4 + MnO2 + KOH
CH3OH + KMnO4 + H2SO4 → HCOOH + MnSO4 + K2SO4 + H2O

  • 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; 3

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. 2:3

Câu 3: Trong phản ứng: 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl, vai trò của H2S là:
A. Chất oxi hóa.
B. Chất khử.
C. Axit.
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 2CO

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 + 2H2O

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.

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.

Câu 8: Trong phản ứng: Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O, axit sulfuric
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.

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.

Câu 10: Cho amoniac NH3 tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao có xúc tác thích hợp sinh ra nitơ oxit NO và nước. Phương trình hoá học: 4NH3+ 5O2 → 4NO + 6H2O. Trong phản ứng trên, NH3 đóng vai trò
A. Là chất oxi hoá.
B. Là chất khử.
C. Là một bazơ.
D. Là một axit.

Trên đây là những kiến thức cơ bản về cách cân bằng phản ứng oxi hóa khử trong môn Hóa học lớp 10. Việc nắm vững phương pháp và luyện tập thường xuyên sẽ giúp bạn thành thạo kỹ năng này.

FEATURED TOPIC