Các bài tập đã được giải hết
Hôm nay chúng ta đi sâu hơn về các dạng cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp bảo toàn electron
Có 9 dạng cân bằng pt phản ứng bằng phương pháp bảo toàn electron
_ Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp nhẩm
_ Phản ứng oxi hóa khử có 1 chất là tổ hợp 2 chất khử
_ Phản ứng oxi hóa tự khử
_ Phản ứng oxi hóa khử có hệ số chữ
_ Phản ứng oxi hóa khử trong phương trình ion rút gọn
_ Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử
_ Phản ứng oxi hóa khử có nguyên tố tăng giảm số oxi hóa ở nhiều mức
_ Phản ứng không xác định rõ mỗi trường
_ Cân = phản ứng oxi hóa hữu cơ
Sau đó chúng ta sẽ học thêm về
+ Dự đoán sản phẩm trong phản ứng oxi hóa khử
+ Chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng oxi hóa khử
1. Cân bằng phản ứng theo phương pháp nhẩm
_ Phương pháp này chủ yếu dành cho các phương trình tương đối đơn giản, chỉ có 1 chất khử, 1 chất oxi hóa, nếu tính toán tốt các em có thể nhẩm với pt phức tạp hơn
_ Phương pháp này chủ yếu dựa trên lý thuyết căn bản chúng ta học buổi trước
_ Cách làm cũng như buổi trước, các em làm theo 4 bước
+ Xem chất nào có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó tìm xem đâu là chất khử, đâu là chất oxi hóa
+ Nhẩm xem số e cho là bao nhiêu, số e nhận là bao nhiêu. Từ đó tìm hệ số nhân
+ Hoàn thiện pt phản ứng theo thứ tự như buổi trước đã học
Ví dụ
$Mg+HNO_3 -> Mg(NO_3)_2 + NO+H_2O$
Nhẩm Mg thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +2, số e trao đổi là 2, N thay đổi từ +5 xuống +2, số e trao đổi là 3 ---> Nhân 3 vào Mg, nhân 2 vào NO
-> Có $3Mg+8HNO_3 -> 3Mg(NO_3)_2 + 2NO+4H_2O$
Hay 1 phức tạp hơn 1 chút
$Al+HNO_3 -> Al(NO_3)_3 +NH_4NO_3 +H_2O$
Ở chất $NH_4NO_3$ các em có thể tính số oxi hóa theo 2 cách, tạm thời chúng ta học theo cách tính xem tổng số oxi hóa của 2 nguyên tử là bao nhiêu rồi chia đôi ra cho mỗi nguyên tử, tức là số oxi hóa của Nitơ trong trường hợp này sẽ là +1
Chúng ta nhẩm như sau : Al có số oxi hóa từ 0 lên +3, số e trao đổi là 3, N có số oxi hóa giảm từ +5 xuống +1, có 2 nguyên tử N, số e trao đổi là 2(5-1) = 8 e ---> nhân 8 vào Al, nhân 3 vào $NH_4NO_3$
--> Có $8Al+30HNO_3 -> 8Al(NO_3)_3 +3NH_4NO_3 +9H_2O$
Chú ý : Các em nên viết số oxi hóa lên trên mỗi nguyên tố để theo dõi và nhẩm cho chính xác hơn ^^
Bài tập áp dụng : Cân bằng pt phản ứng ( viết luôn phương trình đã cân bằng, k ghi các bước giải)
$1. Fe_3O_4 + CO -> Fe + CO_2 $
$2. Zn + HNO_{3đặc, \ nóng} -> Zn(NO_3)_2 +NO_2 +H_2O$
$3. SO_2 + H_2O + HNO_3 -> NO + H_2SO_4$
$4. NO_2 + O_2 +H_2O -> HNO_3$
$5. Cu +Fe_2(SO_4)_3 -> CuSO_4 +FeSO_4$
2. Phản ứng oxi hóa khử có 1 chất là tổ hợp 2 chất khử
_ Phản ứng có 1 chất là tổ hợp 2 chất khử tức là trong các chất tham gia có 1 chất có từ 2 nguyên tố trở lên đều có số oxi hóa tăng (tức là đều là chất khử)
_ Ở dạng này, các em viết chất khử đó ra theo dạng hợp chất rồi viết pt trao đổi electron như bình thường. Để hiểu cụ thể hơn, các em xem ví dụ nha
$FeS + HNO_3 -> Fe(NO_3)_3 + NO + H_2SO_4+H_2O$
Ở đây, S có số oxh tăng từ +2 lên +3, S có số oxh tăng từ -2 lên +6, N có số oxh giảm từ +5 xuống +3 . Vậy là trong chất FeS cả 2 nguyên tố đều là chất khử, khi đó ta viết pt tao đổi e
$FeS --> Fe^{+3}+1e + S^{+6} + 8e$ (số e trao đổi là 8+1=9) x1
$N^{+5} + 3e -> N^{+2}$ x3
Rồi điền vào pt phản ứng
$FeS + 6HNO_3 -> Fe(NO_3)_3 + 3NO + H_2SO_4+2H_2O$
Thêm 1 ví dụ nữa khó hơn
$FeS_2 + H_2SO_4{đặc, \ nóng} --> Fe_2(SO_4)_3 + SO_2+ H_2O$
Chúng ta vẫn làm theo các bước như trên
Fe có số oxh tăng từ +2 lên +3, S có số oxh tăng từ -1 lên. Ở đây, S có số oxh là +4 và +6, biết chọn cái nào ? Khi đó, các em xem tiếp chất oxh là gì. Chất oxh là S (trong $H_2SO_4$) có số oxh giảm từ +6 xuống +4. Sau khi xác định được S xuống +4 trong $SO_2$, các em quay trở lại xem $S^{-1}$ lên $S^{+6}$ hay $S^{+4}$. Thực tế, các em có thể chọn 1 trong 2, cái nào cũng được, nhưng để dễ làm bài hơn, các em nên tránh cái $S^{+4}$ đã có ở trên ra, vì vậy chị sẽ chọn $S^{+6}$
Viết pt trao đổi e (vất vả mãi mới viết đc ^_^)
$FeS_2 -> Fe_2^{+3} +1e + S^{+6} + 7e$ ($Fe_2 $ vì sản phẩm là $Fe_2(SO_4)_3$ mà )
Sau đó các em nhớ cân bằng pt này
$2FeS_2 -> Fe_2^{+3} +2.1e + 4S^{+6} +4. 7e$ (số e trao đổi là 2.1+7.4=30 e)x1
$S^{+6} + 2e -> S^{+4}$ x15
Rồi ta viết pt như sau
$2FeS_2 + 14H_2SO_4{đặc, \ nóng} --> Fe_2(SO_4)_3 + 15SO_2+ 14H_2O$
Bài tập áp dụng
$6. Cu_2S + HNO_{3 \ đặc, \ nóng} -> Cu(NO_3)_2 +H_2SO_4 + NO_2+H_2O$
$7. As_2S_3 + HNO_{3 \ đặc, \ nóng} -> H_3AsO_4 +H_2O+NO_2$
$8. FeCuS_2 + HNO_{3 \ đặc,\ nóng} -> Fe(NO_3)_3 +Cu(NO_3)_2 +NO_2 +H_2O+H_2SO_4$
$9. FeCu_2S_2 + O_2 -> Fe_2O_3 + CuO + SO_2$
3. Phản ứng oxi hóa tự khử
_ Là phản ứng có chất tham gia vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa
Ví dụ
$Cl_2 +NaOH -> NaCl + NaClO+ H_2O$
Ta thấy Cl có số oxh vừa tăng từ 0 lên +1 vừa giảm từ 0 xuống +1. Nên, Cl vừa là chất khử vừa là chất oxh
Dạng này, chúng ta sẽ viết pt trao đổi e, cân bằng, nhân hệ số, chú ý là cân bằng nguyên tố tự khử theo sản phẩm trước, sau đó mới cân bằng nguyên tố đó ở bên tham gia sau
Xem ví dụ này nha
$S+ NaOH -> Na_2S + Na_2S_2O_3 + H_2O$
S có số oxh tăng từ 0 lên + 2 và giảm từ 0 xuống -2
Pt trao đổi e
$2S -> S_2^{+2}+4e$ x1
$S+2e -> S^{-2}$ x2
Pt hoàn chỉnh
$S+ NaOH -> 2Na_2S + Na_2S_2O_3 + H_2O$ (cân = S bên sản phẩm trước)
$4S+ 6NaOH -> 2Na_2S + Na_2S_2O_3 + 3H_2O$ (sau đó mới tiếp tục cân bằng bên tham gia và các nguyên tố còn lại)
Bài tập áp dụng
$10. Cl_2 +NaOH -- t^o--> NaCl + NaClO_3 + H_2O $
$11. NO_2 + NaOH -> NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O$
$12. Ca(OH)_2 + Cl_2 -> CaOCl_2 + H_2O$ (đây là phản ứng oxi hóa khử)
4. Phản ứng nội phân tử
Thực ra phần này không có gì nhiều, chất khử và chất oxi hóa đều nằm trong 1 phân tử
$2KNO_3 --> 2KNO_2 + O_2$
Các bước làm vẫn như trên
Bài tập
$13. KMnO_4 -> K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$
$14. KClO_3 -> KCl + O_2$
$15. KClO_3 -> KCl + KClO_4$
Chúc các em học tốt nha ^^