Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH
CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
I. CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ OXI HÓA (SOH)
Định nghĩa SOH: là hóa trị của một hợp chất, nếu coi là hợp chất ion
Cách xác định số oxi hóa: theo 04 nguyên tắc
- Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong đơn chất/ hợp chất = 0
Ví dụ: Trong FeO: Fe
+2
O
-2
, Trong KClO
3
: K
+1
Cl
+5
O
-2
3
, trong H
2
, O
2
, N
2
: H
0
2
, O
0
2

, N
0
2
- SOH của H = +1, của O = -2 trong các hợp chất
Ví dụ: Trong HNO
3
, có H
+1
NO
-2
3
, theo nguyên tắc 1 ta có : (SOH của H) + (SOH của N) + (SOH
của O) =0 hay (+1) + (SOH của N) + 3.(-2) = 0, từ đó (SOH của N) = +5
Trong Fe
3
O
4
thì Fe
3
O
-2
4
, nên SOH của Fe = +8/3
Trong H
3
PO
4
thì SOH của H = +1, O = -2 Nên P = +5
- Số OXH của các kim loại trong hợp chất có giá trị dương và bằng hóa trị
Ví dụ: Fe

2
O
3
có Fe = +3, KMnO4 thì K = +1, Na
2
SO
3
thì Na = +1
- Số OXH của các phi kim trong axit và muối của nó là bằng nhau
Ví dụ: N trong HNO
3
, Ca(NO
3
)
2
, NaNO
3
đều là N +5
P trong H
3
PO
4
, Ca
3
(PO
4
)
2
, NaH
2

PO
4
, BaHPO
4
đều là P +5
N trong NH
3
, NH
4
Cl, (NH
4
)
2
SO
4
đều là N -3

II.
CÁCH CÂN BẰNG PHẢN ỨNG: THEO 4 BƯỚC
1.
Xác định số oxi hóa của các chất
2.
Viết các quá trình nhường , nhận e.
3.
Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng
4.
Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + H2O
1.
Xác định số oxi hóa của các chất

Cu0 + HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O
2.
Viết các quá trình nhường , nhận e.
N+ 5 + 3e = N+2
Cu0 – 2 e = Cu+2
3.
Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất )
Quan sát phương trình, vế trái có 1 N+5, vế phải có 1 N+2, nên không cần nhân hệ số riêng
của N+ 5 + 3e = N+2
Quan sát phương trình, vế trái có 1 Cu0, vế phải có 1 Cu+2, nên không cần nhân hệ số riêng
của Cu0 – 2 e = Cu+2
4.
Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình
N
+ 5
+ 3e = N
+2
Cu
0
- 2 e = Cu
+2
2x
3x
Thêm 2 vào N+2
Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410
CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH
Cu0 + HN+5O3 = Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O
Thêm 3 vào Cu+2 và Cu0
3Cu0 + HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O
Ở vế phải, hệ số của N đã xác định, ở vế trái hệ số HNO3 chưa xác định. Đếm thấy vế phải

có 3.2 + 2 = 8 N. Vậy thêm 8 vào HNO3
3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + H2O
Vế phải chưa có hệ số của nước. Vế trái lại có 8H. Vì vậy ta thêm 4 vào H2O để có 8H
3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + 4H2O
Phương trình đã cân bằng xong. Ta thử kiểm tra xem số nguyên tử ở hai vế
Nguyên tử Vế trái Vế phải
Cu 3 3
O 8.3 = 24 3.3.2 + 2+4 =24
N 8 3.2 + 2 = 8
H 8 8
Vậy phương trình đã cân bằng đúng
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng Zn + HNO3 = Cu(NO3)2 + N2O + H2O
1.
Xác định số oxi hóa của các chất
Zn0 + HN+5O3 = Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O
2.
Viết các quá trình nhường , nhận e.
N+ 5 + 3e = N+1
Zn0 – 2 e = Zn+2
3.
Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất )
Quan sát phương trình, vế trái có 1 N+5, vế phải có 2 N+1, nên nhân hệ số riêng của cả quá
trình N+ 5 + 4e = N+1 với 2: 2N+ 5 + 2.4e = 2.N+1
Quan sát phương trình, vế trái có 1 Zn0, vế phải có 1 Zn+2, nên không cần nhân hệ số riêng
của Zn0 – 2 e = Zn+2
4.
Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình
2N
+ 5
+ 8e = 2N

+1
Zn
0
- 2 e = Zn
+2
1x
4x

Vế phải có 2 N+1 ( của N2O) nên không cần thêm
Zn0 + HN+5O3 = Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O
Thêm 4 vào Zn+2 và Zn0
4Zn0 + HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O
Ở vế phải, hệ số của N đã xác định, ở vế trái hệ số HNO3 chưa xác định. Đếm thấy vế phải
Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410
CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH
có 4.2 + 2 = 10N. Vậy thêm 10 vào HNO3
4Zn0 + 10HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + H2O
Vế phải chưa có hệ số của nước. Vế trái lại có 8H. Vì vậy ta thêm 5 vào H2O để có 8H
4Zn0 + 10HN+5O3 = 4Zn+2(NO3)2 + N+12O + 5H2O
Phương trình đã cân bằng xong. Ta thử kiểm tra xem số nguyên tử O ở hai vế
VT có 10.3 =30 O, VP có 4.2.3 + 1 + 5 = 30 O, đúng
Vậy phương trình đã cân bằng đúng
Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng Al2O3 + Fe3O4 = Al2O3 + Fe
1.
Xác định số oxi hóa của các chất
Al0 + Fe+8/33O4 = Al+32O3 + Fe0
2.
Viết các quá trình nhường , nhận e.
Fe+ 8/3 + 8/3e = Feo
Al0 – 3 e = Al+3

3.
Để ý số nguyên tử của mỗi quá trình, nhân hệ số riêng (là bội chung nhỏ nhất )
Quan sát phương trình, vế trái có 3 Fe, vế phải có 1 Fe, nên nhân hệ số riêng của cả quá trình
N+ 5 + 4e = N+1 với 3: 3Fe+ 8/3 + 8e = 3Feo
Quan sát phương trình, vế trái có 1 Al0, vế phải có 2Al+3, nên nhân hệ số riêng của Al0 – 3
e = Al+3 với 2: 2Al0 – 6 e = 2Al+3
4.
Nhân hệ số chung để bảo toàn e rồi điền hệ số vào phương trình
3Fe
+ 8/3
+ 8 e = 3Fe
0
2Al-6e = 2Al
+3
3x
4x

Thêm vào phương trình
Thêm Fe: Al0 +3 Fe+8/33O4 = Al+32O3 + 9Fe0
Thêm Al: 8Al0 +3 Fe+8/33O4 = 4Al+32O3 + 9Fe0
Kiểm tra xem số nguyên tử O ở hai vế
VT có 3.4 =12 O, VP có 4.3 =12 O, đúng
Vậy phương trình đã cân bằng đúng
III. BÀI TẬP ÁP DỤNG – CÂN BẰNG CÁC PHẢN ỨN SAU
1.
PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG
a. Al + HNO
3
→ Al(NO
3

)
3
+ NO + H
2
O
b. Al + HNO
3
→ Al(NO
3
)
3
+ NO
2
+ H
2
O
c. Mg + H
2
SO
4
(đ nóng)→ MgSO
4
+ H
2
S + H
2
O
Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410
CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH
d. C + HNO

3
→ CO
2
+ NO
2
+ H
2
O
e. HNO
2
+ H
2
S → NO + S + H
2
O
f. KNO
2
+ HClO
3
→ KCl + HNO
3
+ KNO
3
g. H
2
SO
3
+ H
2
O

2
→ H
2
SO
4
+ H
2
O
h. FeSO
4
+ KMnO
4
+ H
2
SO
4
→ Fe
2
(SO
4
)
3
+ MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ H
2

O
i. KMnO
4
+ PH
3
+ H
2
SO
4
→ MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ H
2
O + H
3
PO
4
.
j. Zn + HNO
3
(loãng) → Zn(NO
3
)
2
+ NH
4

NO
3
+ H
2
O
k. Co + HNO
3
→ Co(NO
3
)
2
+ N
2
+ H
2
O
l. KMnO
4
+ HCl → MnCl
2
+ Cl
2
+ KCl + H
2
O
m. K
2
Cr
2
O

7
+ HCl → KCl + CrCl
3
+ Cl
2
+ H
2
O
n. H
2
SO
4
+ HI → I
2
+ H
2
S + H
2
O
o. Al + Fe
3
O
4
→ Al
2
O
3
+ Fe
p. C
6

H
12
O
6
+ HNO
3
→ CO
2
+ NO
2
+ H
2
O
q. FeO + HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ N
n
O
m
+ H
2
O
r. Fe
x
O
y

+ HNO
3
→ N
n
O
m
+ …
2. PHẢN ỨNG TỰ OXI HÓA – KHỬ
( Nên cân bằng nhẩm)
a. KClO
3
→ KCl + O
2
b. SO
2
+ H
2
S → H
2
O

+ S
c. H
2
SO
3
+ H
2
S → S + H
2

O
d. AgNO
3
→ Ag + NO
2
+ O
2
e. NH
4
NO
3
→ N
2
O + H
2
O
f. HNO
2
→ HNO
3
+ NO + H
2
O
g. K
2
SO
3
→ K
2
SO

4
+ K
2
S
h. Cl
2
+ KOH → KClO
3
+ KCl + H
2
O
i. NO
2
+ H
2
O → HNO
3
+ NO
j. NaOCl → NaClO
3
+ NaCl
3. PHẢN ỨNG CÓ NHIỀU CHẤT OXI HÓA – KHỬ
( viết từng quá trình oxi hóa/ khử - sau đó cộng lại theo tỉ lệ để có quá trình tổng quát)
a. FeS
2
+ O
2
→ Fe
2
O

3
+ SO
2

Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410
CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ - LTDH
b. FeS
2
+ HNO
3
(đ nóng) → Fe(NO
3
)
3
+ H
2
SO
4
+ NO
2
+ H
2
O (Fe có số OXH = +2)
c. FeS + HNO
3
(đ nóng) → Fe(NO
3
)
3
+ H

2
SO
4
+ NO
2
+ H
2
O
d. FeCu
2
S
2
+ HNO
3
(đ nóng) → Fe(NO
3
)
3
+ H
2
SO
4
+ NO
2
+ Cu(NO
3
)
2
+ H
2

O (Cu có số OXH là +1)
e. Zn + HNO
=
→ Zn(NO
3
)
2
+ 3NO
2
+ NO + H
2
O
f. Al + HNO
3
→ aNO + bN
2
O + H
2
O (a, b là hai số cần tìm, biết M
khí
=34,666)
g. Zn + HNO
=
→ Zn(NO
3
)
2
+ 3NO
2
+ 2NO + 1N

2
O + H
2
O
h. Mg + HNO
3
→ Mg(NO
3
)
3
+ xN
2
O + yN
2
+ H
2
O
Gv Nguyễn Hoàng Anh – Trường ĐHKH – ĐHTN Nhận gia sư hóa học cho mọi đối tượng – ĐT 0988.473.410