CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

1. Số oxi hóa, cách tính số oxi hóa của nguyên tố trong hợp chất

-  Số oxi hóa của nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử, khi giả thiết rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.

-  Quy tắc tính số oxi hóa:

 + Trong đơn chất, số oxi hóa nguyên tố bằng 0:.

 + Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử (trung hoà điện) bằng 0.

 + Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích của ion đó.

 + Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi: H là +1, O là -2 …

* Chú ý: Dấu của số oxi hoá đặt trước con số, còn dấu của điện tích ion đặt sau con số (số oxi hóa Fe⁺³ ; Ion sắt (III) ghi: Fe³⁺)

2. Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử theo phương pháp thăng bằng electron

- Nguyên tắc: dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử cho phải bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

- Các bước cân bằng:

 + Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng với các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa.

 + Bước 2: Viết các quá trình: khử (cho electron), oxi hóa (nhận electron).

  + Bước 3: Cân bằng 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 bằng nguyên tố không thay đổi số oxi hoá (thường theo thứ tự:

    Kim loại (ion dương):

    Gốc axit (ion âm).

    Môi trường (axit, bazơ).

    Nước (cân bằng H₂O để cân bằng hiđro).

 +  Bước 5: Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau).

* Lưu ý:

- Khi viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử của từng nguyên tố, cần theo đúng chỉ số qui định của nguyên tố đó.

Ví dụ: Fe⁰ + H₂S⁺⁶O₄ đặc nóng → Fe⁺³₂(SO₄)₃ + S⁺⁴O₂ + H₂O

     chất khử   chất oxi hóa

     1 x 2Fe⁰ → 2Fe⁺³ + 6e

     3 x S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂0

3. Các dạng phản ứng oxi hóa - khử

Dạng 1: Phản ứng oxi hóa – khử thông thường (có thể có axit, kiềm hay nước tham gia phản ứng là chất môI trường)

Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau đây theo phương pháp thăng bằng electron. Hãy cho biết vai trò chất phản ứng là chất khử, chất oxi hóa hay chất môi trường ? Giải thích.

1. NH₃   +  O₂  →  NO  +  H₂O

2. Mg + HNO₃  →  Mg(NO₃)₂  +  NH₄NO₃  + H₂O

3. Zn  +  H₂SO₄  → ZnSO₄  +  H₂S  +  H₂O

4.  MnO₂  + HCl   →  MnCl₂ + Cl₂­  + H₂O

5.  KMnO₄ + HCl   →   KCl + MnCl₂ + Cl₂­  + H₂O

6.  KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄  →   Fe₂(SO₄)₃  + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

7.  KMnO₄ + K₂SO₃+ H₂O     →   K₂SO₄ + MnO₂ + KOH

8.  FeO +  HNO₃   →  Fe(NO₃)₃+N₂O­+H₂O

Dạng 2 : Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử

Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau đây theo phương pháp thăng bằng electron. Hãy chỉ ra nguyên tố là chất khử, chất oxi hóa

1. KClO₃   ——>  KCl   +  O₂

2. AgNO₃  ——> Ag  + NO₂  + O₂

3. Cu(NO₃)₂  ——-> CuO   + NO₂  + O₂

4. HNO₃ ——-> NO₂  +  O₂   + H₂O

5. KMnO₄  ——> K₂MnO₄  +  O₂  +  MnO₂

Dạng 3 : Phản ứng tự oxi hóa – khử

1. Cl₂  +  KOH   ——-> KCl  + KClO₃  +  H₂O

2. S + NaOH  ——> Na₂S  + Na₂SO₃   + H₂O

3. NH₄NO₂  ——–> N₂  +  H₂O

4. I₂  +  H₂O  ——–> HI  + HIO₃

Dạng 4 : Phản ứng  oxi hóa – khử  có số oxi hóa là phân số

1. Fe₃O₄  +  Al —–> Fe  +  Al₂O₃

2. 2. Fe₃O₄   +  HNO₃  ——->  Fe(NO₃)₃   +  NO  + H₂O
3. 3. CH₃ – C = CH  + KMnO₄  + KOH  —-> CH₃ – COOK  + K₂CO₃  + MnO₂ + H₂O
4. 4. CH₃ – CH = CH₂ + KMnO₄ + H₂O —–> CH₃ – CH(OH) –CH₂(OH) + MnO₂ + KOH

5. Fe₃O₄  + HNO₃  —–>  Fe(NO₃)₃  + NO­  + H₂O

 Thay sản phẩm khí NO­ lần lượt bằng NO₂, N₂O, N₂, NH₄NO₃ rồi cân bằng.

Dạng 5 : Phản ứng  oxi hóa – khử  có nhiều chất khử

1. FeS₂  +  O₂   ——->  Fe₂O₃   +  SO₂

2. FeS  + KNO₃  —–> KNO₂   + Fe₂O₃   +  SO₃

3. FeS₂ + HNO₃   —–>  Fe(NO₃)₃  + H₂SO₄ + NO₂­ + H₂O

4. FeS₂ + HNO₃ + HCl  —–> FeCl₃ + H₂SO₄ + NO­ + H₂O

5. FeS + HNO₃  —–> Fe(NO₃)₃  + Fe₂(SO₄)₃ + NO­ + H₂O

6. As₂S₃  +  HNO₃  +  H₂O  —–> H₃AsO₄   + H₂SO₄  + NO

7. CrI₃  + Cl₂  + KOH —> K₂CrO₄  + KIO₄  + KCl  + H₂O

8. As₂S₃   +  KClO₃  + H₂O  —–> H₃AsO₄  + H₂SO₄  + KCl

9. Cu₂S  + HNO₃  —–> NO  + Cu(NO₃)₂  +  CuSO₄  +  H₂O

10. CuFeS₂  + Fe₂(SO₄)₃  + O₂  + H₂O  ——> CuSO₄  + FeSO₄  + H₂SO₄

11. CuFeS₂  + O₂  ——> Cu₂S  + SO₂   + Fe₂O₃

12. FeS  + H₂SO₄  —-> Fe₂(SO₄)₃  +  S  + SO₂  + H₂O

13. FeS  + H₂SO₄  —-> Fe₂(SO₄)₃   + SO₂  + H₂O

14. FeS₂  + H₂SO₄  —-> Fe₂(SO₄)₃   + SO₂  + H₂O

15. Cr₂S₃  + Mn(NO₃)₂  + K₂CO₃  —–> K₂CrO₄  + K₂SO₄  + K₂MnO₄  + NO  + CO₂

16. Cu₂S.FeS₂  + HNO₃  —–> Cu(NO₃)₂  +  Fe(NO₃)₃  + H₂SO₄  + NO + H₂O

Dạng 6 : Phản ứng  oxi hóa – khử  có só oxi hóa tăng giảm ở nhiều mức

1. Al + HNO₃  ——->  Al(NO₃)₃  +  NO  +  N₂O   +  H₂O  (V_NO  : V_N2O  =  3 :  1)

2. Al + HNO₃  ——->  Al(NO₃)₃  +  NO  +  N₂   +  H₂O  ( n_NO  : n_N2  =  3 :  2)

3. FeO  +  HNO₃  ——>  Fe(NO₃)₃  +  NO₂   + NO  +  H₂O

(Biết tỉ lệ số mol NO₂  :  NO  =  a : b )

4. FeO  +  HNO₃  ——>  N₂O  +  NO  + Fe(NO₃)₃  +  H₂O

(Biết tỉ lệ số mol N₂O  :  NO  =  x : y )

5. Al + HNO₃  ——->  Al(NO₃)₃  +  NO  +  N₂O   +  H₂O

(Biết tỉ lệ số mol NO  :  N₂O  =  1 : 2 )

Dạng 7 : Phản ứng  oxi hóa – khử  có hệ số bằng chữ

1.  M  + HNO₃  —–>  M(NO₃)_n  + NO₂­ + H₂O  (Với M là kim loại hoá trị n)

Thay NO₂­ lần lượt bằng: NO, N₂O, N₂,  NH₄NO₃ rồi hoàn thành phản ứng.

2.   M  + H₂SO₄  —–>   M₂(SO₄)_n  + SO₂­  + H₂O

3.  Fe_xO_y  + HNO₃ —–>   Fe(NO₃)₃  + NO­ + H₂O

Thay NO­ lần lượt bằng NO₂, N₂O, N₂, NH₄NO₃ rồi hoàn thành phản ứng.

4.  Fe_xO_y + H₂SO₄  —–>  Fe₂(SO₄)₃  +  SO₂­  + H₂O

5. FeO + HNO₃  —–>  Fe(NO₃)₃  + N_xO_y­  + H₂O

6. M₂(CO₃)_n  +  HNO₃  ——> M(NO₃)_m  +  NO  + CO₂  +  H₂O

7. NaIO_x  +  SO₂  +  H₂O   —-> I₂  +  Na₂SO₄   +  H₂SO₄

8. Cu₂FeS_x  +  O₂  ——>  Cu₂O    + Fe₃O₄   +  SO₂

9.  Fe_xO_y + H₂SO₄ —–>  Fe₂(SO₄)₃  +  SO₂­ +  S + H₂O

10. Fe_xO_y  + HNO₃  —–>   Fe(NO₃)₃  + N_xO_y­ + H₂O

11. M  + HNO₃ —–>   M(NO₃)_n  + N_xO_y­ + H₂O

Dạng 8 : Phản ứng  oxi hóa – khử  có chất hữu cơ

1. C₆H₁₂O₆   +  H₂SO₄ đ ——->  SO₂   +  CO₂   +  H₂O

2. C₁₂H₂₂O₁₁  +  H₂SO₄  đ  ——-> SO₂ +  CO₂  +  H₂O

3.  CH₃- C  CH  + KMnO₄ + H₂SO₄ ——–> CO₂ +  K₂SO₄  + MnSO₄  + H₂O

4. K₂Cr₂O₇  + CH₃CH₂OH  +  HCl  ——-> CH₃-CHO  +  KCl +  CrCl₃  +  H₂O

5. HOOC – COOH  + KMnO₄ + H₂SO₄  ——> CO₂  +   K₂SO₄  +  MnSO₄   +  H₂O

Dạng 9 :  Vận dụng việc cân bằng phản ứng  oxi hóa – khử  làm bài tập

Làm bài tập vận dụng

Trung tâm gia sư NTIC