* Một số lưu ý cần nhớ:
- Nắm vững cách xác định số OXH đã được học ở chương III
Phản ứng OXH Khử là phản ứng xảy ra trong đó có sự dịch chuyển e của chất phản ứng hoặc phản ứng OXH khử là phản ứng mà trong đó có sự thay đổi số OXH của 1 hay nhiều nguyên tố.
- Chất khử là chất nhường e [số OXH tăng sau phản ứng], chất OXH là chất nhận e [số OXH giảm sau phản ứng].
[Chất khử cho tăng, chất o nhận giảm]
* Các bước cân bằng phản ứng OXH Khử
Bước 1 :Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoáthay đổi:
Bước 2 :Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử,cân bằngmỗi quá trình :
Bước 3 :Tìm hệ số thích hợp sao chotổng số electrondochất khửnhườngbằng tổng số electron mà chấtoxi hoá nhận.
Bước 4: Cân bằng nguyên tố không thay đổi số OXH
* Chú ý: Khi chất oxi hóa [khử] có chỉ số lớn hơn 1 trong phân tử thì phải thêm hệ số [bằng chỉ số trong phân tử] vào quá trình khử [oxi hóa] tương ứng. Ở ví dụ trên : \[\mathop {Fe}\limits^{ + 3} {\mkern 1mu} ,\mathop H\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \] có chỉ số là 2 trong phân tử tương ứng Fe2O3, H2 do vậy cần thêm hệ số 2 vào quá trình khử, oxi hóa.
* Một số ví dụ cụ thể:
Ví dụ 1: Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử trong đó chất oxi hóa [khử] còn có vai trò làm môi trường
a.\[Al+{{H}_{2}}S{{O}_{d\tilde{}\ddot{}}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}A{{l}_{2}}{{[S{{O}_{4}}]}_{3}}+S{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O\]
b. KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
a. Bước 1 : Xác định số oxi hóa, chất oxi hóa, chất khử
\[\overset{0}{\mathop{Al}}\,+{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4d}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}\overset{+3}{\mathop{A{{l}_{2}}}}\,{{[S{{O}_{4}}]}_{3}}+\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O\]
Bước 2 : Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử :
\[\mathop {2Al}\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {A{l_2}}\limits^{ + 3} {\mkern 1mu} {[S{O_4}]_3}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2.3e\] [quá trình oxi hóa ]
\[\mathop S\limits^{ + 6} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop S\limits^{ + 4} {\mkern 1mu} {O_2}\] [quá trình khử]
Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hóa và khử và cân bằng phương trình
1 \[\mathop {2Al}\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {A{l_2}}\limits^{ + 3} {\mkern 1mu} {[S{O_4}]_3}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2.3e\]
3 \[\mathop S\limits^{ + 6} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop S\limits^{ + 4} {\mkern 1mu} {O_2}\]
\[2Al+6{{H}_{2}}S{{O}_{4d}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}A{{l}_{2}}{{[S{{O}_{4}}]}_{3}}+3S{{O}_{2}}+6{{H}_{2}}O\]
b. Bước 1 : Xác định số oxi hóa, chất oxi hóa, chất khử
\[K\overset{+7}{\mathop{Mn}}\,{{O}_{4}}+H\overset{-1}{\mathop{Cl}}\,\to KCl+\overset{+2}{\mathop{Mn}}\,C{{l}_{2}}+\overset{0}{\mathop{C{{l}_{2}}}}\,+{{H}_{2}}O\]
Bước 2 : Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử :
\[\overset{-1}{\mathop{2Cl}}\,\to \overset{0}{\mathop{C{{l}_{2}}}}\,+2.1e\]
[quá trình oxi hóa ]
\[\mathop {Mn}\limits^{ + 7} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + 5e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to \mathop {{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} Mn}\limits^{ + 2} {\mkern 1mu} \]
[quá trình khử]
Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hóa và khử và cân bằng phương trình
\[5\left| {\mathop {2Cl}\limits^{ - 1} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {C{l_2}}\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2.1e} \right.\]
\[2\left| \overset{+7}{\mathop{Mn}}\,+5e\to \overset{+2}{\mathop{Mn}}\, \right.\]
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
* Lưu ý: Khi thêm hệ số, các em ưu tiên thêm hệ số vào sản phẩm khử trước
+ Ở câu a là thêm 3 vào SO2 trước rồi sau đó mới bảo toàn S để thêm hệ số vào H2SO4
=> Do H2SO4 ngoài đóng vai trò là chất OXH ra, thì còn là chất môi trường [vẫn còn S+6 ở sản phẩm] nên ta không thể thêm hệ số vào H2SO4 ngay được
+ Ở câu b là thêm 5 vào Cl2 trước rồi sau đó mới bảo toàn Clo để thêm hệ số vào HCl
=> Do HCl ngoài đóng vai trò là chất khử ra, thì còn là chất môi trường [vẫn còn Cl- ở sản phẩm] nên ta không thể thêm hệ số vào HCl ngay được.
Ví dụ 2: Cân bằng phương trình phản ứng OXH Khử sau:
a, FeS2 + O2 \[\xrightarrow{{{t}^{0}}}\] Fe2O3 + SO2
b, FeS + H2SO4 Fe2[SO4]3 + SO2 + H2O
Hướng dẫn giải chi tiết:
Bước 1 : Xác định số oxi hóa, chất oxi hóa, chất khử
\[\overbrace {Fe{S_2}}^0{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {{O_2}}\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {F{e_2}}\limits^{ + 3} {\mkern 1mu} \mathop {{O_3}}\limits^{ - 2} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop S\limits^{ + 4} {\mkern 1mu} \mathop {{O_2}}\limits^{ - 2} {\mkern 1mu} \]
Chất oxi hóa : \[\mathop {{O_2}}\limits^0 {\mkern 1mu} \]
Chất khử : \[\overbrace {Fe{S_2}}^0\]
Bước 2 : Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử :
\[\overbrace{2FeS}^{0}\,\,\,\to \,\,\,\overset{+3}{\mathop{F{{e}_{2}}}}\,\,\,\,+\,\,\,\overset{+6}{\mathop{2S}}\,\,\,\,+\,\,\,18e\] [quá trình oxi hóa ]
\[\mathop {{O_2}}\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 4e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {2O}\limits^{ - 2} {\mkern 1mu} \][quá trình khử]
Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hóa và khử và cân bằng phương trình
2 \[\overbrace{2Fe{{S}_{2}}}^{0}\,\,\,\to \,\,\,\overset{+3}{\mathop{F{{e}_{2}}}}\,{{O}_{3}}\,\,\,+\,\,\,\overset{+4}{\mathop{4S}}\,{{O}_{2}}\,\,\,+\,\,\,22e\]
11 \[\mathop {{O_2}}\limits^0 {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 4e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {2O}\limits^{ - 2} {\mkern 1mu} \]
4FeS2 + 11O2 \[\xrightarrow{{{t}^{0}}}\] 2Fe2O3 + 8SO2
b. Bước 1: Xác định số OXH, Chất OXH, chất Khử
\[\overbrace {FeS}^0{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {{H_2}S{O_4}}\limits^{ + 6} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop {F{e_2}}\limits^{ + 3} {\mkern 1mu} [\mathop {\mathop S\limits^{ + 6} {\mkern 1mu} {O_4}{]_3}}\limits^{} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop S\limits^{ + 4} {\mkern 1mu} \mathop {{O_2}}\limits^{ - 2} {\mkern 1mu} + {H_2}O\]
Chất OXH: H2SO4
Chất khử: FeS
Bước 2: Viết quá trình OXH, quá trình Khử:
\[\overbrace{2FeS}^{0}\,\,\,\to \,\,\,\overset{+3}{\mathop{F{{e}_{2}}}}\,\,\,\,+\,\,\,\overset{+6}{\mathop{2S}}\,\,\,\,+\,\,\,18e\] [quá trình oxi hóa]
\[\mathop S\limits^{ + 6} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop S\limits^{ + 4} {\mkern 1mu} \] [quá trình khử]
Bước 3: Tìm hệ số 2 quá trình OXH và Khử và cân bằng phương trình
1 \[\overbrace{2FeS}^{0}\,\,\,\to \,\,\,\overset{+3}{\mathop{F{{e}_{2}}}}\,\,\,\,+\,\,\,\overset{+6}{\mathop{2S}}\,\,\,\,+\,\,\,18e\]
9 \[\mathop S\limits^{ + 6} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} + {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} 2e{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \to {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mathop S\limits^{ + 4} \]
\[2FeS + 10{H_2}S{O_4} \to F{e_2}{[S{O_4}]_3} + 9S{O_2} + 10{H_2}O\]
* Lưu ý: Trong phương trình này, H2SO4 vẫn đóng vai trò chất OXH và là chất môi trường, nên ta cần thêm hệ số vào SO2 trước, sau đó bảo toàn nguyên tố S rồi mới thêm hệ số cho H2SO4.