1. KIẾN THỨC CẦN NẮM
* Các phương pháp cân bằng quen thuộc như : phương pháp chẵn-lẻ, phương pháp BCNN, phương pháp suy luận cho nhận, cân bằng thập phân ... chỉ có hiệu quả tốt khi cân bằng một số phản ứng hóa học đơn giản.
Ví dụ:
1.1. Phương pháp suy luận cho - nhận:
RxOy + CO → R + CO2
Ta thấy : 1CO nhận 1O ( do oxit nhường )® 1CO2
Vì vậy, hệ số CO luôn bằng chỉ số Oxi trong oxit.
Phương trình :
RxOy + yCO → xR + yCO2
1.2. Phương pháp chẵn -lẻ:
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
Ta phát hiện : nguyên tử Oxi có số nguyên tử một bên chẵn, một bên lẻ: → 2Fe2O3
Kéo theo ảnh hưởng đến các nguyên tố khác : 4FeS2 → 8SO2 → 11O2
Phương trình:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
* Để cân bằng các phản ứng khó nhiều khi phải dùng tới các phương pháp đặc biệt.
Ví dụ như: phương pháp thăng bằng hóa trị, phương pháp đại số.
1.3. Phương pháp cân bằng đại số (thường áp dụng đối với các pư với chỉ số dạng chữ)
B1: Đặt các hệ a,b,c.d và thiết lập các đẳng thức toán để bảo toàn số nguyên tử mỗi nguyên tố.
( có thể cân bằng nhẩm trước đến khi thấy khó mới đặt ẩn cho các hệ số còn lại )
B2: Chọn nghiệm tự do cho 1 hệ số bất kỳ Þ các hệ số khác.
B3: Khử mẫu, nếu các hệ số dạng phân số.
Ví dụ 1:
aFeS2 + bO2 → cFe2O3 + dSO2
Ta có : a = 2c , 2a = d , 2b = 3c + 2d
Chọn : c = 1 → a =2 ; d = 4 ; b = 11/2 → c = 2 ; a = 4 ; d = 8 ; b = 11
Ví dụ 2:
CxHyOz + O2 → CO2 + H2O
Cân bằng nhẩm đối với C,H và đặt hệ số O2 là t
CxHyOz + t O2 → xCO2 + y/2H2O
Ta có : 2t + z = 2x + y/2 → t = (\(x + \frac{y}{4}\))
1.4. Phương pháp thăng bằng hóa trị
Phương pháp này có hiệu quả khi gặp các pư của kim loại, một số phi kim tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc ( không giải phóng H2).
B1: Xác định nguyên tố tăng và nguyên tố giảm hóa trị ( quy ước: hóa trị trong đơn chất là 0 )
B2: Thăng bằng tăng giảm: Lấy số hóa trị giảm làm hệ số nguyên tố tăng, lấy số hóa trị tăng làm hệ số nguyên tố giảm.
B3: Cộng thêm số nhóm thừa ở vừa phải cho vế trái ( thường gặp nhóm NO3 và SO4 ).
2. BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1) Cân bằng các phản ứng sau ( không được thay đổi các chỉ số x, y, z, t , n, m)
a) CxHyOzNt + O2 → CO2 + H2O + N2
b) FexOy + CO → FenOm + CO2
c) Zn + H2SO4 đặc nóng → ZnSO4 + H2O + SO2
d) Zn + HNO3 loãng → Zn(NO3)2 + H2O + NO
e) Zn + HNO3 đặc → Zn(NO3)2 + H2O + NO2
g) FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O + NO
Câu 2) Cân bằng các phản ứng hóa học sau đây ( không được thay đổi các chỉ số x,y )
a) P + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO
b) Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O + N2
c) FeS + HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + H2SO4 + H2O + NO ( FeS có hóa trị S là - 2 )
d) Fe3O4 + HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + H2O + NO2
e) Fe3O4 + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + H2O + SO2
g) FexOy + HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + H2O + NO
Câu 3) Cho sơ đồ phản ứng sau đây :
CuSO4 + Na2CO3 + H2O → Cux(CO3)y (OH)z + Na2SO4 + CO2
a) Cân bằng phản ứng trên.
b) Cho biết thành phần các hợp phần tạo nên kết tủa là : 57,66% Cu ; 27,03% CO3 ; 15,31% OH ( theo khối lượng ). Hãy xác định CTPT đơn giản của kết tủa.
c) Tính thể tích dung dịch Na2CO3 0,5M đủ để tác dụng với 300ml dung dịch CuSO4 0,4M theo phản ứng trên.
Hướng dẫn:
C1: Đặt các hệ số lần lượt là a,b,c,d,e,g.
Ta có : \(\left\{ \begin{array}{l}
a = e = b = dx = dy + g\\
2c = dz\\
3b + c = 3dy + dz + 2g
\end{array} \right.\) chọn a = 2x → \(\left\{ \begin{array}{l}
e = b = 2x\\
d = 2\\
c = z{\rm{ ; g = 2x - 2y }}
\end{array} \right.{\rm{ }}\)
PTHH là:
2xCuSO4 + 2xNa2CO3 + H2O → Cux(CO3)y (OH)z + xNa2SO4 + 2(x-y) CO2
C2 : Cân bằng nhẩm các phần : Na, Cu, SO4 , H ( vì các phần này không bị phân tán nhiều chỗ)
Đặt t là hệ số của CO2.
xCuSO4 + xNa2CO3 + z/2H2O → Cux(CO3)y (OH)z + xNa2SO4 + t CO2
Để bảo toàn số nguyên tử cacbon ta có : x = y + t → t = (x – y ).
Câu 4) Cân bằng các phản ứng sau đây :
a) FexOy + HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + H2O + NO2
b) FeS + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + H2O + SO2 ( trong FeS : hóa trị S là -2 )
c) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
d) Fe + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + H2O + SO2
e) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O + NH4NO3 (xem N trong NH4NO3 có hóa trị I )
g) FexOy + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + H2O + SO2
h) FexCuy Sz + O2 → Fe2O3 + CuO + SO2
Hướng dẫn:
\(\mathop {Fe}\limits^{ + 2} \mathop S\limits^{ - 2} \) → \(\mathop {F{e_2}}\limits^3 {\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}}\) + \(\mathop {\rm{S}}\limits^4 {{\rm{O}}_{\rm{2}}}\) ( tăng 7 )
\({{\rm{H}}_{\rm{2}}}\mathop {\rm{S}}\limits^6 {{\rm{O}}_{\rm{4}}}\) → \(\mathop {\rm{S}}\limits^4 {{\rm{O}}_{\rm{2}}}\) ( giảm 2)
Tổng hợp ta có : 2FeS + 7H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2
Bù 3(SO4) cho vế trái và cân bằng H2O ta được:
2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O
Câu 5) Hòa tan a gam một oxit sắt FexOy vào trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì thu được khí SO2 duy nhất.Mặt khác, nếu khử hoàn toàn a gam oxit sắt trên bằng khí CO, hòa tan lượng sắt tạo thành trong dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thu được lượng SO2 gấp 9 lần lượng SO2 ở thí nghiệm trên.
a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong hai thí nghiệm trên.
b) Xác định định công thức hóa học của oxit sắt.
Hướng dẫn :
2FexOy + (6x -2y )H2SO4 ( đặc) → xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2 + (6x -2y )H2O (1)
a (mol) → \(\frac{{{\rm{a }}\left( {{\rm{3x}} - {\rm{2y}}} \right)}}{2}\) (mol)
FexOy + yH2 → xFe + yH2O (2)
a (mol) → ax (mol)
2Fe + 6H2SO4 ( đặc) →Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (3)
ax (mol) → 1,5 ax ( mol)
Theo đề bài : \({n_{S{O_2}}}(3) = 9 \cdot {n_{S{O_2}}}(1)\) nên ta có :
\(\frac{{1,5ax}}{{a(3x - 2y)}} \cdot 2 = 9\) → (\frac{x}{y} = \frac{{18}}{{24}} = \frac{3}{4}\) → CTPT của oxit sắt là : Fe3O4.
Trên đây là trích dẫn nội dung Các phương pháp nâng cao về cân bằng phản ứng môn Hóa học 10 năm 2021, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
