Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron.

Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp thăng bằng electron lớp 10 (cách giải + bài tập)

I. Lý thuyết và phương pháp giải

- Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học xảy ra đồng thời quá trình quá trình nhường electron và quá trình nhận electron.

Dấu hiệu để nhận biết phản ứng oxi hóa – khử là có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử.

- Phương pháp thăng bằng electron được dùng để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo nguyên tắc: “Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận”.

Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học của phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron: NH₃ + O₂ $\stackrel{t^o,xt,p}{\to }$ NO + H₂O.

+ Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa, chất khử:

$\stackrel{-3}{N}{H}_3+{\stackrel{0}{O}}_2\stackrel{t^o,xt,p}{\to }\stackrel{+2}{N}\stackrel{-2}{O}+H_2\stackrel{-2}{O}$

NH₃: chất khử; O₂: chất oxi hóa.

+ Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử:

$\begin{array}{c}\stackrel{-3}{N}\to \stackrel{+2}{N}+5e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

+ Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

+ Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính ra hệ số của các chất khác có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

4NH₃ + 5O₂ $\to$ 4NO + 6H₂O

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đèn xì oxygen – acetylene để hàn và cắt kim loại. Phản ứng cháy giữa oxygen và acetylene xảy ra theo phương trình:

${\text{C}}_2{\text{H}}_2{\text{+ O}}_2\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }{\text{CO}}_2{\text{+ H}}_2\text{O}$

Hoạt động này giúp cho việc xây dựng, lắp ráp và uốn cắt kim loại dễ dàng hơn rất nhiều. Lập phương trình hóa học của phản ứng hóa học trên bằng phương pháp thăng bằng electron.

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, xác định chất khử, chất oxi hóa:

${\stackrel{-1}{\text{C}}}_2{\stackrel{}{\text{H}}}_2\text{+}{\stackrel{0}{\text{O}}}_2\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }\stackrel{+4}{\text{C}}{\stackrel{-2}{\text{O}}}_2{\text{+ H}}_2\stackrel{-2}{\text{O}}$

Chất khử: C₂H₂; chất oxi hóa: O₂.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa và quá trình khử:

Quá trình oxi hóa: $\text{2}\stackrel{\text{-1}}{\text{C}}\to \text{2}\stackrel{\text{+4}}{\text{C}}\text{+}10\text{e}$

Quá trình khử: ${\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}$

Bước 3: Nhân hệ số thích hợp vào các quá trình sao cho tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

Bước 4: Đặt các hệ số vào sơ đồ phản ứng. Cân bằng số lượng nguyên tử của các nguyên tố còn lại.

${\stackrel{-1}{\text{2C}}}_2{\stackrel{}{\text{H}}}_2\text{+}{\stackrel{0}{\text{5O}}}_2\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }\stackrel{+4}{\text{4C}}{\stackrel{-2}{\text{O}}}_2{\text{+ 2H}}_2\stackrel{-2}{\text{O}}$

Ví dụ 2: Để điều chế khí chlorine (Cl₂) trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho potassium permanganate (KMnO₄) tác dụng với hydrogen chloride (HCl):

${\text{KMnO}}_4\text{+ HCl}\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }{\text{KCl + MnCl}}_{\text{2}}{\text{+ Cl}}_{\text{2}}{\text{+ H}}_{\text{2}}\text{O}$

Lập phương trình hóa học của phản ứng hóa học trên bằng phương pháp thăng bằng electron.

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, xác định chất khử, chất oxi hóa

$\text{K}\stackrel{+7}{\text{Mn}}{\text{O}}_4\text{+ H}\stackrel{-1}{\text{Cl}}\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }\text{KCl +}\stackrel{+2}{\text{Mn}}{\text{Cl}}_{\text{2}}\text{+}{\stackrel{0}{\text{Cl}}}_{\text{2}}{\text{+ H}}_{\text{2}}\text{O}$

Chất oxi hóa: KMnO₄; chất khử: HCl

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử

Quá trình oxi hóa: $\text{2}\stackrel{\text{-1}}{\text{Cl}}\to \stackrel{0}{{\text{Cl}}_{\text{2}}}\text{+}2\text{e}$

Quá trình khử: $\stackrel{\text{+7}}{\text{Mn}}\text{+ 5e}\stackrel{\text{+2}}{\to \text{Mn}}$

Bước 3: Nhân hệ số thích hợp vào các quá trình sao cho tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.

Bước 4: Đặt các hệ số vào sơ đồ phản ứng. Cân bằng số lượng nguyên tử của các nguyên tố còn lại.

$\text{2K}\stackrel{+7}{\text{Mn}}{\text{O}}_4\text{+ 16H}\stackrel{-1}{\text{Cl}}\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }\text{2KCl + 2}\stackrel{+2}{\text{Mn}}{\text{Cl}}_{\text{2}}\text{+ 5}{\stackrel{0}{\text{Cl}}}_{\text{2}}{\text{+ 8H}}_{\text{2}}\text{O}$

III. Bài tập minh họa

Câu 1: Phản ứng nào sau đây thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử?

A. ${\text{2Al(OH)}}_{\text{3}}\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }{\text{Al}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}{\text{+ 3H}}_{\text{2}}\text{O}$.

B.${\text{CaCO}}_{\text{3}}\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }{\text{CaO + CO}}_{\text{2}}\uparrow$.

C. CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O.

D. Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂.

Câu 2: Phản ứng nào sau đây không có sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tố Mn?

A. $Mn{O}_2+4HCl\stackrel{t°}{\to }MnC{l}_2+C{l}_2+2H_{2}O$

B. Mn + O₂ → MnO₂

C. 2HCl + MnO → MnCl₂ + H₂O

D. 6KI + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3I₂ + 2MnO₂ + 8KOH.

Câu 3:Cho phản ứng: FeO + HNO_{3 $\to$} Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O. Trong phản ứng này có bao nhiêu phân tử HNO₃ đóng vai trò là chất oxi hóa?

A. 1.

B. 4.

C. 8.

D. 10.

Câu 4: Copper(II) oxide (CuO) bị khử bởi ammonia (NH₃) theo phản ứng sau :

${\text{NH}}_{\text{3}}\text{+ CuO}\stackrel{{\text{t}}^{\text{0}}}{\to }{\text{Cu + N}}_{\text{2}}{\text{+ H}}_{\text{2}}\text{O}$

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là?

A. 11.

B. 12.

C. 13.

D. 14.

Câu 5: Trong giai đoạn đầu sản xuất nitric acid từ ammonia. Ammonia bị oxi hóa bởi oxygen ở nhiệt độ cao khi có chất xúc tác.

${\text{NH}}_{\text{3}}{\text{+ O}}_{\text{2}}\underset{\text{p}}{\overset{{\text{xt,t}}^{\text{0}}}{\to }}{\text{NO + H}}_{\text{2}}\text{O}$

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là?

A. 18.

B. 19.

C. 20.

D. 21.

Câu 6: Trong quá trình sản xuất gang thép, ở giai đoạn đầu của quá trình xảy ra phản ứng đốt cháy quặng pyrite

FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂.

Tổng hệ số khi cân bằng các chất là (các hệ số là số nguyên tối giản)?

A. 21.

B. 23.

C. 25.

D. 27.

Câu 7: Thực hiện các phản ứng sau:

(a) Ca(OH)₂ + Cl₂ → CaOCl₂ + H₂O

(b) $3C{l}_2+6KOH\stackrel{t°}{\to }5KCl+KCl{O}_3+3H_{2}O$

(c) Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃

(d) $2KCl{O}_3\stackrel{t°}{\to }2KCl+3O_2$

Số phản ứng chlorine đóng vai trò chất oxi hóa là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Câu 8: Trong quá trình sản xuất nitric acid xảy ra những quá trình sau đối với nitrogen

${\text{N}}_{\text{2}}\stackrel{\text{(1)}}{\to }{\text{NH}}_{\text{3}}\stackrel{\text{(2)}}{\to }\text{NO}\stackrel{\text{(3)}}{\to }{\text{NO}}_{\text{2}}\stackrel{\text{(4)}}{\to }{\text{HNO}}_{\text{3}}$

Số phản ứng nguyên tố nitrogen đóng vai trò chất khử là?

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 9: Trong môi trường acid, dichromate (${\text{Cr}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{7}}^{\text{2-}}$) có màu da cam chuyển hóa thành Cr³⁺ có màu xanh. Phản ứng này dùng kiểm tra nồng độ athanol (nồng độ cồn C₂H₅OH).

${\text{3CH}}_{\text{3}}{\text{CH}}_{\text{2}}{\text{OH + Cr}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{7}}^{\text{2-}}{\text{+ 8H}}^{\text{+}}\stackrel{}{\to }{\text{3CH}}_{\text{3}}{\text{CHO + 2Cr}}^{\text{3+}}{\text{+ 7H}}_{\text{2}}\text{O}$

Quá trình khử (sự khử) trong phản ứng trên là?

A. $\stackrel{+6}{\text{Cr}}\text{+ 3e}\stackrel{}{\to }\stackrel{+3}{\text{Cr}}$.

B.$\stackrel{-1}{\text{C}}\stackrel{}{\to }\text{2e +}\stackrel{+1}{\text{C}}$.

C. $\stackrel{+7}{\text{Cr}}\text{+ 4e}\stackrel{}{\to }\stackrel{+3}{\text{Cr}}$.

D.$\stackrel{-1}{\text{C}}\stackrel{}{\to }\text{5e +}\stackrel{+4}{\text{C}}$.

Câu 10: Cho phản ứng sau:

KMnO₄ + KNO₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + KNO₃ + K₂SO₄ + H₂O

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là?

A. 21.

B. 23.

C. 25.

D. 27.

Câu 11: Cho phản ứng sau:

Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là

A. 53.

B. 54.

C. 55.

D. 56.

Câu 12: Cho phản ứng sau:

H₂C₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → CO₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là

A. 54.

B. 51.

C. 52.

D. 53.

Câu 13: Cho phản ứng sau:

${\text{I}}^{\text{-}}{\text{+ MnO}}_{\text{2}}{\text{+ H}}^{\text{+}}{\text{+ SO}}_{\text{4}}^{\text{2-}}\stackrel{}{\to }{\text{I}}_{\text{2}}{\text{+ Mn}}^{\text{2+}}{\text{+ HSO}}_{\text{4}}^{\text{-}}{\text{+ H}}_{\text{2}}\text{O}$

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là

A. 15.

B. 16.

C. 17.

D. 18.

Câu 14: Cho phản ứng hydrazine (N₂H₄) tác dụng với KBrO₃ như sau:

KBrO₃ + N₂H₄ → KBr + N₂ + H₂O

Tổng hệ số cân bằng (tối giản) của phản ứng là

A. 15.

B. 16.

C. 17.

D. 18.

Câu 15: Cho các phản ứng hóa học sau:

(a) CaCO₃ $\stackrel{t°}{\to }$ CaO + CO₂

(b) CH_{4 $\stackrel{t°}{\to }$} C + 2H₂

(c) 2Al(OH)₃ $\stackrel{t°}{\to }$ Al₂O₃ + 3H₂O

(d) 2NaHCO_{3 $\stackrel{t°}{\to }$} Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Số phản ứng có kèm theo sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử là

A. 2

B. 3

C. 1

D. 4

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Bài tập về phản ứng oxi hóa - khử
• Trắc nghiệm lí thuyết Năng lượng hóa học
• Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành
• Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết
• Trắc nghiệm lí thuyết Tốc độ phản ứng hóa học

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---