Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

PHẦN A : PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn chủ đề :
Trong giảng dạy và học tập mơn hóa học, việc viết đúng và cân bằng phương trình
phản ứng đóng vai trị rất quan trọng. Bởi vì chỉ viết và cân bằng đúng thì việc tính tốn
mới chính xác và tiết kiệm thời gian.
Nhưng để hiểu, nhớ và vận dụng bài một cách tốt nhất và hiệu quả nhất thì khơng phải
là một điều đơn giản.
Thực tế cho thấy, cách tốt nhất để các em có thể hiểu và vận dụng kiến thức đã học là
giải bài tập. Nhưng cũng có một vấn đề đặt ra là quá nhiều bài tập nên các em không
thể nào giải hết được. Các em chỉ làm được những bài quen thuộc và khá lúng túng khi
gặp những bài tập mới mặc dù khơng khó, ngun nhân là do các em khơng nhìn ra
được dạng tốn, chưa có cái nhìn hệ thống và phương pháp giải cho các dạng bài tập
này.
Nếu chúng ta có thể hệ thống hóa lý thuyết và đưa ra các phương pháp giải cho từng
dạng bài tập thì học sinh dễ dàng tiếp thu bài, hiểu rõ bài hơn và đặc biệt, có khã năng
vận dụng kiến thức đã học để giải các bài tập liên quan.
Từ những thực tế đó, tôi quyết định chọn chủ đề : “Các phương pháp cân bằng

phản ứng oxi hóa khử”
Tuy là một phần nhỏ trong một thế giới rộng lớn của các bài tập hóa học nói chung
nhưng tơi nghĩ nó cũng sẽ đáp ứng được phần nào yêu cầu về các dạng bài tập trong
chương trình hóa học THPT

II. Mục đích của chủ đề :
Nhằm giúp học sinh có cái nhìn hệ thống về lý thuyết và bài tập Hóa học trong dạng
tốn cân bằng phản ứng oxi hóa khử trong chương trình Hóa học phổ thơng, từ đó
khơng những giúp các em có thể giải tốt các bài tập dạng này mà còn tạo điều kiện nâng
cao hiệu quả giảng dạy ở trường phổ thông.

III. Nhiệm vụ của chủ đề :

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

1


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

 Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập Hóa học.
 Tóm tắt lý thuyết, phân loại và các phương pháp để cân bằng phản ứng oxi hóa khử

IV. Khách thể và đối tượng nghiên cứu :
 Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy và học Hóa học ở trường trung học phổ thông
 Đối tượng nghiên cứu: Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử

V. Phạm vi nghiên cứu :
Chương trình Hóa học trung học phổ thơng: Chương trình hóa hữu cơ lớp 10

VII. Giả thuyết khoa học :
Nếu hiểu rõ lý thuyết, nắm vững phương pháp giải bài tập để cân bằng phản ứng oxi
hóa khử trong chương trình Hóa học THPT sẽ giúp giáo viên và học sinh hệ thống
hóa và và hiểu sâu sắc dạng bài tập này, là bước khởi dầu vững cho việc dạy học mơn
hóa ở trường THPT

VIII. Phương tiện và phương pháp nghiên cứu :
1. Phương tiện :
 Các tài liệu liên quan đến lý thuyết và bài tập Hóa học cân bằng phản ứng oxi hóa khử
 Các phương tiện thông tin: Internet


2. Phương pháp :
 Đọc tài liệu, phân tích tổng hợp lý thuyết và đề xuất các phương pháp giải
 Đưa ra các dạng bài tập tiêu biểu để minh họa và sau đó có bài tập tượng tự

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

2


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

PHẦN B : XÂY DỰNG NỘI DUNG LÝ THUYẾT
I. Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử :
1. Số oxi hóa :
Để thuận tiện khi xem xét phản ứng oxi hoá - khử và tính chất của các nguyên tố,
người ta đưa ra khái niệm số oxi hố (cịn gọi là mức oxi hố hay điện tích hố trị). Số
oxi hố là điện tích quy ước mà ngun tử có được nếu giả thuyết rằng cặp e liên kết
(do 2 nguyên tử góp chung) chuyển hồn tồn về phía ngun tử có độ âm điện lớn
hơn.

2. Quy tắc xác định số oxi hóa :
- Tổng đại số số oxi hố 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. Ví dụ trong ion HSO-4, số oxi hoá của H là +1, của O là -2 của S là +6.
1 + 6 + (-2. 4) = - 1.
- Trong đơn chất, số oxi hố của các ngun tử bằng 0.
Ví dụ: Trong Cl2, số oxi hoá của Cl bằng 0.
- Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số ngun tố có trị số khơng đổi như sau.
+ Kim loại kiềm luôn bằng +1.
+ Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2.

+ Oxi ( trừ trong peoxit bằng - 1) luôn bằng - 2.
+ Hiđro ( trừ trong hiđrua kim loại bằng - 1) luôn bằng - 2.
+ Al thường bằng +3.
Chú ý: Dấu của số oxi hoá đặt trước giá trị, cịn dấu của ion đặt sau giá trị.
Ví dụ:

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

3


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

3. Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử :
- Phản ứng oxi hố - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi e giữa các nguyên tử
hoặc ion của các chất tham gia phản ứng, do đó làm thay đổi số oxi hố của chúng.
Ví dụ:

- Chất nhường e gọi là chất khử (hay chất bị oxi hoá).
Chất thu e gọi là chất oxi hoá (hay chất bị khử).

- Q trình kết hợp e vào chất oxi hố được gọi là sự khử chất oxi hố

Q trình tách e khỏi chất khử được gọi là sự oxi hoá chất khử:

4. Các phương trình phản ứng oxi hóa khử thường gặp :
Để viết được các phản ứng oxi hóa khử thì chúng ta cần biết một số chất oxi hóa và một
số chất khử thường gặp. Chất oxi hóa sau khi bị khử thì tạo thành chất khử liên hợp
(chất khử tương ứng); cũng như chất khử sau khi bị oxi hóa thì tạo thành chất khử liên
hợp (chất khử tương ứng). Ta phải biết các chất khử và chất oxi hóa tương ứng thì mới

viết được phản ứng oxi hóa khử.

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

4


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

 Các chất oxi hóa thường gặp :
- Các hợp chất của mangan: KMnO4, K2MnO4, MnO2 (MnO4-, MnO42-, MnO2)
+7

+6

+4

- KMnO4, K2MnO4, MnO2 trong môi trường axit (H) thường bị khử thành muối
Mn2+
Thí dụ:

+7
2 KMnO4

+2

+2

+3


+ 10 FeSO4 + 8 H2SO4 → 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8

H2 O
Kali pemanganat Sắt (II) sunfat

Mangan (II) sunfat Sắt (III) sunfat

Thuốc tím
(Chất oxi hóa) (Chất khử)

- KMnO4 trong mơi trường trung tính (H2O) thường bị khử thành mangan đioxit
(MnO2)
Thí du:
+7
2KMnO4

+4
+

+4

4K2SO3

+

H2O →

Kali pemanganat Kali sunfit
(Chất oxi hóa)


+6

MnO2

+ K2SO4

+ KOH

Man ganđioxit Kali sunfat

(Chất khử)

- KMnO4 trong mơi trường bazơ (OH-) thường bị khử tạo K2MnO4
Thí dụ:
+7
2 KMnO4

+4
+

K2SO3

+6
+

2 KOH

→

2 K2MnO4


Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

+4
+

K2SO4 + H2O

5


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Kali pemanganat Kali sunfit
(Chất oxi hóa)

Kali manganat

Kali sunfat

(Chất khử)

- Hợp chất của crom: K2Cr2O7; K2CrO4 (Cr2O72-; CrO42-)
K2Cr2O7 (Kali đicromat; Kali bicromat), K2CrO4 (Kali cromat) trong môi trường axit
(H+) thường bị khử thành muối crom (III) (Cr3+)
Thí dụ:
+6

+2


+3

+3

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Kali đicromat Sắt (II) sunfat

Crom (III) sunfat Sắt (III) sunfat

(Chất oxi hóa) (Chất khử)
Trong mơi trường trung tính, muối cromat (CrO42-) thường bị khử tạo crom (III)
hiđroxit (Cr(OH)3)

Thí dụ:
+6
2KCrO4

-2
+

0

3(NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH

Kali cromat Amoni sunfua
(Chất oxi hóa)

+3

Crom (III) hiđroxit Lưu huỳnh


(Chất khử)

- Axit nitric (HNO3), muối nitrat trong môi trường axit (NO3-/H+)
+5

+4

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

6


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

- HNO3 đậm đặc thường bị khử tạo khí màu nâu nitơ đioxit NO2. Các chất khử
thường
bị HNO3 oxi hóa là: Các kim loại, các oxit kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO,
Fe3O4), một số phi kim (C, S, P), một số hợp chất của phi kim có số oxi hóa thấp nhất
hay trung gian (H2S, SO2, SO32-, HI), một số hợp chất của kim loại trong đó kim loại
có số oxi hóa trung gian (Fe2+, Fe(OH)2
Thí dụ:

0

+5

Fe

+3


+4

+ 6 HNO3 (đ, nóng) → Fe(NO3)3

Sắt

Axit nitric

+

Sắt (III) nitrat

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

3 NO2

+ 3 H2O

Nitơ đioxit

(Khí có mùi hắc, màu nâu)

- HNO3 lỗng thường bị khử thành NO (khí nitơ oxit). Các chất khử thường gặp là:
các kim loại, các oxit kim loại hay hợp chất kim loại có số oxi hóa trung gian (FeO,
Fe(OH)2, Fe3O4, Fe2+), một số phi kim (S, C, P), một số hợp chất của phi kim trong đó
phi kim có số oxi hố thấp nhất có số oxi hóa trung gian (NO2-, SO32-).
Thí dụ:
0


+5

Fe

+

Bột sắt

4HNO3(l)

+3
→

Axit nitric (lỗng)

+2

Fe(NO3)3

+

Sắt (III) nitrat

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

NO

+

2H2O


Nitơ oxit

(Khí khơng có, khơng khơng có màu)

- Muối nitrat trong mơi trường axit (NO3-/H+) giống như HNO3 lỗng, nên nó oxi
hóa được các kim loại tạo muối, NO3- bị khử tạo khí NO, đồng thời có sự tạo nước
(H2O)
Thí dụ:
0

+5
2NO3- +

8H+

→

+2

+2

3Cu2+

+ 2NO +

3Cu

+


Đồng

Muối nitrat trong môi trường axit Muối đồng (II)
Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

4H2O

7


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

(Chất khử) (Chất oxi hóa)

(Dung dịch có màu xanh lam)

Khí NO khơng màu thốt ra kết hợp với O2 (của khơng khí) tạo khí NO2 có màu
nâu đỏ

- Axit sunfuric đậm đặc nóng, H2SO4(đ, nóng); Khí sunfurơ (SO2)
+6

+4

- H2SO4 (đ, nóng) thường bị khử tạo khí SO2. Các chất khử thường tác dụng với
H2SO4(đ, nóng) là: các kim loại, các hợp chất của kim loại số oxi hóa trung gian
(như FeO, Fe3O4), một số phi kim (như C, S, P), một số hợp chất của phi kim (như
HI, HBr, H2S)
Thí dụ:
0

Cu

+6
+

Đồng
(Chất khử)

2H2SO4(đ, nóng)

+2
→

Axit sunfuric (đặc, nóng)

CuSO4

+4
+

SO2

+ 2H2O

Đồng (II) sunfat Khí sunfurơ

(Chất oxi hóa)

Các kim loại mạnh như Mg, Al, Zn khơng những khử H2SO4 đậm đặc, nóng thành
SO2 mà cịn thành S, H2S. H2SO4 đậm đặc nhưng nếu lỗng bớt thì sẽ bị khử tạo

lưu
huỳnh (S) hay hợp chất của lưu huỳnh có số oxi hóa thấp hơn (H2S). Nguyên nhân
của tính chất trên là do kim loại mạnh nên dễ cho điện tử (để H2SO4 nhận nhiều
điện
tử) và do H2SO4 ít đậm đặc nên nó khơng oxi hóa tiếp S, H2S.
- Khí sunfurơ (SO2) oxi hóa được các chất khử mạnh như các hợp chất của phi kim
có số oxi hoá thấp (như H2S, CO), một số phi kim (như H2, C), các kim loại mạnh
(như Na, K, Ca, Ba, Mg). Nếu SO2 là chất oxi hóa thì nó thường bị khử tạo S.

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

8


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

+4

-2

SO2

+

0

H 2S

Khí sunfurơ


→

S

+

Khí hiđro sunfua

(Chất oxi hóa)
Khí mùi hắc

H2 O

Lưu huỳnh

(Chất khử)
Khí có mùi trứng thúi

Chất rắn, màu vàng nhạt

Khác với HNO3, dung dịch H2SO4 lỗng là a xit thơng thường (tác nhân oxi hóa là
H+), chỉ dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng mới là axit có tính oxi hóa mạnh (tác
nhân oxi hóa là SO42-). Trong khi dung dịch HNO3 kể cả đậm đặc lẫn lỗng đều là
axit có tính o xi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa là NO3Thí dụ:
0

+6

Fe


+

H2SO4(l)

0
+

0

FeSO4

+

6H2SO4(đ, nóng)

→

→

+ NO +

+3

6HNO3(đ, nóng)

→

+ 3SO2

+


6H2O

+2

Fe(NO3)3

+5

+4

Fe2(SO4)3

+3

+ 4HNO3(l)

+

H2
+3

+5

0
Fe

→

0


+6

2Fe

Fe

+2

Fe(NO3)3

2H2O
+4

+

3NO2

+

3H2O

Ba kim loại Al, Fe, Cr khơng bị hịa tan trong dung dịch H2SO4 đậm đặc nguội
(cũng như trong dung dịch HNO3 đậm đặc nguội) (bị thụ động hóa, trơ)
- Ion H+
Ion H+ của axit thơng thường oxi hóa được các kim loại đứng trước H trong dãy

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

9



Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử
+

thế điện hóa. Ion H bị khử tạo khí H2, cịn kim loại bị khử tạo muối tương ứng (ion
kim loại).

K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au

Thí dụ:
Zn

+

0
Zn
(Chất khử)

II.

2HCl

→

ZnCl2

+1
+


+

H2
+2

2H+

→

(Chất oxi hóa)

Zn2+

0
+

(Chất oxi hóa)

H2
(Chất khử)

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử :
a. Nguyên tắc khi cân bằng :
Tổng số e mà chất khử cho phải bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận và số nguyên
tử của mỗi nguyên tố được bảo toàn.

b. Các bước tiến hành cân bằng phản ứng :
1) Viết phương trình phản ứng, nếu chưa biết sản phẩm thì phải dựa vào điều kiện
cho ở đề bài để suy luận.
2) Xác định số oxi hoá của các ngun tố có số oxi hố thay đổi. Đối với những

ngun tố có số oxi hố khơng thay đổi thì khơng cần quan tâm.
3) Viết các phương trình e (cho - nhận e).
4) Cân bằng số e cho và nhận.
5) Đưa hệ số tìm được từ phương trình e vào phương trình phản ứng.
6) Cân bằng phần khơng tham gia q trình oxi hố - khử.

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

10


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Ví dụ Cho miếng Al vào dung dịch axit HNO3 loãng thấy bay ra chất khí khơng
màu, khơng mùi, khơng cháy, nhẹ hơn khơng khí, viết phương trình phản ứng và
cân bằng.
Giải: Theo đầu bài, khí bay ra là N2.
Phương trình phản ứng (bước 1):

Bước 5:

Bước 6: Ngoài 6 HNO3 tham gia q trình oxi hố - khử cịn 3.10 = 30 NO3 tạo
thành muối nitrat (10 l(NO3)3).
Vậy tổng số phân tử HNO3 là 36 và tạo thành 18 2O.
Phương trình cuối cùng:

Dạng ion:

 Chú ý: Đối với những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tố ở nhiều
số oxi hố khác nhau, ta có thể viết gộp hoặc viết riêng từng phản ứng đối với từng

sản phẩm, sau đó nhân các phản ứng riêng với hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu bài.
Cuối cùng cộng gộp các phản ứng lại.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng:

Giải
Các phản ứng riêng (đã cân bằng theo nguyên tắc trên):

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

11


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với 9 rồi cộng 2 phương trình lại:

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

12


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

PHẦN C : CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG CỤ THỂ
I. Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử:

1. Phương pháp cân 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 :

+ Viết phương trình phản ứng xảy ra với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu đầu bài yêu
cầu bổ sung phản ứng, rồi mới cân bằng).
+ Tính số oxi hóa của ngun tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi hóa, chất
khử.

+ Viết phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (Phản ứng oxi hóa, phản ứng khử).
Chỉ cần viết nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi, với số oxi hóa được
để bên trên. Thêm hệ số thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa
thay đổi hai bên bằng nhau.

+ Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử bằng số điện tử nhận
của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử bằng số oxi hóa giảm của chất oxi
hóa) bằng cách them hệ số thích hợp.

+ Phối hợp các phản ứng cho, nhận điện tử; các hệ số cân bằng tìm được; và phản ứng
lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu.

+ Cuối cùng cân bằng các nguyên tố cịn lại (nếu có) như phản ứng trao đổi.

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

13


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

- Lưu ý:
Khi viết các q trình oxi hố và q trình khử của từng nguyên tố, cần theo đúng chỉ
số qui định của ngun tố đó.
+ Ví dụ:

Fe

+

H2SO4 đặc nóng

→

Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Fe0 → Fe+3 + 3e
1 x 2 Fe0 → 2Fe+3 + 6e
3 x S+6 + 2e → S+4
2 Fe

+

6 H2SO4

→

Fe2(SO4)3

+

3SO2 + 6H20

- Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng điện tử.
+Thí dụ 1
+7


+2

KMnO4

+2

+ FeSO4

+ H2SO4

MnSO4

+3
+ Fe2(SO4)3

+

K2SO4
+ H 2O

Chất oxi hóa

Chất khử

+7
2

+2


Mn + 5e-

+2
5

2KMnO4

Mn

(phản ứng khử)

+3

2Fe - 2e-

2Fe

(+4)

(+6)

+ 10FeSO4 + H2SO4

(Phản ứng oxi hóa)

2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4

+

H 2O


Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

14


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Thí dụ 2:

-1

+6

+1

CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4

+3

CH3 -CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +
H 2O

Chất khử

Chất oxi hóa

-1
3


C

+1
2e-

-

C

+6

(Phản ứng oxi hóa)

+3
6e -

2Cr +
(+12)

2Cr (Phản ứng khử)
(+6)

3CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + H2SO4

3CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

3CH3-CH2-OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4

3CH3-CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O


2. Phương pháp cân bằng ion – electron :
- Phạm vi áp dụng: Đối với các quá trình xảy ra trong dung dịch, có sự tham gia
của môi trường (H2O, dung dịch axit hoặc bazơ tham gia).
- Các ngun tắc:
• Nếu phản ứng có axit tham gia: vế nào thừa O phải thêm H+ để tạo H2O và ngược
lại.
•Nếu phản ứng có bazơ tham gia: vế nào thừa O phải thêm H2O để tạo ra OH-

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

15


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

- Các bước cân bằng :
+ Viết phương trình phản ứng với đầy đủ tác chất, sản phẩm (nếu chưa có phản ứng
sẵn).

+ Tính số oxi hóa của các ngun tố có số oxi hóa thay đổi. Nhận diện chất oxi hóa,
chất khử.

+ Viết dưới dạng ion chất nào phân ly được thành ion trong dung dịch. (Chất nào
không phân ly được thành ion như chất khơng tan, chất khí, chất khơng điện ly, thì để
ngun dạng phân tử hay ngun tử). Tuy nhiên chỉ giữ lại những ion hay phân tử nào
chứa nguyên tố có số oxi hóa thay đổi (ion hay phân tử nào chứa nguyên tố có số oxi
hóa khơng thay đổi thì bỏ đi).

+ Viết các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử (chính là các phản ứng oxi hóa, phản
ứng khử). Viết nguyên cả dạng ion hay phân tử, với số oxi hóa để bên trên. Thêm hệ số

thích hợp để số nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi hai bên bằng nhau.

+ Cân bằng số điện tử cho, nhận. Số điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử
nhận của chất oxi hóa (Hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng
số oxi hóa giảm của chất oxi hóa) bằng cách nhân hệ số thích hợp. Xong rồi cộng vế
với vế các phản ứng cho, phản ứng nhận điện tử.

+ Cân bằng điện tích. Điện tích hai bên phải bằng nhau. Nếu khơng bằng nhau thì
thêm vào ion H+ hoặc ion OH- tùy theo phản ứng được thực hiện trong môi trường axit
hoặc bazơ. Tổng quát thêm H+ vào bên nào có axit (tác chất hoặc sản phẩm); Thêm
OH- vào bên nào có bazơ. Thêm H2O phía ngược lại để cân bằng số nguyên tử H (cũng
là cân bằng số nguyên tử O).

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

16


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

+ Phối hợp hệ số của phản ứng ion vừa được cân bằng xong với phản ứng
lúc đầu để bổ sung hệ số thích hợp vào phản ứng lúc đầu (Chuyển phản ứng dạng ion
trở lại thành dạng phân tử).

+ Cân bằng các ngun tố cịn lại, nếu có, như phản ứng trao đổi.

- Các thí dụ: Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion electron

Thí dụ 1:
+7


+2

KMnO4

+2

+ FeSO4 + H2SO4

Chất oxi hóa

MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Chất khử

7

2

+2

MnO4- +

5e-

+2
5

+3


2Fe2+ (+4)

Mn2+

(Phản ứng khử )

+3
2e-

2Fe3+

(Phản ứng oxi hóa )

(+6)

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

17


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

2MnO4-

+

10Fe2+

2Mn2+


Điện tích :2(-1) + 10(+2)

2(+2)

10Fe3+

+
+

10(+3)

+18

+34

+ 16H+

+ 8H2O

2KMnO4 + 10Fe2(SO4)3 + 8H2SO4

2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O

Thí dụ 2:

+7

+4

+6


KMnO4 + K2SO3
Chất oxi hóa

+ KOH

MnO42- +

+7

+ H2O

SO42-

+6

MnO4- +

e-

+4
SO32-

+ K2SO4

Chất khử

MnO4- + SO32-

2


K2MnO4

+6

MnO42-

(Phản ứng khử )

+6
-

2e-

SO42-

(Phản ứng oxi hóa )

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

18


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

2MnO4-

SO32-

+


2MnO42- +

Điện tích : 2(-1) + 1(-2)

2(-2)

SO 2-

+ 1(-2)

-4

-6

2MnO4- +

SO32- + 2OH-

2KMnO4 +

K2SO4 + 2KOH

2MnO42- + SO42
2K2MnO4

+

+


H2O

K2SO4 +

H2 O

II. Các dạng phản ứng oxi hóa khử phức tạp :
1. Phản ứng oxi hóa khử có hệ số bằng chữ :
- Nguyên tắc: Cần xác định đúng sự tăng giảm số oxi hố của các ngun tố
- Ví dụ:
Fe3O4

+ HNO3 →

(5x – 2y) x

1x

x

Fe(NO3)3 +

NxOy +

H20

3Fe+8/3 → 3Fe3 + e
N+5 + (5x – 2y)e → xN+2y/x

(5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y) HNO3 → (15x-6y) Fe(NO3)3 + NxOy+(23x-9y) H2O


2. Phản ứng có chất hóa học là tổ hợp của hai chất khử :
- Nguyên tắc :
Cách 1 : Viết mọi phương trình biểu diễn sự thay đổi số oxi hoá, chú ý sự ràng buộc
hệ số ở hai vế của phản ứng và ràng buộc hệ số trong cùng phân tử.

Cách 2 : Nếu một phân tử có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hố có thể xét chuyển
nhóm hoặc tồn bộ phân tử, đồng thời chú ý sự ràng buộc ở vế sau.

Luyện tập: Cân bằng phản ứng sau :

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

19


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

FeS2

+ O2 →

Fe2O3

+ SO2

Fe+2 → Fe+3 + 1e
2S-1 → 2S+4 + 2.5e

4x


FeS2 - 11e →

Fe+3 + 2S+4

11 x

2O0

2O2-

4 FeS2

+ 4e

+ 11 O2

→

→

2 Fe2O3

+ 8 SO2

3. Phản ứng có nguyên tố tăng hoặc giảm số oxi hóa ở nhiều nấc :
Nguyên tắc :
• Cách 1 : Viết mọi phương trình thay đổi số oxi hoá, đặt ẩn số cho từng nấc tăng,
giảm số oxi hố.
• Cách 2 : Tách ra thành hai hay nhiều phương trình ứng với từng nấc số oxi hóa tăng

hay giảm.

• Ví dụ: Cân bằng phản ứng sau:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O
Cách 1:
(3x + 8y)

Al0 - 3e → Al+3

3x

N+5 + 3e

→ N+5

3 y

2 N+5 + 8e →

2N+1

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

20


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

(3x+8y) Al + (12x+30y) HNO3 → (3x+8y) Al(NO3)3+ 3x NO + 3y NO2+
(6x+15y) H2O


Cách 2: Tách thành 2 phương trình :

a x Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
b x 8Al + 30 HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
(a+8b)Al + (4a+30b) HNO3 → (a+8b) Al(NO3)3 + a NO + 3b N2O+(2a+15b) H2O

4. Phản ứng không xác định rõ mơi trường :
-

Ngun tắc:
• Có thể cân bằng ngun tố bằng phương pháp đại số hoặc qua trung gian phương
trình ion thu gọn.
• Nếu do gom nhiều phản ứng vào, cần phân tích để xác định giai đoạn nào là oxi
hóa khử.

Ví dụ:
Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2
Al + H20 → Al(OH)3 + H2

2x

Al0 → Al+3 + 3e

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

21


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử


2H+ + 2e → H2

3x

2Al + 6H20 →
2Al(OH)3

+

2Al(OH)3 + H2

2NaOH →

(1)

2NaAlO2 +

4H20 (2)

Tổng hợp 2 phương trình trên:

2Al + 2NaOH

2H2O →

+

2NaAlO2


+

3H2

III. Các bài tập bổ sung :
1. Bài tập 1 :
Cân bằng các phản ứng oxi hóa khử sau đây theo phương pháp cân bằng
electron :
1) C12H22O11 +

MnO4- +

H+

CO2

2) CnH2n + 1CHO + KMnO4 + H2SO4
MnSO4 + K2SO4

Mn2+ +

+

H2O

CH3COOH + CO2 +

+ H 2O
(n CH3COOH : n CO2 = 1 : 1)


3) Ca3(PO4)2

+ SiO2 + C

4) MxOy

H2SO4(đ, nóng )

+

5) NaCrO2 + Br2
6) Zn

+

+

HNO3

P4 +

NaOH

CO

+

CaSiO3

M2(SO4)n + SO2

Na2CrO4 + NaBr

Zn(NO3)2 +

xNO2 +

+ H2O
+

H2O

yNO + H2O

2. Bài tập 2 :
Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

22


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp cân bằng ion – electron

1) KMnO4 + KNO2
2) Zn

+

+ H2SO4


HNO3

MnSO4

Zn(NO3)2

+ KNO3 + K2SO4 + H2O

+

NO2 + NO +

H2O

(Tỉ lệ thể tích:: VNO2 : VNO = 1 : 3)
3) Zn

+

KNO3

+

4) Cr2O72-

+

5) Mg

NO3- +


+

KOH

Fe2+

+

H+

H+

K2ZnO2

+

NH3 +

H2O

Cr3+

+

Fe3+ +

H2O

Mg2+


+

NH4+ + H2O

3. Bài tập 3 :
Cân bằng các phản ứng sau đây theo phương pháp đại số:
1. Al + NO2- + OH-

+ H2O

AlO2-

+

NH3

2. FeS2 + H2SO4(đ, nóng )

Fe2(SO4)3

3. FeO

Fe2(SO4)3 + SO2 +

+ H2SO4(đ, nóng )

+ SO 2

+ H 2O

H2O

d. MxOy +

HNO3

M(NO3)n

+

NO

+

H2O

e. NO2- +

MnO4-+ H+

NO3-

+

Mn2+ +

H2O

FemOn


+

CO2

f. FexOy +

CO

4.Bài tập 4 :
Cho m gam bột kim loại kẽm hòa tan hết trong dung dịch HNO3, thu được 13,44 lít hỗn
hợp ba khí là NO2, NO và N2O. Dẫn lượng khí trên qua dung dịch xút dư, có 11,2 lít
hỗn hợp khí thốt ra. Cho lượng khí này trộn với khơng khí dư (coi khơng khí chỉ gồm
oxi và nitơ) để phản ứng xảy ra hồn tồn, sau đó cho hấp thụ lượng khí màu nâu thu
được vào dung dịch KOH dư, thu được dung dịch D. Dung dịch D làm mất màu vừa đủ
100 ml dung dịch KMnO4 0,4M trong mơi trường H2SO4 có dư. Thể tích các khí đo ở
đktc. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
a. Viết phản ứng giữa kẽm với dung dịch HNO3 có hiện diện 3 khí trong phản ứng
theo dữ kiện trên.
Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

23


Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

b. Tính m.
(Zn = 65)
ĐS: 31 Zn + 80 HNO3 → 31 Zn(NO3)2 + 2 NO2 + 4 NO + 6 N2O + 40 H2O
m = 100,75 gam


5. Bài tập 5 :
A là một kim loại. Hịa tan hồn tồn 1,43 gam A bằng dung dịch H2SO4 có dư 20%
so với lượng cần, thu được một khí có mùi hắc, một chất khơng tan có màu vàng nhạt
(có khối lượng 0,192 gam) và dung dịch B (có chứa muối sunfat của A). Cho hấp thụ
lượng khí mùi hắc trên vào 100 ml dung dịch Ca(OH)2 0,03M, thu được 0,24 gam kết
tủa màu trắng.
a. Xác định kim loại A. Cho biết dung dịch H2SO4 đem dùng khơng có phản ứng với
chất rắn màu vàng.
b. Tính thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,1M cần dùng vừa đủ để khi cho tác dụng với
lượng dung dịch B trên thì thu được:
- Lượng kết tủa cực đại
- Lượng kết tủa cực tiểu.
c. Tính khối lượng kết tủa lớn nhất và nhỏ nhất thu được ở câu (b).
Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
(Na = 23; Mg = 24; Al = 27; K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn
= 65; Ag = 108; Ba = 137; Hg = 200; Pb = 207; S = 32; O = 16; H = 1)
ĐS: Zn; 284ml; 504ml; 8,7952g; 6,6172g

6. Bài tập 6 :
Cho m gam kali kim loại vào 100 ml dung dịch HCl 0,1M. Sau đó cần thêm tiếp 10
ml dung dịch HBr 0,2M để thu được dung dịch có pH = 7.
a. Tính m.
b. Tính thể tích khí hiđro thốt ra trong thí nghiệm trên ở 27,30C; 83,6 cmHg.
c. Xác định nồng độ mol/lít của dung dịch có pH = 7 trên.

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

24



Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Các phản ứng xảy ra hồn tồn. Coi thể tích dung dịch khơng thay đổi trong q trình
phản ứng. (K = 39)
ĐS: m = 0,468g; 134,4ml; KCl 0,091M; KBr 0,018M

7. Bài tập 7 :
Hỗn hợp chất rắn X gồm bột kẽm và muối sắt (III) sunfat. Cho 200 ml nước vào một
bình chứa m gam hỗn hợp X. Dùng đũa thủy tinh khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn
toàn. Thu được chất không tan gồm 3,36 gam một kim loại và dung dịch Y có hịa tan
hỗn hợp muối. Cho dung dịch xút lượng dư vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xong,
lọc lấy kết tủa đem nung ngoài khơng khí cho đến khối lượng khơng đổi thì thu được
11,2 gam một chất rắn.
a. Viết các phản ứng xảy ra.
b. Tính m.
c. Tính nồng độ mol của chất tan của dung dịch Y. Coi thể tích dung dịch Y bằng
thể tích nước đã dùng.
(Zn = 65; Fe = 56; S = 32; O = 16)
ĐS: m = 50,4g; ZnSO4 0,8M; FeSO4 0,7M

--------------------------------------END--------------------------------------

Nguyễn Văn Cường – Sư Phạm Hóa K07

25