Cân bằng phương trình oxi hóa khử là một kỹ năng quan trọng trong hóa học, đặc biệt là đối với học sinh THPT. Việc nắm vững các phương pháp và dạng bài tập khác nhau sẽ giúp bạn tự tin giải quyết mọi bài toán liên quan. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một cái nhìn tổng quan về các dạng Bài Tập Cân Bằng Phương Trình Oxi Hóa Khử thường gặp, kèm theo ví dụ minh họa và hướng dẫn chi tiết.
Dạng 1: Phản ứng có 2 chất thay đổi số oxi hóa (cơ bản)
Đây là dạng bài tập cơ bản nhất, trong đó có hai nguyên tố thay đổi số oxi hóa. Để giải quyết dạng này, bạn cần xác định chính xác sự thay đổi số oxi hóa của từng nguyên tố, sau đó áp dụng phương pháp thăng bằng electron để cân bằng phương trình.
Ví dụ:
NH3 + O2 → NO + H2O
Alt: Phương trình phản ứng hóa học giữa amoniac (NH3) và oxi (O2) tạo thành nitơ oxit (NO) và nước (H2O), cần cân bằng theo phương pháp oxi hóa khử.
CO + Fe2O3 → Fe + CO2
Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O
Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2S + H2O
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
KMnO4 + K2SO3 + H2O → K2SO4 + MnO2 + KOH
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2S + H2O
Mg + H2SO4 → MgSO4 + S + H2O
FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl2
Dạng 2: Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử
Trong dạng phản ứng này, các nguyên tố thay đổi số oxi hóa đều nằm trong cùng một phân tử.
Ví dụ:
KClO3 → KCl + O2
Alt: Phương trình phản ứng phân hủy nhiệt kali clorat (KClO3) tạo thành kali clorua (KCl) và khí oxi (O2), minh họa phản ứng oxi hóa khử nội phân tử.
AgNO3 → Ag + NO2 + O2
Cu(NO3)2 → CuO + NO2 + O2
HNO3 → NO2 + O2 + H2O
KMnO4 → K2MnO4 + O2 + MnO2
ZnSO4 → Zn + SO2 + O2
Dạng 3: Phản ứng tự oxi hóa – khử (tự dị phân)
Đây là dạng phản ứng đặc biệt, trong đó một nguyên tố vừa đóng vai trò chất oxi hóa, vừa đóng vai trò chất khử.
Ví dụ:
Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O
S + NaOH → Na2S + Na2SO3 + H2O
I2 + H2O → HI + HIO3
Cl2 + KOH → KCl + KClO + H2O
S + KOH → K2SO4 + K2S + H2O
Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O
Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
H2O2 → H2O + O2
Na2O2 → Na2O + O2
S + NaOH → Na2SO4 + Na2S + H2O
KBrO3 → KBr + KBrO2
NO2 + NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O
HNO2 → HNO3 + NO + H2O
S + KOH → K2S + K2SO3 + H2O
P + OH + H2O → KH2PO4 + PH3
Br2 + NaOH → NaBr + NaBrO3 + H2O
KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
KNO3 → KNO2 + O2
NH4NO3 → N2O + H2O
HNO3 → NO2 + O2 + H2O
Dạng 4: Phản ứng có nhiều chất thay đổi số oxi hóa
Trong dạng này, có từ ba chất trở lên thay đổi số oxi hóa. Việc cân bằng trở nên phức tạp hơn, đòi hỏi sự cẩn thận và kỹ năng phân tích tốt.
Ví dụ:
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
Alt: Phản ứng đốt cháy pirit sắt (FeS2) trong oxi (O2) tạo thành oxit sắt(III) (Fe2O3) và khí lưu huỳnh đioxit (SO2), một ví dụ về phản ứng oxi hóa khử phức tạp.
FeS + KNO3 → KNO2 + Fe2O3 + SO3
FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2 + H2O
FeS2 + HNO3 + HCl → FeCl3 + H2SO4 + NO + H2O
As2S3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + H2SO4 + NO
CrI3 + Cl2 + KOH → K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O
CuFeS2 + O2 → Cu2S + SO2 + Fe2O3
FeS + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO + H2O
Fe3C + HNO3 → Fe(NO3)3 + CO2 + NO + H2O
Dạng 5: Phản ứng oxi hóa khử xảy ra ở nhiều nấc
Đây là dạng bài tập nâng cao, đòi hỏi bạn phải hiểu rõ cơ chế phản ứng và các giai đoạn trung gian.
Ví dụ:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O (VNO : VN2O = 3 : 1)
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2 + H2O (VNO : VN2 = 3 : 2)
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + NO + H2O (VNO2 : VNO = x : y)
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O (VNO : VN2O = a : b)
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2S + SO2 + H2O (VH2S : VSO2 = x : y)
Dạng 6: Phản ứng oxi hóa khử chứa ẩn
Dạng bài tập này thường yêu cầu bạn xác định công thức của một chất dựa trên phản ứng oxi hóa khử.
Ví dụ:
M + HNO3 → M(NO3)n + NO2 + H2O (Với M là kim loại hóa trị n)
M + HNO3 → M(NO3)n + NO + H2O (Với M là kim loại hóa trị n)
M + HNO3 → M(NO3)n + N2O + H2O (Với M là kim loại hóa trị n)
FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
FexOy + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
M + HNO3 → M(NO3)n + NxOy + H2O
M2(CO3)x + HNO3 → M(NO3)y + NO + CO2 + H2O
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NxOy + H2O
Dạng 7: Phản ứng oxi hóa khử hữu cơ
Dạng bài tập này liên quan đến các phản ứng oxi hóa khử của các hợp chất hữu cơ.
Ví dụ:
C6H12O6 + H2SO4 (đ) → SO2 + CO2 + H2O
C12H22O11 + H2SO4 (đ) → SO2 + CO2 + H2O
CH3-C≡CH + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
K2Cr2O7 + CH3CH2OH + HCl → CH3-CHO + KCl + CrCl3 + H2O
HOOC–COOH + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
CH3–C≡CH + KMnO4 + KOH → CH3–COOK + K2CO3 + MnO2 + H2O
CH3–CH=CH2 + KMnO4 + H2O → CH3–CH(OH)–CH2(OH) + MnO2 + KOH
Bằng cách luyện tập thường xuyên và nắm vững các phương pháp cân bằng, bạn sẽ dễ dàng chinh phục mọi bài tập oxi hóa khử và đạt điểm cao trong môn Hóa học. Chúc bạn thành công!
