Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử bằng phương pháp thăng bằng electron: 4 bước, ví dụ và bài tập có đáp án

Phương pháp thăng bằng electron cân bằng phản ứng oxi hóa - khử qua bốn bước: xác định số oxi hóa, viết quá trình oxi hóa và khử, cân bằng electron, đặt hệ số. Ví dụ Cu với HNO3, KMnO4 với HCl, Fe với H2SO4 đặc và bài tập có đáp án.

Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử bằng phương pháp thăng bằng electron: 4 bước, ví dụ và bài tập có đáp án

Thăng bằng electron là gì?

Phương pháp thăng bằng electron là cách cân bằng phản ứng oxi hóa - khử dựa trên nguyên tắc tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận. Thực hiện được bốn bước dưới đây, bạn có thể cân bằng hầu hết phương trình ở lớp 10.

Bốn bước cân bằng

  1. Xác định số oxi hóa của các nguyên tố, tìm chất khử và chất oxi hóa.
  2. Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình.
  3. Tìm hệ số sao cho tổng electron nhường bằng tổng electron nhận.
  4. Đặt hệ số vào phương trình, cân bằng các nguyên tố còn lại (kim loại, gốc acid, H, O).

Ví dụ cân bằng

Ví dụ 1: $\ce{Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O}$

Cu: $0 \to +2$ nhường $2e$; N: $+5 \to +2$ nhận $3e$.

Nhân Cu với $3$, N với $2$ (nhường $6e$, nhận $6e$): $\ce{3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O}$ (có $2$ HNO3 làm chất oxi hóa, $6$ HNO3 làm môi trường).

Ví dụ 2: $\ce{KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O}$

Mn: $+7 \to +2$ nhận $5e$; $2\ce{Cl^-} \to \ce{Cl2}$ nhường $2e$.

Nhân Mn với $2$, $\ce{Cl2}$ với $5$: $\ce{2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O}$.

Ví dụ 3: $\ce{Fe + H2SO4(dac) -> Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O}$

$2\ce{Fe} \to 2\ce{Fe^{3+}}$ nhường $6e$; S: $+6 \to +4$ nhận $2e$.

Nhân $\ce{SO2}$ với $3$: $\ce{2Fe + 6H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O}$.

Xem bài: Phản ứng oxi hóa - khử

Mẹo kiểm tra phương trình

Sau khi cân bằng, hãy đếm lại số nguyên tử của từng nguyên tố hai vế, đặc biệt là O và H. Nếu cân bằng đúng thì điện tích hai vế cũng bằng nhau.

Những lỗi thường gặp

Bài tập thực hành

  1. Cân bằng: $\ce{Zn + H2SO4(dac) -> ZnSO4 + SO2 + H2O}$.
  2. Cân bằng: $\ce{Fe2O3 + CO -> Fe + CO2}$.
  3. Cân bằng: $\ce{C + HNO3(dac) -> CO2 + NO2 + H2O}$.
  4. Cân bằng: $\ce{Al + HNO3 -> Al(NO3)3 + NO + H2O}$.
  5. Cân bằng: $\ce{SO2 + KMnO4 + H2O -> K2SO4 + MnSO4 + H2SO4}$.

Đáp án

  1. $\ce{Zn + 2H2SO4 -> ZnSO4 + SO2 + 2H2O}$.
  2. $\ce{Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2}$.
  3. $\ce{C + 4HNO3 -> CO2 + 4NO2 + 2H2O}$.
  4. $\ce{Al + 4HNO3 -> Al(NO3)3 + NO + 2H2O}$.
  5. $\ce{5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O -> K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4}$.

Tổng kết

Bài học liên quan

Bài trước: Phản ứng oxi hóa – khử, chất oxi hóa và chất khử

Bài tiếp theo: Ý nghĩa của phản ứng oxi hóa – khử

Xem tất cả bài học chủ điểm Phản ứng oxi hóa – khử

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp thăng bằng electron là gì?

Là phương pháp cân bằng dựa trên tổng electron nhường bằng tổng electron nhận.

Các bước cân bằng gồm những gì?

Xác định số oxi hóa, viết quá trình, cân bằng electron, đặt hệ số.

Vì sao HNO3 có hệ số lớn hơn số N bị khử?

Vì một phần HNO3 làm môi trường tạo muối nitrate.

Có thể kiểm tra phương trình bằng cách nào?

Đếm lại số nguyên tử mỗi nguyên tố và điện tích hai vế.