Hoàn thành phương trình hóa học: H2 + O2, KClO3 nhiệt phân, Fe2O3 + H2
Lớp 8Hóa học

Hoàn thành phương trình hóa học: H2 + O2, KClO3 nhiệt phân, Fe2O3 + H2

Trả lời nhanh

a) 2H2 + O2 → 2H2O (nhiệt độ); b) 2KClO3 → 2KCl + 3O2 (nhiệt độ, xúc tác MnO2); c) Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (nhiệt độ). Mỗi phương trình đều được cân bằng sao cho số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau, theo định luật bảo toàn khối lượng.

Đề bài

Hãy hoàn thành các phương trình hóa học sau:

  • a) H2 + O2 → H2O
  • b) KClO3 → KCl + O2
  • c) Fe2O3 + H2 → Fe + H2O

Đáp án và cách cân bằng từng phương trình

a) H2 + O2 → H2O

Phương trình: 2H2 + O2 → 2H2O (điều kiện: đốt, t°).

  1. Vế trái có 2 nguyên tử O (trong O2), vế phải mới có 1 nguyên tử O (trong H2O). Đặt hệ số 2 trước H2O.
  2. Lúc này vế phải có 4 nguyên tử H, nên đặt hệ số 2 trước H2.
  3. Kiểm tra: H: 4 = 4; O: 2 = 2. Đã cân bằng.

Hiện tượng: hiđro cháy trong oxi với ngọn lửa xanh nhạt, thành bình xuất hiện những giọt nước. Tỉ lệ thể tích H2 : O2 = 2 : 1 là hỗn hợp nổ mạnh nhất, vì vậy khi thử độ tinh khiết của H2 phải hết sức cẩn thận.

Loại phản ứng: phản ứng hóa hợp (hai chất tạo thành một chất), đồng thời là phản ứng oxi hóa – khử và tỏa nhiều nhiệt.

b) KClO3 → KCl + O2

Phương trình: 2KClO3 → 2KCl + 3O2 (điều kiện: t°, xúc tác MnO2).

  1. Số nguyên tử O ở vế trái là 3 (lẻ), vế phải là 2 (chẵn). Tìm bội chung nhỏ nhất của 3 và 2 là 6: cần 6 nguyên tử O mỗi vế.
  2. Vế trái: 6 : 3 = 2 phân tử KClO3. Vế phải: 6 : 2 = 3 phân tử O2.
  3. Khi đó K và Cl ở vế trái đều là 2, nên đặt hệ số 2 trước KCl.
  4. Kiểm tra: K: 2 = 2; Cl: 2 = 2; O: 6 = 6.

Hiện tượng: chất rắn màu trắng bị nung nóng chảy ra, có khí không màu thoát ra làm que đóm còn tàn đỏ bùng cháy. Đây là cách điều chế oxi trong phòng thí nghiệm.

Loại phản ứng: phản ứng phân hủy (một chất sinh ra nhiều chất). MnO2 chỉ là chất xúc tác, làm phản ứng xảy ra nhanh ở nhiệt độ thấp hơn và không bị tiêu hao.

c) Fe2O3 + H2 → Fe + H2O

Phương trình: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (điều kiện: t°).

  1. Fe2O3 có 2 nguyên tử Fe, nên đặt hệ số 2 trước Fe.
  2. Fe2O3 có 3 nguyên tử O, các O này đi hết vào nước, nên đặt hệ số 3 trước H2O.
  3. Vế phải có 3 phân tử H2O, tức 6 nguyên tử H, nên đặt hệ số 3 trước H2.
  4. Kiểm tra: Fe: 2 = 2; O: 3 = 3; H: 6 = 6.

Hiện tượng: bột Fe2O3 màu đỏ nâu dần chuyển thành sắt màu xám đen; hơi nước ngưng tụ thành giọt ở thành ống nghiệm.

Loại phản ứng: phản ứng oxi hóa – khử, cũng là phản ứng thế (H2 thế chỗ Fe trong oxit). H2 là chất khử (chiếm oxi), Fe2O3 là chất oxi hóa.

Bảng tóm tắt

Phản ứng Phương trình đã cân bằng Điều kiện Loại
a 2H2 + O2 → 2H2O t° Hóa hợp
b 2KClO3 → 2KCl + 3O2 t°, MnO2 Phân hủy
c Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O t° Oxi hóa – khử (thế)

Mẹo cân bằng và lỗi hay gặp

  • Chỉ đổi hệ số, không đổi chỉ số. Nhiều bạn sửa H2O thành H2O2 để “cho đủ O”, nhưng đó là chất khác (nước oxi già).
  • Nguyên tố lẻ – chẵn: gặp O lẻ ở một vế, chẵn ở vế kia (như KClO3 và O2) thì dùng bội chung nhỏ nhất.
  • Cân bằng nguyên tố xuất hiện ở một chất mỗi vế trước, các đơn chất (H2, O2, Fe) để sau cùng.
  • Đừng quên điều kiện phản ứng (t°, xúc tác) trên mũi tên: đề kiểm tra thường trừ điểm khi thiếu.

Bài luyện tập có đáp án

Bài 1. Cân bằng: Al + O2 → Al2O3.

Đáp án: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 (bội chung nhỏ nhất của 2 và 3 là 6 nguyên tử O).

Bài 2. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít H2 (đktc) trong oxi. Tính thể tích O2 (đktc) cần dùng.

Đáp án: n(H2) = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol. Theo phương trình 2H2 + O2 → 2H2O, n(O2) = 0,1 mol, V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.

Bài 3. Nhiệt phân hoàn toàn 24,5 g KClO3 (M = 122,5). Tính thể tích O2 (đktc).

Đáp án: n(KClO3) = 24,5 : 122,5 = 0,2 mol. Theo phương trình 2KClO3 → 2KCl + 3O2, n(O2) = 0,2 × 3/2 = 0,3 mol, V = 0,3 × 22,4 = 6,72 lít.

Bài 4. Khử hoàn toàn 16 g Fe2O3 (M = 160) bằng H2 dư. Tính khối lượng Fe thu được và thể tích H2 (đktc) đã phản ứng.

Đáp án: n(Fe2O3) = 0,1 mol. Theo Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O: n(Fe) = 0,2 mol, m(Fe) = 0,2 × 56 = 11,2 g; n(H2) = 0,3 mol, V = 6,72 lít.

Câu hỏi thường gặp

H2 + O2 tạo ra chất gì và cần điều kiện gì?

H2 + O2 tạo ra nước theo phương trình 2H2 + O2 → 2H2O. Phản ứng cần đốt nóng hoặc có tia lửa điện để bắt đầu, sau đó tự tỏa nhiều nhiệt.

Vì sao phải đặt hệ số 2 trước KClO3 và 3 trước O2?

KClO3 có 3 nguyên tử O còn O2 có 2 nguyên tử O. Bội chung nhỏ nhất của 3 và 2 là 6, nên cần 2 phân tử KClO3 và 3 phân tử O2 để mỗi vế có 6 nguyên tử O.

Phản ứng Fe2O3 + H2 thuộc loại phản ứng nào?

Đây là phản ứng oxi hóa – khử và cũng là phản ứng thế: H2 là chất khử lấy oxi của Fe2O3 tạo nước, còn Fe2O3 là chất oxi hóa bị khử thành sắt.

Trộn H2 và O2 theo tỉ lệ nào thì nổ mạnh nhất?

Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ thể tích H2 : O2 = 2 : 1, đúng với tỉ lệ hệ số trong phương trình 2H2 + O2 → 2H2O.

Bài học liên quan