Cân bằng phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O

Cân bằng phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
1. Thế nào là cân bằng phương trình hóa học?
Phương trình hoá học là một cách đơn giản để biểu diễn phản ứng hóa học
hoặc sự tương tác giữa các chất hoặc hợp chất. Trong phương trình hoá học,
chúng ta biểu diễn các chất tham gia, chất xúc tác (nếu có) và các chất được
tạo thành khi phản ứng kết thúc.
Thông qua phương trình hoá học, chúng ta có thể hiểu được tỷ lệ số nguyên
tử và phân tử giữa các chất hoặc cặp chất tham gia vào phản ứng hóa học,
cũng như giữa các chất hoặc cặp chất tạo thành sau phản ứng.
Để viết một phương trình hoá học hoàn chỉnh, ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Lập sơ đồ phản ứng: Bắt đầu viết sơ đồ phản ứng bằng cách liệt kê
các chất tham gia, chất xúc tác (nếu có), và điều kiện phản ứng như điều kiện
tiêu chuẩn hoặc điều kiện thường, nhiệt độ, v.v. Cuối cùng, thêm các chất tạo
thành với đúng công thức hoá học.
Bước 2: Cân bằng phương trình hoá học: Tiến hành cân bằng tỷ lệ số nguyên
tử hoặc phân tử của các cặp chất tham gia và sản phẩm sao cho phương
trình hoá học hoàn chỉnh nhất, đồng thời đảm bảo tuân thủ nguyên tắc bảo
toàn khối lượng và nguyên tử.
Bước 3: Hoàn thiện phương trình hoá học: Sau khi đã cân bằng các hệ số
phù hợp cho các chất tham gia và sản phẩm, ta hoàn thiện phương trình hoá
học bằng cách kiểm tra lại tính cân bằng và chính xác của các hệ số đã được gán.
Như vậy, quá trình cân bằng phương trình hóa học là một bước để hoàn
thiện phương trình hóa học, là quá trình sử dụng các số tự nhiên để điền vào
vị trí của các chất tham gia và chất sản phẩm trong phương trình, sao cho
tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong chất tham gia bằng tổng số
nguyên tử của cùng nguyên tố trong chất sản phẩm.
Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học sau:
aCH4 + [b]O2 →[c]CO2 + [d]H2O
Quá trình cân bằng phương trình phản ứng sử dụng các số tự nhiên từ tập N*
để điền vào vị trí a, b, c, d, đảm bảo rằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố
trong chất tham gia và chất sản phẩm là bằng nhau.
Trong ví dụ trên, chúng ta quan sát các hợp chất sau: Chất tham gia:
- CH4 bao gồm 1 nguyên tử cacbon và 4 nguyên tử hidro.
- O2 bao gồm 2 nguyên tử oxi. Chất sản phẩm:
- CO2 bao gồm 1 nguyên tử cacbon và 2 nguyên tử oxi.
- H2O bao gồm 2 nguyên tử hidro và 1 nguyên tử oxi.
Chúng ta nhận thấy rằng số nguyên tử cacbon đã bằng nhau, vì vậy không
cần kiểm tra nữa. Tuy nhiên, số nguyên tử hidro trong chất sản phẩm bị thiếu
2, vì vậy chúng ta điền số 2 vào vị trí [d]. Sau đó, ta kiểm tra lại số nguyên tử
oxi và thấy rằng chất tham gia thiếu 2 nguyên tử oxi. Chúng ta điền số 2 vào vị trí [b].
Kiểm tra lại một lần nữa, chúng ta thấy rằng số nguyên tử của các nguyên tố
đã bằng nhau. Do đó, phương trình hóa học đã được cân bằng.
Lưu ý: Cân bằng phương trình không giống với cân bằng hóa học.
2. Cách cân bằng Phương trình Hóa học
Việc cân bằng phương trình hóa học luôn là một trở ngại đối với các học sinh
trong môn Hóa học. Tuy nhiên, thực tế việc cân bằng phương trình hóa học là
khá đơn giản. Tuy vậy, đối với những phương trình có nhiều chất tham gia và
sản phẩm, các học sinh thường gặp khó khăn và không thể cân bằng phương
trình khi đề đòi hỏi phức tạp. Dưới đây là một số phương pháp giúp học sinh
cân bằng phương trình hóa học một cách dễ dàng, nhanh chóng và chính xác nhất.
Trước tiên, học sinh cần ghi nhớ trình tự cân bằng một phương trình hóa học
theo phương pháp truyền thống. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết:
Bước 1: Viết phương trình hóa học đã cho.
Bước 2: Ghi số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở mỗi bên phương trình.
Xem các chỉ số phía dưới mỗi nguyên tử để tìm số lượng nguyên tử trong phương trình.
Bước 3: Luôn để nguyên tố hydro và oxi ở phía cuối.
Bước 4: Nếu phương trình còn nhiều hơn một nguyên tố chưa được cân
bằng, hãy chọn nguyên tố chỉ xuất hiện trong phân tử đơn của chất tham gia
và chỉ xuất hiện trong phân tử đơn của sản phẩm. Cân bằng các nguyên tử cacbon trước.
Bước 5: Thêm hệ số cho nguyên tử cacbon ở phía bên phải của phương
trình để cân bằng với 3 nguyên tử cacbon ở phía bên trái. Trong phương trình
hóa học, hệ số có thể thay đổi, nhưng chỉ số phải giữ nguyên.
Bước 6: Tiếp theo, cân bằng số nguyên tử hydro. Số nguyên tử hydro ở phía
trái phải bằng số nguyên tử hydro ở phía phải.
Bước 7: Cân bằng số nguyên tử oxi.
Bước 8: Các nguyên tử cacbon, hydro và oxi đã được cân bằng, phương
trình của bạn đã hoàn tất.
Ngoài ra, có thể thực hiện cân bằng phương trình hóa học theo phương pháp
đại số. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết:
Bước 1: Viết phương trình dưới dạng ký hiệu nguyên tố và công thức, ví dụ: a + b = c + d.
Bước 2: Thay thế các chữ số bằng biến số.
Bước 3: Kiểm tra số lượng nguyên tử có mặt trong chất tham gia và sản phẩm.
Nhờ áp dụng các phương pháp này, học sinh sẽ có khả năng cân bằng
phương trình hóa học một cách dễ dàng, nhanh chóng và chính xác nhất.
3. Cân bằng phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O
Dựa trên trình tự cân bằng mà chúng tôi đã hướng dẫn trên đây, có thể ra kết
quả cân bằng phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O là:
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Cách thực hiện phản ứng giữa nhôm và axit nitric (HNO3) là nhỏ từ từ dung
dịch axit HNO3 vào một ô nghiệm chứa lá nhôm.
Khi nhôm tác dụng với HNO3, xảy ra các hiện tượng sau: nhôm (Al), một chất
rắn màu trắng, dần dần tan trong dung dịch. Trên bề mặt dung dịch cũng xuất
hiện khí, tạo nên sủi bọt khí. Trong điều kiện không khí, khí này tạo ra một
hiện tượng nâu, đó là nitơ oxit (NO).
Bản chất của các chất tham gia trong phản ứng là:
- Nhôm (Al) trong phản ứng trên đóng vai trò là chất khử.
- Nhôm tác động với các axit có tính oxi hoá mạnh, như dung dịch HNO3
loãng, dung dịch HNO3 đặc nóng và dung dịch H2SO4 đặc nóng. Tuy nhiên,
cần lưu ý rằng nhôm sẽ bị ức chế trong dung dịch HNO3 đặc nguội hoặc
dung dịch H2SO4 đặc nguội.
- Axit nitric (HNO3) trong phản ứng trên đóng vai trò là chất oxi hoá.
- HNO3 là một monoaxit mạnh có tính oxi hóa mạnh, có khả năng chuyển
nhiều hợp chất vô cơ thành nitrat.
4. Bài tập vận dụng liên quan về cân bằng phương trình hóa học
Cân bằng các phương trình hóa học
1) MgCl2 + KOH → Mg(OH)2 + KCl
2) Cu(OH)2 + HCl → CuCl2 + H2O
3) Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + H2O 4) FeO + HCl → FeCl2 + H2O
5) Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
6) Cu(NO3)2 + NaOH → Cu(OH)2 + NaNO3 7) P + O2 → P2O5 8) N2 + O2 → NO 9) NO + O2 → NO2 10) NO2 + O2 + H2O → HNO3 11) Na2O + H2O → NaOH
12) Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + NaOH 13) Fe2O3 + H2 → Fe + H2O
14) Mg(OH)2 + HCl → MgCl2 + H2O 15) FeI3 → FeI2 + I2
16) AgNO3 + K3PO4 → Ag3PO4 + KNO3
17) SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O 18) Ag + Cl2 → AgCl 19) FeS + HCl → FeCl2 + H2S
20) Pb(OH)2 + HNO3 → Pb(NO3)2 + H2O Đáp án
1) MgCl2 + 2KOH → Mg(OH)2 + 2KCl
2) Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O
3) Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O 4) FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
5) Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
6) Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaNO3 7) 4P + 5O2 → 2P2O5 8) N2 + O2 → 2NO 9) 2NO + O2 → 2NO2 10) 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 11) Na2O + H2O → 2NaOH
12) Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH 13) Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
14) Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + H2O 15) 2FeI3 → 2FeI2 + I2
16) 3AgNO3 + K3PO4 → Ag3PO4 + 3KNO3
17) SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O 18) 2Ag + Cl2 → 2AgCl 19) FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
20) Pb(OH)2 + 2HNO3 → Pb(NO3)2 + 2H2O
Document Outline

• Cân bằng phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO +
  • 1. Thế nào là cân bằng phương trình hóa học?
  • 2. Cách cân bằng Phương trình Hóa học
  • 3. Cân bằng phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO
  • 4. Bài tập vận dụng liên quan về cân bằng phương t