Chúng ta có phản ứng: FexOy + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Đầu tiên, chúng ta cần xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng này.
Trong FexOy:
Oxi thường có số oxi hóa -2.
Vì vậy, số oxi hóa của Fe trong FexOy sẽ là \( \frac{2y}{x} \).

Trong H2SO4:
Hidro có số oxi hóa +1.
Oxi có số oxi hóa -2.
Lưu huỳnh có số oxi hóa +6.

Trong Fe2(SO4)3:
Nhóm SO4 có số oxi hóa -2.
Vì vậy, số oxi hóa của Fe trong Fe2(SO4)3 là +3.

Trong SO2:
Oxi có số oxi hóa -2.
Lưu huỳnh có số oxi hóa +4.

Trong H2O:
Hidro có số oxi hóa +1.
Oxi có số oxi hóa -2.

Bây giờ, chúng ta xác định nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa:
– Fe: từ \( \frac{2y}{x} \) lên +3.
– S trong H2SO4: từ +6 xuống +4 trong SO2.

Tiếp theo, chúng ta viết các quá trình oxi hóa và quá trình khử:

Quá trình oxi hóa (Fe tăng số oxi hóa):
\( \text{Fe}^{\frac{2y}{x}+} \rightarrow \text{Fe}^{+3} \)
Để cân bằng điện tích, chúng ta nhân Fe ở vế trái với 3 và Fe ở vế phải với \( \frac{2y}{x} \). Tuy nhiên, cách này dễ gây nhầm lẫn. Chúng ta sẽ cân bằng nguyên tử Fe trước, sau đó cân bằng điện tích.
Giả sử ta có \( a \) phân tử FexOy. Số nguyên tử Fe ban đầu là \( ax \).
Số nguyên tử Fe trong Fe2(SO4)3 là 2.
Vậy ta có sự thay đổi của Fe: \( ax \cdot \text{Fe}^{\frac{2y}{x}+} \rightarrow 2 \cdot \text{Fe}^{+3} \).
Để số nguyên tử Fe bằng nhau, ta cần hệ số là 2 và \( ax \). Tuy nhiên, ta đang xét một phản ứng tổng quát, nên ta sẽ cân bằng theo mol.
Ta xét 1 phân tử FexOy. Số nguyên tử Fe là x.
Số nguyên tử Fe trong Fe2(SO4)3 là 2.
Để cân bằng nguyên tử Fe, ta cần hệ số 2 cho FexOy và hệ số x cho Fe2(SO4)3.
\( 2\text{FexOy} \rightarrow x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \)
Số mol Fe thay đổi: \( 2x \cdot \text{Fe}^{\frac{2y}{x}+} \rightarrow 2x \cdot \text{Fe}^{+3} \)
Độ tăng electron: \( 2x \left(3 – \frac{2y}{x}\right) = 2x \cdot \frac{3x – 2y}{x} = 2(3x – 2y) \) electron.

Quá trình khử (S giảm số oxi hóa):
\( \text{S}^{+6} \rightarrow \text{S}^{+4} \)
Số mol electron nhận: \( +6 \rightarrow +4 \) là 2 electron.

Bây giờ, chúng ta áp dụng quy tắc “chẵn – lẻ” trong phản ứng oxi hóa – khử. Số electron nhường phải bằng số electron nhận.
Để số electron bằng nhau, ta cần nhân quá trình khử với \( (3x – 2y) \) và quá trình oxi hóa với 1.
\( 2(3x – 2y) \) electron nhường từ Fe.
\( 2 \cdot (3x – 2y) \) electron nhận bởi S.

Do đó, hệ số của FexOy trong quá trình oxi hóa là 2.
Hệ số của Fe2(SO4)3 trong quá trình oxi hóa là \( x \).

Hệ số của SO2 trong quá trình khử là \( (3x – 2y) \).
Hệ số của S trong H2SO4 là \( (3x – 2y) \).

Vậy, phương trình tạm thời của chúng ta có dạng:
\( 2\text{FexOy} + \dots \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + (3x – 2y)\text{SO}_2 + \dots \text{H}_2\text{O} \)

Bây giờ chúng ta cân bằng nguyên tử Fe và S:
Nguyên tử Fe: 2x ở vế trái, 2x ở vế phải (trong \( x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \)). Đã cân bằng.
Nguyên tử S:
Ở vế phải, tổng số nguyên tử S là \( x \cdot 3 \) (trong \( x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \)) cộng với \( (3x – 2y) \) (trong \( (3x – 2y)\text{SO}_2 \)).
Tổng S ở vế phải = \( 3x + 3x – 2y = 6x – 2y \).
Vậy, hệ số của H2SO4 ở vế trái phải là \( (6x – 2y) \).

Phương trình tạm thời bây giờ là:
\( 2\text{FexOy} + (6x – 2y)\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + (3x – 2y)\text{SO}_2 + \dots \text{H}_2\text{O} \)

Cuối cùng, chúng ta cân bằng nguyên tử Hidro (H) và Oxi (O).
Cân bằng nguyên tử H:
Ở vế trái có: \( (6x – 2y) \cdot 2 = 12x – 4y \) nguyên tử H (trong \( (6x – 2y)\text{H}_2\text{SO}_4 \)).
Ở vế phải, H chỉ có trong H2O.
Số phân tử H2O cần thiết là \( \frac{12x – 4y}{2} = 6x – 2y \).

Phương trình đầy đủ bây giờ là:
\( 2\text{FexOy} + (6x – 2y)\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + (3x – 2y)\text{SO}_2 + (6x – 2y)\text{H}_2\text{O} \)

Để kiểm tra, chúng ta cân bằng nguyên tử Oxi:
Vế trái: \( 2y \) (trong \( 2\text{FexOy} \)) + \( (6x – 2y) \cdot 4 \) (trong \( (6x – 2y)\text{H}_2\text{SO}_4 \))
Tổng O vế trái = \( 2y + 24x – 8y = 24x – 6y \)

Vế phải: \( x \cdot 3 \cdot 4 \) (trong \( x\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \)) + \( (3x – 2y) \cdot 2 \) (trong \( (3x – 2y)\text{SO}_2 \)) + \( (6x – 2y) \cdot 1 \) (trong \( (6x – 2y)\text{H}_2\text{O} \))
Tổng O vế phải = \( 12x + 6x – 4y + 6x – 2y = 24x – 6y \)

Oxi đã cân bằng.

Vậy, các hệ số của phương trình phản ứng lần lượt là:
Hệ số của FexOy: 2
Hệ số của H2SO4: \( (6x – 2y) \)
Hệ số của Fe2(SO4)3: \( x \)
Hệ số của SO2: \( (3x – 2y) \)
Hệ số của H2O: \( (6x – 2y) \)

Chúng ta so sánh với các đáp án:
A. 2, (6x – 2y), 1, (6x – 2y), (6x – 2y). Sai vì hệ số Fe2(SO4)3 là x.
B. 2, (6x – 2y), x, (3x – 2y), (6x – 2y). Đúng.
C. 2x, (6x – 2y), x, (3x – 2y), (6x – 2y). Sai vì hệ số FexOy là 2.
D. 2x, (6x – 2y), x, (3x – 2y), (3x – 2y). Sai vì hệ số FexOy là 2 và hệ số H2O là (6x – 2y).

Do đó, đáp án chính xác là B.

Chúc các em học tốt!