Fe2O3 + HCl —–> FeCl2 + H2O Hãy cân bằng phương trình ?

Xin chào các em học sinh yêu quý! Thật vui khi được đồng hành cùng các em trong môn Hóa học đầy thú vị này. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải quyết một bài tập về cân bằng phương trình hóa học nhé.

Đề bài của chúng ta là:

$${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ HCl → FeCl}{\text{†}}_2\text{+ H}{\text{†}}_2\text{O}$$

Để cân bằng phương trình hóa học, chúng ta sẽ áp dụng phương pháp thử và chọn (hay còn gọi là phương pháp đại số đơn giản). Đây là phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất cho học sinh lớp 8, giúp các em dễ dàng kiểm soát số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế của phương trình.

Nguyên tắc cơ bản của việc cân bằng phương trình hóa học là Bảo toàn nguyên tố: tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái (chất tham gia phản ứng) phải bằng tổng số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế phải (sản phẩm). Chúng ta sẽ lần lượt cân bằng từng nguyên tố một.

Bây giờ, chúng ta hãy bắt tay vào từng bước cụ thể nhé!

Bước 1: Viết lại phương trình chưa cân bằng.

$${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ HCl → FeCl}{\text{†}}_2\text{+ H}{\text{†}}_2\text{O}$$

Bước 2: Cân bằng nguyên tố Sắt (Fe).

• Ở vế trái, có $2$ nguyên tử Fe trong ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$.
• Ở vế phải, có $1$ nguyên tử Fe trong ${\text{FeCl}}_2$.

Để cân bằng số nguyên tử Fe, chúng ta đặt hệ số $2$ trước ${\text{FeCl}}_2$ ở vế phải.

Phương trình tạm thời sẽ là:

$${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ HCl → 2FeCl}{\text{†}}_2\text{+ H}{\text{†}}_2\text{O}$$

(Kiểm tra: Fe ở vế trái = $2$, Fe ở vế phải = $2\times 1=2$. Đã cân bằng)

Bước 3: Cân bằng nguyên tố Oxi (O).

• Ở vế trái, có $3$ nguyên tử O trong ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$.
• Ở vế phải, có $1$ nguyên tử O trong ${\text{H}}_2\text{O}$.

Để cân bằng số nguyên tử O, chúng ta đặt hệ số $3$ trước ${\text{H}}_2\text{O}$ ở vế phải.

Phương trình tạm thời sẽ là:

$${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ HCl → 2FeCl}{\text{†}}_2\text{+ 3H}{\text{†}}_2\text{O}$$

(Kiểm tra: O ở vế trái = $3$, O ở vế phải = $3\times 1=3$. Đã cân bằng)

Bước 4: Cân bằng các nguyên tố còn lại (Hidro – H và Clo – Cl).

Bây giờ chúng ta kiểm tra số lượng nguyên tử H và Cl sau khi đã đặt các hệ số cho Fe và O:

• Nguyên tố Hidro (H):
  • Ở vế trái, có $1$ nguyên tử H trong $\text{HCl}$.
  • Ở vế phải, có $3\times 2=6$ nguyên tử H trong $3{\text{H}}_2\text{O}$.

  Để cân bằng H, chúng ta cần $6$ nguyên tử H ở vế trái. Vậy, chúng ta sẽ đặt hệ số $6$ trước $\text{HCl}$.

  Phương trình tạm thời sẽ là:

  $${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ 6HCl → 2FeCl}{\text{†}}_2\text{+ 3H}{\text{†}}_2\text{O}$$

  (Kiểm tra H: vế trái = $6$, vế phải = $6$. Đã cân bằng)

• Nguyên tố Clo (Cl):
  • Ở vế trái, có $6$ nguyên tử Cl trong $6\text{HCl}$.
  • Ở vế phải, có $2\times 2=4$ nguyên tử Cl trong $2{\text{FeCl}}_2$.

Kết luận về việc cân bằng:

Tại bước này, chúng ta nhận thấy một vấn đề: số nguyên tử Clo ở vế trái là $6$, nhưng ở vế phải chỉ có $4$! Điều này có nghĩa là chúng ta không thể cân bằng đồng thời tất cả các nguyên tố trong phương trình này với sản phẩm là ${\text{FeCl}}_2$ và ${\text{H}}_2\text{O}$.

Theo kiến thức Hóa học lớp 8, nguyên tắc cơ bản nhất là Định luật Bảo toàn khối lượng (hay Bảo toàn nguyên tố): trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm. Điều này có nghĩa là số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố phải được bảo toàn.

Với phương trình đã cho: ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ HCl → FeCl}{\text{†}}_2\text{+ H}{\text{†}}_2\text{O}$, chúng ta không thể tìm được các hệ số nguyên tối giản sao cho số nguyên tử của tất cả các nguyên tố (Fe, O, H, Cl) ở hai vế đều bằng nhau.

Do đó, với đề bài đã cung cấp, phương trình hóa học này không thể cân bằng theo nguyên tắc bảo toàn nguyên tố trong phạm vi kiến thức lớp 8. Có thể đề bài đã nhầm lẫn về sản phẩm của phản ứng này. Thông thường, oxit sắt (III) (${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$) khi tác dụng với axit clohidric ($\text{HCl}$) sẽ tạo ra muối sắt (III) clorua (${\text{FeCl}}_3$), chứ không phải muối sắt (II) clorua (${\text{FeCl}}_2$).

Nếu sản phẩm đúng là ${\text{FeCl}}_3$, thì phương trình sẽ là:

$${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{+ 6HCl → 2FeCl}{\text{†}}_3\text{+ 3H}{\text{†}}_2\text{O}$$

Trong trường hợp này, các nguyên tố đều đã được cân bằng hoàn chỉnh.

Qua bài tập này, các em đã thấy rằng không phải bất kỳ phương trình nào cũng có thể cân bằng được nếu bản thân các chất tham gia và sản phẩm không tuân theo quy luật hóa học nhé!