Chào các em học sinh thân mến!

Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập cân bằng phương trình hóa học. Đây là một kĩ năng rất quan trọng trong môn Hóa học lớp 8 của chúng ta, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về định luật bảo toàn khối lượng.

Các em đã sẵn sàng chưa? Chúng ta cùng bắt đầu nhé!

Để cân bằng phương trình hóa học:

Fe(OH)3 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O

Chúng ta sẽ thực hiện theo phương pháp đếm số nguyên tử từng nguyên tố ở hai vế của phương trình (vế trái là các chất phản ứng, vế phải là các chất sản phẩm) và điều chỉnh hệ số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

Bước 1: Viết lại phương trình hóa học chưa cân bằng.

Trước hết, chúng ta hãy viết lại phương trình đề bài đã cho:

Fe(OH)3 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O

Bước 2: Xác định các nguyên tố có trong phương trình.

Trong phương trình này, chúng ta có các nguyên tố:

• Sắt (Fe)
• Oxi (O)
• Hiđro (H)
• Nito (N)

Bước 3: Bắt đầu cân bằng các nguyên tố theo thứ tự ưu tiên.

Thông thường, chúng ta sẽ ưu tiên cân bằng các nguyên tố kim loại trước, sau đó đến phi kim (trừ O, H), rồi đến O và H cuối cùng.

Ngoài ra, một mẹo nhỏ là nếu có các nhóm nguyên tử (gốc axit, gốc bazơ) giữ nguyên trong suốt quá trình phản ứng, chúng ta có thể cân bằng cả nhóm đó trước. Ở đây, chúng ta thấy nhóm NO3 và nhóm OH.

a) Cân bằng nguyên tố Sắt (Fe):

• Ở vế trái (chất phản ứng): Có 1 nguyên tử Fe (trong Fe(OH)3).
• Ở vế phải (chất sản phẩm): Có 1 nguyên tử Fe (trong Fe(NO3)3).

Số nguyên tử Fe ở hai vế đã bằng nhau (đều là 1). Vậy Fe đã cân bằng. Chúng ta không cần thêm hệ số cho Fe(OH)3 và Fe(NO3)3.

b) Cân bằng nhóm Nitrat (NO3):

Chúng ta thấy nhóm NO3 xuất hiện trong HNO3 ở vế trái và trong Fe(NO3)3 ở vế phải. Nhóm này không bị phá vỡ trong phản ứng, nên ta coi nó như một đơn vị để cân bằng.

• Ở vế trái (chất phản ứng): Có 1 nhóm NO3 (trong HNO3).
• Ở vế phải (chất sản phẩm): Có 3 nhóm NO3 (trong Fe(NO3)3).

Để số nhóm NO3 ở hai vế bằng nhau, chúng ta cần 3 nhóm NO3 ở vế trái. Do đó, chúng ta sẽ đặt hệ số 3 trước phân tử HNO3.

Phương trình tạm thời của chúng ta sẽ là:

Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O

(Giải thích: Chúng ta đặt hệ số 3 trước HNO3 vì Fe(NO3)3 có 3 gốc nitrat, và để bảo toàn nguyên tố nitơ, chúng ta cần 3 phân tử HNO3).

c) Cân bằng nguyên tố Hiđro (H):

Bây giờ, chúng ta đếm số nguyên tử H ở hai vế sau khi đã đặt hệ số cho HNO3:

• Ở vế trái (chất phản ứng):
  • Trong Fe(OH)3: có 3 nguyên tử H.
  • Trong 3HNO3: có \(3 \times 1 = 3\) nguyên tử H.
  • Tổng cộng vế trái có \(3 + 3 = 6\) nguyên tử H.
• Ở vế phải (chất sản phẩm):
  • Trong H2O: có 2 nguyên tử H.

Để số nguyên tử H ở hai vế bằng nhau (đều là 6), chúng ta cần \(6 \div 2 = 3\) phân tử H2O ở vế phải. Do đó, chúng ta sẽ đặt hệ số 3 trước phân tử H2O.

Phương trình tạm thời của chúng ta sẽ là:

Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O

(Giải thích: Sau khi cân bằng Fe và nhóm NO3, chúng ta thấy vế trái có tổng cộng 6 nguyên tử H. Để có 6 nguyên tử H ở vế phải, chúng ta cần 3 phân tử nước vì mỗi phân tử nước có 2 nguyên tử H).

d) Cân bằng nguyên tố Oxi (O):

Cuối cùng, chúng ta kiểm tra xem nguyên tố Oxi đã tự cân bằng hay chưa. Nếu chưa, chúng ta sẽ điều chỉnh lại, nhưng thường thì Oxi sẽ tự cân bằng khi các nguyên tố khác đã được cân bằng đúng.

• Ở vế trái (chất phản ứng):
  • Trong Fe(OH)3: có 3 nguyên tử O.
  • Trong 3HNO3: có \(3 \times 3 = 9\) nguyên tử O.
  • Tổng cộng vế trái có \(3 + 9 = 12\) nguyên tử O.
• Ở vế phải (chất sản phẩm):
  • Trong Fe(NO3)3: có \(3 \times 3 = 9\) nguyên tử O.
  • Trong 3H2O: có \(3 \times 1 = 3\) nguyên tử O.
  • Tổng cộng vế phải có \(9 + 3 = 12\) nguyên tử O.

Số nguyên tử O ở hai vế đã bằng nhau (đều là 12). Vậy Oxi đã cân bằng!

Bước 4: Viết phương trình hóa học đã cân bằng hoàn chỉnh và kiểm tra lại.

Phương trình hóa học đã cân bằng cuối cùng là:

Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O

Kiểm tra lại toàn bộ:

• Fe: 1 (trái) = 1 (phải)
• N: \(3 \times 1 = 3\) (trái) = \(1 \times 3 = 3\) (phải)
• H: 3 (trong Fe(OH)3) + \(3 \times 1 = 3\) (trong 3HNO3) = 6 (trái) = \(3 \times 2 = 6\) (trong 3H2O) (phải)
• O: 3 (trong Fe(OH)3) + \(3 \times 3 = 9\) (trong 3HNO3) = 12 (trái) = \(3 \times 3 = 9\) (trong Fe(NO3)3) + \(3 \times 1 = 3\) (trong 3H2O) = 12 (phải)

Tất cả các nguyên tố đều đã cân bằng. Phương trình hóa học của chúng ta hoàn toàn chính xác theo định luật bảo toàn khối lượng!

Vậy là chúng ta đã hoàn thành bài tập rồi! Các em thấy không, việc cân bằng phương trình hóa học không hề khó nếu chúng ta nắm vững các bước và làm cẩn thận từng chút một.

Chúc các em học tốt và luôn yêu thích môn Hóa học nhé!