Cô là giáo viên Hóa học lớp 11. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập về cân bằng phản ứng oxi hóa – khử. Dựa trên kiến thức đã học trong Sách giáo khoa, chúng ta sẽ đi qua từng bước để tìm ra đáp án chính xác nhất.

Bài tập yêu cầu chúng ta tìm tổng hệ số cân bằng của phản ứng: C + H2SO4(đặc) → CO2 + SO2 + H2O.

Đây là một phản ứng oxi hóa – khử, trong đó cacbon (C) từ số oxi hóa 0 lên +4 trong CO2, và lưu huỳnh (S) trong H2SO4 từ số oxi hóa +6 xuống +4 trong SO2.

Chúng ta sẽ sử dụng phương pháp thăng bằng electron để cân bằng phản ứng này.

Bước 1: Xác định các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa và viết các quá trình oxi hóa, quá trình khử.

Trong phản ứng này, ta thấy:
– Cacbon (C) có số oxi hóa từ 0 trong C lên +4 trong CO2. Đây là quá trình oxi hóa.
Ta viết: C⁰ → C⁺⁴ + 4e

– Lưu huỳnh (S) trong H2SO4 có số oxi hóa +6 xuống +4 trong SO2. Đây là quá trình khử.
Ta viết: S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Bước 2: Cân bằng số electron cho và nhận.

Để cân bằng số electron, ta tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) của số electron cho (4e) và số electron nhận (2e). BCNN(4, 2) = 4.

– Quá trình oxi hóa: C⁰ → C⁺⁴ + 4e. Để có 4 electron nhận vào, ta nhân hệ số của S với 2.
– Quá trình khử: S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴. Nhân cả hai vế với 2 để có 4 electron cho ra.
Ta viết lại là: 2S⁺⁶ + 4e → 2S⁺⁴

Vậy, ta có hệ số cho C là 1 và hệ số cho S (trong H2SO4 và SO2) là 2.

Bước 3: Điền hệ số vào phương trình hóa học.

Dựa vào hệ số electron đã cân bằng, ta điền vào phương trình:

C + 2H2SO4(đặc) → CO2 + 2SO2 + H2O

Bước 4: Cân bằng các nguyên tố còn lại.

Bây giờ, chúng ta sẽ kiểm tra và cân bằng các nguyên tố còn lại (H và O).

– Nguyên tố C: 1 ở vế trái, 1 ở vế phải (CO2). Đã cân bằng.
– Nguyên tố S: 2 ở vế trái (trong 2H2SO4), 2 ở vế phải (trong 2SO2). Đã cân bằng.
– Nguyên tố H: Ở vế trái, ta có 2 * 2 = 4 nguyên tử H trong 2H2SO4. Ở vế phải, ta cần 4 nguyên tử H. Để có 4 nguyên tử H, ta đặt hệ số 2 trước H2O.
Ta có: C + 2H2SO4(đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

– Nguyên tố O:
Vế trái: 2 * 4 = 8 nguyên tử O trong 2H2SO4.
Vế phải: 2 nguyên tử O trong CO2 + 2 2 = 4 nguyên tử O trong 2SO2 + 2 1 = 2 nguyên tử O trong 2H2O.
Tổng số nguyên tử O ở vế phải là 2 + 4 + 2 = 8.
Số nguyên tử O ở hai vế đã bằng nhau.

Vậy, phương trình hóa học đã cân bằng là:
C + 2H2SO4(đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

Bước 5: Tính tổng hệ số cân bằng.

Tổng hệ số cân bằng là tổng các hệ số đứng trước các chất trong phương trình đã cân bằng.
Tổng hệ số = Hệ số của C + Hệ số của H2SO4 + Hệ số của CO2 + Hệ số của SO2 + Hệ số của H2O
Tổng hệ số = 1 + 2 + 1 + 2 + 2 = 8.

Như vậy, tổng hệ số cân bằng trong phản ứng là 8.

Chúng ta cùng xem các đáp án:
A. 2.
B. 4.
C. 6.
D. 8.

Đáp án chính xác là D.

Các em thân mến, với phương pháp thăng bằng electron, chúng ta có thể dễ dàng cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử phức tạp. Quan trọng là chúng ta phải xác định đúng sự thay đổi số oxi hóa và thực hiện các bước một cách cẩn thận.

Chúc các em học tốt!