Cân bằng phương trình Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
HNO₃ rất loãng có thể tạo NH₄NO₃ thay vì khí.
Hoặc thử:
Phương trình đã cân bằng
4Zn + 10HNO3 →rất loãng 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Oxi hóa – khử
Ứng dụng: HNO₃ rất loãng có thể tạo NH₄NO₃ thay vì khí.
Lời giải từng bước
1
Liệt kê các nguyên tố tham gia phản ứng
Các nguyên tố có mặt trong phương trình: Zn, H, N, O.
2
Đếm số nguyên tử ban đầu (chưa có hệ số)
Khi chưa thêm hệ số (tức tất cả hệ số = 1), số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế:
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phải | Cân bằng? |
|---|---|---|---|
| Zn | 1 | 1 | ✓ |
| H | 1 | 6 | ✗ |
| N | 1 | 4 | ✗ |
| O | 3 | 10 | ✗ |
Nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở hai vế chưa bằng nhau, ta cần thêm hệ số phù hợp để cân bằng. Lưu ý: chỉ được thay đổi hệ số (số đứng trước công thức), không bao giờ thay đổi chỉ số (số nhỏ ở dưới ký hiệu).
3
Chọn thứ tự cân bằng
Mẹo: nên cân bằng các nguyên tố xuất hiện ở ít công thức nhất trước, và để H, O cân bằng cuối cùng (vì chúng thường xuất hiện ở nhiều công thức và H₂O ở vế sản phẩm dễ điều chỉnh).
Thứ tự cân bằng đề xuất: Zn → N → H → O.
4
Cân bằng nguyên tố Zn
Đếm số nguyên tử Zn ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 4×1 = 4 = 4 nguyên tử Zn
- Vế phải: 4×1 = 4 = 4 nguyên tử Zn
✓ Nguyên tố Zn đã cân bằng.
5
Cân bằng nguyên tố N
Đếm số nguyên tử N ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 10×1 = 10 = 10 nguyên tử N
- Vế phải: 4×2 = 8 + 2 = 2 = 10 nguyên tử N
✓ Nguyên tố N đã cân bằng.
6
Cân bằng nguyên tố H
Đếm số nguyên tử H ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 10×1 = 10 = 10 nguyên tử H
- Vế phải: 4 = 4 + 3×2 = 6 = 10 nguyên tử H
✓ Nguyên tố H đã cân bằng.
7
Cân bằng nguyên tố O
Đếm số nguyên tử O ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 10×3 = 30 = 30 nguyên tử O
- Vế phải: 4×6 = 24 + 3 = 3 + 3×1 = 3 = 30 nguyên tử O
✓ Nguyên tố O đã cân bằng.
✓
Kết quả cuối cùng
Phương trình đã cân bằng:
4Zn + 10HNO3 →rất loãng 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Bảng kiểm tra nguyên tử
Kiểm tra định luật bảo toàn nguyên tố: số nguyên tử của mỗi nguyên tố phải bằng nhau ở hai vế.
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phải | Cân bằng |
|---|---|---|---|
| Zn | 4 | 4 | ✓ |
| H | 10 | 10 | ✓ |
| N | 10 | 10 | ✓ |
| O | 30 | 30 | ✓ |
Thông tin phản ứng
- Oxi hóa – khử: Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, có sự cho/nhận electron.
- Điều kiện: rất loãng
Tóm tắt phương trình
- Phương trình chưa cân bằng: Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
- Phương trình đã cân bằng: 4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
- Loại phản ứng: Oxi hóa – khử
- Các nguyên tố tham gia: Zn (Kẽm), H (Hiđro), N (Nitơ), O (Oxi)
- Chương trình: lớp 11, Oxi hóa khử
- Điều kiện phản ứng: rất loãng
Phân tích loại phản ứng
Phản ứng Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O được phân loại là phản ứng oxi hóa – khử. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, có sự cho/nhận electron.
Ứng dụng thực tế của phản ứng
HNO₃ rất loãng có thể tạo NH₄NO₃ thay vì khí.
Mẹo nhớ và lưu ý cân bằng
- Bước 1: Đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế. Bắt đầu cân bằng từ nguyên tố xuất hiện ít nhất, hoặc kim loại, rồi đến phi kim, cuối cùng là H và O.
- Bước 2: Chỉ được thay đổi hệ số (số trước công thức), không được thay đổi chỉ số (số nhỏ trong công thức). Nếu đổi chỉ số sẽ thành chất khác.
- Bước 3: Sau khi cân bằng, rút gọn các hệ số về tỉ lệ nguyên dương nhỏ nhất. Tổng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau.
- Phản ứng oxi hóa khử: Nên dùng phương pháp thăng bằng electron — xác định số oxi hóa thay đổi, cân bằng số electron cho-nhận, sau đó cân bằng các nguyên tố không có sự thay đổi số oxi hóa.
- Có ngoặc đơn: Nhớ nhân chỉ số ngoài ngoặc với từng chỉ số bên trong khi đếm nguyên tử. Ví dụ Al2(SO4)3 có 2 Al, 3 S, 12 O.
Các phương trình tương tự
Học sinh có thể tham khảo thêm các phương trình liên quan dùng chung nguyên liệu hoặc sản phẩm:
H2 + O2 -> H2O
Phản ứng nổ giữa hiđro và oxi tạo nước, ứng dụng trong pin nhiên liệu.
H2 + CuO -> Cu + H2O
Hiđro khử đồng(II) oxit để tạo đồng kim loại — phản ứng cơ bản trong luyện kim.
Zn + O2 -> ZnO
H2O -> H2 + O2
Điện phân nước là phương pháp công nghiệp sản xuất khí H₂ và O₂.
Na + H2O -> NaOH + H2
Phản ứng mãnh liệt tạo dung dịch kiềm và khí H₂.
K + H2O -> KOH + H2
Ca + H2O -> Ca(OH)2 + H2
Zn + HCl -> ZnCl2 + H2
Phản ứng điều chế khí H₂ trong phòng thí nghiệm.
Tài liệu tham khảo
- Cách cân bằng phương trình hóa học — 4 phương pháp
- Cân bằng phương trình oxi hóa khử
- Cân bằng phương trình có ngoặc
- Các lỗi sai khi cân bằng PTHH
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố
- Bảng hóa trị các nguyên tố
- Bảng tính tan
Câu hỏi thường gặp
Cân bằng phương trình Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O như thế nào?
Phương trình Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O được cân bằng bằng phương pháp ma trận, kết quả: 4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O. Tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau, tuân thủ định luật bảo toàn khối lượng.
Phản ứng Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O thuộc loại phản ứng nào?
Phản ứng này thuộc loại Oxi hóa – khử. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, có sự cho/nhận electron.
Điều kiện để phản ứng Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O xảy ra là gì?
Phản ứng Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O xảy ra với điều kiện: rất loãng.
Phương trình Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O thường gặp trong chương trình nào?
Đây là phương trình hóa học thuộc chương trình lớp 11, chuyên đề Oxi hóa khử.
Phản ứng Zn + HNO3 -> Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O có ứng dụng gì trong thực tế?
HNO₃ rất loãng có thể tạo NH₄NO₃ thay vì khí.