Chào mừng các bạn đến với FPT Skill King! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau khám phá về phản ứng KMnO4 và HCl trong việc tạo ra khí Cl2. Đây là một phản ứng oxi hóa khử được cân bằng chính xác và chi tiết nhất.
Nội dung
Phản ứng KMnO4 + HCl
Phản ứng KMnO4 + HCl tạo ra khí Cl2 theo phương trình hóa học sau:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Phương trình hóa học
Phản ứng KMnO4 và HCl được biểu diễn trong phương trình hóa học như sau:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Phản ứng này được ứng dụng để điều chế khí Cl2 trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp thăng bằng electron
Để lập phương trình hóa học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa – khử:
KMnO+7 + 4HCl-1 → KCl + MnCl+2 + Cl02 + H2O
Chất khử: HCl
Chất oxi hóa: KMnO4
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử:
- Quá trình oxi hóa: 2Cl-1 → Cl02 + 2e
- Quá trình khử: Mn+7 + 5e → Mn+2
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa:
5 × 2 × 2Cl-1 → Cl02 + 2e
Mn+7 + 5e → Mn+2
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Điều kiện và cách tiến hành thí nghiệm
- Điều kiện để KMnO4 tác dụng với HCl là HCl đặc, điều kiện thường.
- Cách tiến hành thí nghiệm:
- Cho vào ống nghiệm khô một vài tinh thể KMnO4, nhỏ tiếp vào ống vài giọt dung dịch HCl đậm đặc.
- Đậy kín ống nghiệm bằng nút bông tẩm dung dịch NaOH.
Hiện tượng phản ứng
Trong quá trình thí nghiệm, ta sẽ quan sát hiện tượng sau:
Có khí màu vàng lục thoát ra, chính là khí Cl2. Vì khí Cl2 thoát ra gây độc, nên khi làm xong thí nghiệm cần thêm lượng dư dung dịch kiềm để trung hòa lượng HCl dư và tác dụng hết với Cl2 trong bình trước khi đổ ra môi trường.
Những điều thú vị về HCl
Tính chất vật lí
- Hiđro clorua tan vào nước tạo thành dung dịch axit clohiđric.
- Axit clohiđric là chất lỏng, không màu, có mùi xốc.
- Dung dịch HCl đặc nhất (ở 20oC) đạt tới nồng độ 37% và có khối lượng riêng D = 1,19 g/cm3.
- Dung dịch HCl đặc “bốc khói” trong không khí ẩm. Đó là do hiđro clorua thoát ra kết hợp với hơi nước trong không khí thành những hạt dung dịch nhỏ như sương mù.
Tính chất hóa học
Axit clohiđric là một axit mạnh, mang đầy đủ tính chất hóa học của một axit, bao gồm:
- Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước (H) trong dãy hoạt động hóa học của kim loại.
- Tác dụng với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối và nước.
- Tác dụng với muối của axit yếu hơn tạo thành muối mới và axit mới.
- Dung dịch axit HCl đặc còn thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh.
Điều chế và ứng dụng
HCl có thể được điều chế trong phòng thí nghiệm và công nghiệp.
- Trong phòng thí nghiệm, HCl được điều chế bằng cách cho tinh thể NaCl vào dung dịch H2SO4 đậm đặc và đun nóng (phương pháp sunfat) rồi hấp thụ vào nước để được axit clohiđric.
- Trong công nghiệp, HCl được điều chế thông qua phương pháp tổng hợp đốt H2 trong khí quyển Cl2 hoặc phương pháp sunfat từ NaCl rắn và H2SO4 đặc.
Bài tập vận dụng liên quan
Cùng vận dụng kiến thức của chúng ta vào các bài tập sau:
-
Tìm kim loại M trong phản ứng KMnO4 + HCl với lượng khí Cl2 sinh ra oxi hóa vừa đủ 7,5 gam hỗn hợp gồm Al và kim loại M có tỉ lệ mol Al : M = 1: 2.
-
Xác định chất A, X2, C, D, E trong chuỗi phản ứng.
-
Cho 8,7 gam MnO2 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc sinh ra V lít khí Cl2 (ở đktc). Hiệu suất phản ứng là 85%. Tính giá trị của V.
-
Sau khi điều chế Cl2 từ HCl và MnO2, toàn bộ khí Cl2 được dẫn qua dung dịch NaI. Sau phản ứng, thu được 12,7 gam I2. Tính lượng HCl có trong dung dịch đã dùng.
-
Hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm là gì?
-
Để trung hòa 20 ml dung dịch HCl 0,1M cần 10 ml dung dịch NaOH nồng độ x mol/l. Giá trị của x là bao nhiêu?
-
Cho 36 gam FeO tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa a mol HCl. Giá trị của a là bao nhiêu?
-
Cần dùng 300 gam dung dịch HCl 3,65% để hòa tan vừa hết x gam Al2O3. Giá trị của x là bao nhiêu?
-
Cho 5,6 gam một oxit kim loại tác dụng vừa đủ với HCl cho 11,1 gam muối clorua của kim loại đó. Tìm công thức oxit kim loại.
-
Cho 30,00 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 6,72 lít khí H2. Tính khối lượng FeO trong hỗn hợp X.
-
Để hoà tan hết hỗn hợp Zn và ZnO, cần dùng 100,8 ml dung dịch HCl 36,5%. Tính phần trăm khối lượng của hỗn hợp Zn và ZnO ban đầu.
-
Cho 36,5 gam dung dịch HCl 10% vào một cốc đựng NaHCO3 dư, thu được V lít khí ở đktc. Tính giá trị của V.
-
Cho 50 gam CaCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 20%. Tính khối lượng dung dịch HCl đã dùng.
Hy vọng rằng bài viết này đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về phản ứng KMnO4 và HCl trong việc tạo ra khí Cl2. Hãy tiếp tục theo dõi website fptskillking.edu.vn để cập nhật thêm kiến thức mới và các bài viết hấp dẫn khác từ FPT Skill King.
