Cho KMnO4 tác dụng với HCl đặc thu được khí A. Dẫn khí thu được vào dung dịch KO…
Chúng ta sẽ đi từng bước một để giải quyết bài toán này nhé.
Bước 1: Xác định khí A thu được khi cho KMnO4 tác dụng với HCl đặc.
Đây là một phản ứng oxi hóa-khử quen thuộc trong chương trình Hóa học lớp 10.
Trong phản ứng này, KMnO4 là chất oxi hóa (vì Mn có số oxi hóa cao nhất là +7, và sẽ giảm số oxi hóa) còn HCl đặc là chất khử (vì Cl có số oxi hóa -1, và có thể tăng số oxi hóa lên 0 hoặc cao hơn).
Phản ứng xảy ra như sau:
2KMnO4 + 16HCl(đặc) → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Giải thích:
Trong phản ứng này, ion permanganat (MnO4-) oxi hóa ion clorua (Cl-) trong HCl.
Số oxi hóa của Mn trong KMnO4 là +7, trong MnCl2 là +2. Vậy Mn đã nhận 5 electron.
Số oxi hóa của Cl trong HCl là -1, trong Cl2 là 0. Vậy Cl đã nhường 2 electron.
Để cân bằng electron, ta nhân KMnO4 với 2 và HCl với 5, sau đó cân bằng các nguyên tố còn lại. Tuy nhiên, phản ứng này có hệ số tối giản như trên.
Khí thu được A chính là khí Clo (Cl2).
Bước 2: Cho khí A (Cl2) tác dụng với dung dịch KOH ở nhiệt độ thường và đun nóng.
Chúng ta sẽ xét hai trường hợp:
Trường hợp 1: Khí Cl2 tác dụng với dung dịch KOH ở nhiệt độ thường.
Khi cho khí Clo tác dụng với dung dịch kiềm như KOH ở nhiệt độ thường, phản ứng oxi hóa-khử nội phân tử sẽ xảy ra. Cl2 vừa đóng vai trò là chất oxi hóa, vừa đóng vai trò là chất khử.
Phản ứng xảy ra như sau:
Cl2 + 2KOH → KCl + KClO + H2O
Hiện tượng:
Dung dịch ban đầu không màu, sau phản ứng sẽ thu được một dung dịch chứa các ion K+, Cl-, ClO-, OH-, H+. Nếu ban đầu dung dịch KOH có màu thì sẽ có sự thay đổi màu sắc tùy thuộc vào các ion tạo thành. Tuy nhiên, hiện tượng chính là khí Clo tan dần vào dung dịch, và dung dịch thu được chứa các muối Kali clorua (KCl) và Kali hipoclorit (KClO). KClO là chất có tính oxi hóa yếu.
Giải thích:
Trong phản ứng này:
– Nguyên tử Cl trong Cl2 có số oxi hóa 0, trong KCl có số oxi hóa -1 (bị khử).
– Nguyên tử Cl trong Cl2 có số oxi hóa 0, trong KClO có số oxi hóa +1 (bị oxi hóa).
Phản ứng này gọi là phản ứng tự oxi hóa – tự khử (hay còn gọi là phản ứng disproporcionation).
Trường hợp 2: Khí Cl2 tác dụng với dung dịch KOH khi đun nóng.
Khi đun nóng, phản ứng giữa Cl2 và KOH sẽ diễn ra khác một chút, tạo ra sản phẩm có số oxi hóa cao hơn.
Phản ứng xảy ra như sau:
3Cl2 + 6KOH (đun nóng) → 5KCl + KClO3 + 3H2O
Hiện tượng:
Tương tự như trường hợp nhiệt độ thường, khí Clo tan dần vào dung dịch. Tuy nhiên, sản phẩm tạo thành lúc này là Kali clorua (KCl) và Kali clorat (KClO3). Kali clorat là một chất oxi hóa mạnh hơn Kali hipoclorit.
Giải thích:
Trong phản ứng này:
– Nguyên tử Cl trong Cl2 có số oxi hóa 0, trong KCl có số oxi hóa -1 (bị khử).
– Nguyên tử Cl trong Cl2 có số oxi hóa 0, trong KClO3 có số oxi hóa +5 (bị oxi hóa).
Khi đun nóng, quá trình oxi hóa xảy ra mạnh hơn, tạo ra sản phẩm có số oxi hóa cao hơn là Cl(+5) trong KClO3, thay vì Cl(+1) trong KClO ở nhiệt độ thường.
Tóm lại, các em đã nắm vững cách xác định sản phẩm phản ứng và viết phương trình hóa học cho từng trường hợp. Việc hiểu rõ vai trò của chất oxi hóa, chất khử và điều kiện phản ứng là chìa khóa để giải quyết các bài toán Hóa học.
Chúc các em học tốt!
Giải thích các bước giải:
Hiện tượng: KMnO4 tan trong HCl làm mất màu dd thuốc tím đồng thời có khí màu vàng lục thoát ra, tiếp tục sục khí Clo vào KOH ta được dung dịch ko màu.
PTHH:
\(2KMnO_4+ 16HCl \xrightarrow{t^o} 2KCl+ 2MnCl_2+ 5Cl_2+ 8H_2O \)
\(Cl_2+ 2KOH \to KCl+ KClO+ H_2O \)
Khi đun nóng dung dịch sản phẩm tạo \(KClO_3\)
\(3Cl_2+ 6KOH \xrightarrow{t^o} 5KCl+ KClO_3+ 3H_2O\)
2KMnO4+16HCl->2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O
Cl2+2KOH->KCl+KClO+H2O
Hiện tượng: khi cho KMnO4 tác dụng với HCl đặc có khí màu vàng thoát ra(Cl2)
khi dẫn khí thu được vào KOH thì khí tan trong KOH