FeSO4 KMnO4 H2SO4: phương trình đã cân bằng, đếm từng nguyên tố
Lớp 10Hóa học

FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Trả lời nhanh

Phương trình đã cân bằng: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O. Đây là phản ứng oxi hoá – khử: Fe2+ bị KMnO4 oxi hoá thành Fe3+ trong môi trường axit, dung dịch tím hồng mất màu và chuyển sang vàng nâu.

Phương trình phản ứng

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Điều kiện: nhiệt độ thường, môi trường axit H2SO4 loãng. Trong phản ứng này FeSO4 là chất khử, KMnO4 là chất oxi hoá, H2SO4 đóng vai trò môi trường.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hoá thay đổi: Fe từ +2 lên +3; Mn từ +7 xuống +2.
  2. Viết các quá trình:
    • Chất khử (nhường e): 2Fe+2 → 2Fe+3 + 2e (vì Fe2(SO4)3 có 2 nguyên tử Fe nên viết luôn 2Fe).
    • Chất oxi hoá (nhận e): Mn+7 + 5e → Mn+2.
  3. Cân bằng số electron: nhân quá trình đầu với 5, quá trình sau với 2 (cùng 10e): 5 × (2Fe+2 → 2Fe+3 + 2e) và 2 × (Mn+7 + 5e → Mn+2).
  4. Đặt hệ số: 10FeSO4, 2KMnO4; vế phải 5Fe2(SO4)3, 2MnSO4.
  5. Cân bằng K, S, H, O: K còn 2 nên có 1K2SO4. Đếm S ở vế phải: 15 + 2 + 1 = 18, trừ 10 S của FeSO4 còn 8 nên cần 8H2SO4. H = 16 nên tạo 8H2O.
  6. Kiểm tra O: vế trái 40 + 8 + 32 = 80; vế phải 60 + 8 + 4 + 8 = 80. Đúng.

Phương trình ion thu gọn

5Fe2+ + MnO4– + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Dạng ion gọn hơn nhiều và dễ nhớ: tỉ lệ mol Fe2+ : MnO4– : H+ = 5 : 1 : 8. Nhân đôi lên là ra hệ số của phương trình phân tử.

Hiện tượng nhận biết

  • Dung dịch KMnO4 màu tím hồng nhỏ vào dung dịch FeSO4 (đã axit hoá) bị mất màu ngay.
  • Dung dịch chuyển từ lục nhạt (Fe2+) sang vàng nâu (Fe3+).
  • Khi Fe2+ hết, giọt KMnO4 dư đầu tiên làm dung dịch hiện màu hồng nhạt bền. Đó là dấu hiệu kết thúc chuẩn độ.

Vì sao phải dùng H2SO4?

  • Trong môi trường axit, MnO4– bị khử mạnh nhất xuống Mn2+ (gần như không màu). Nếu môi trường trung tính hoặc kiềm sẽ tạo MnO2 (kết tủa nâu đen) hoặc MnO42– (xanh), làm sai kết quả.
  • Không dùng HCl để axit hoá vì Cl– cũng bị MnO4– oxi hoá thành Cl2, làm tiêu tốn thêm KMnO4.
  • Không dùng HNO3 vì bản thân nó là chất oxi hoá, có thể oxi hoá Fe2+, gây nhiễu.

Ứng dụng: chuẩn độ permanganat

Phản ứng được dùng để xác định nồng độ Fe2+ (ví dụ trong thuốc bổ sắt, quặng sắt đã hoà tan và khử về Fe2+). KMnO4 tự làm chỉ thị nên không cần thêm chất chỉ thị khác. Điểm tương đương nhận ra bằng màu hồng nhạt bền khoảng 30 giây.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên Fe2(SO4)3 chứa 2 nguyên tử Fe, dẫn đến lệch số electron (viết 1e thay vì 2e cho mỗi nhóm Fe2).
  • Đặt H2SO4 là chất oxi hoá. Thực ra S+6 không đổi số oxi hoá.
  • Quên tính K2SO4 khi đếm S nên tính sai hệ số H2SO4.

Mẹo nhớ: “5 – 1 – 8” (5Fe2+, 1MnO4–, 8H+), sau đó nhân 2 để thành số nguyên cho phân tử Fe2(SO4)3.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Chuẩn độ 20 mL dung dịch FeSO4 (đã axit hoá) cần 10 mL dung dịch KMnO4 0,02 M. Tính nồng độ mol của FeSO4.

Giải: n(KMnO4) = 0,01 × 0,02 = 2.10–4 mol. Theo tỉ lệ 5 : 1, n(Fe2+) = 5 × 2.10–4 = 1.10–3 mol. CM = 1.10–3 / 0,02 = 0,05 M.

Bài 2. Cần bao nhiêu gam FeSO4 (M = 152) để phản ứng vừa đủ với 0,01 mol KMnO4 trong môi trường axit?

Giải: n(FeSO4) = 5 × 0,01 = 0,05 mol; m = 0,05 × 152 = 7,6 g.

Bài 3. Với 0,1 mol KMnO4 phản ứng hoàn toàn, cần tối thiểu bao nhiêu mol H2SO4?

Giải: Theo phương trình, 2KMnO4 cần 8H2SO4, tỉ lệ 1 : 4, nên n(H2SO4) = 0,4 mol.

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài sau: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + N2O + H2O: cân bằng và Cu với HNO3 đặc nguội.

Câu hỏi thường gặp

Phương trình FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 cân bằng thế nào?

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O. Hệ số tìm bằng thăng bằng electron: Fe+2 nhường 1e, Mn+7 nhận 5e.

Hiện tượng khi cho KMnO4 vào FeSO4 trong H2SO4 là gì?

Dung dịch tím hồng của KMnO4 bị mất màu, dung dịch chuyển từ lục nhạt sang vàng nâu do tạo Fe3+. Khi Fe2+ hết, một giọt KMnO4 dư làm dung dịch có màu hồng nhạt.

Vì sao không dùng HCl để axit hoá khi chuẩn độ Fe2+ bằng KMnO4?

Vì ion Cl- bị MnO4- oxi hoá thành khí Cl2, làm tiêu tốn thêm KMnO4 và cho kết quả chuẩn độ sai (cao hơn thực tế).

Tỉ lệ mol giữa FeSO4 và KMnO4 trong phản ứng là bao nhiêu?

Tỉ lệ n(FeSO4) : n(KMnO4) = 5 : 1, tức 10 : 2 theo phương trình phân tử.

Bài học liên quan