Nhiệt phân KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

Nhiệt phân KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 | KMnO4 ra K2MnO4

Trịnh Thị Thu Hiền Ngày: 27-06-2024 Lớp 12

3 K

Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:

Nhiệt phân KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

1. Phương trình phản ứng hóa học

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.

- Dung dịch Kali pemanganat (KMnO4) màu tím nhạt dần và xuất hiện kết tủa đen Mangat IV oxit (MnO2).

3. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

- KMnO₄là chất oxi hoá mạnh bị phân huỷ bởi nhiệt độ cao.

5. Tính chất của KMnO4

- Tính chất vật lý:

+ Màu sắc: KMnO4 có màu tím đậm hoặc tím đỏ, đây là đặc điểm vật lý chính của nó. Màu sắc này là do tương tác giữa electron trong cấu trúc phân tử của KMnO4.

+ Trạng thái vật lý: KMnO4 tồn tại ở dạng bột mịn hoặc hạt tinh thể tùy thuộc vào quy trình sản xuất và quy cách lưu trữ. Nó có thể tồn tại ở dạng rắn.

+ Điểm nóng chảy: KMnO4 có điểm nóng chảy tương đối cao, khoảng 240-250 độ Celsius (464-482 độ Fahrenheit).

- Tính chất hoá học:

+ Chất oxy hóa mạnh: KMnO4 là một chất oxy hóa mạnh trong các phản ứng hóa học. Nó có khả năng chuyển các chất khác thành các sản phẩm oxy hóa.

2KMnO4 → K2MnO4+ MnO2 + O2

+ Tính chất oxi hóa và khử: KMnO4 có thể tồn tại ở các trạng thái oxi hóa khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng. Thường thì nó tồn tại ở dạng ion manganat manganat(VII), MnO4-. Trong quá trình phản ứng, nó có thể cung cấp oxi cho các chất khác để chuyển chúng thành dạng oxi hóa cao hơn, trong khi nó tự mình khả quan là một chất khử.

Trong môi trường axit, mangan bị khử thành Mn2+

2KMnO4+ 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

Trong môi trường trung tính, tạo thành MnO2 có cặn màu nâu.

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

Trong môi trường kiềm, bị khử thành MnO42-

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + Na2SO4+ H2O

+ Phản ứng với axit: KMnO4 thường không phản ứng trực tiếp với axit đơn thuần như axit sulfuric (H2SO4) hay axit clohydric (HCl) trong điều kiện thông thường. Tuy nhiên, trong môi trường axit mạnh, KMnO4 có thể bị giảm đi (khử) thành manganat (Mn2+).

Phản ứng chính là sự khử ion Mn(VII) thành ion Mn(II) như sau: 2 KMnO4 + 6 H+ → 2 Mn2+ + 5 H2O + 3 O2 . Trong phản ứng này, ion Mn(VII) trong KMnO4 được giảm thành ion Mn(II), và khí oxi (O2) được giải phóng.

+ Phản ứng với bazo (chất bazơ): KMnO4 có thể phản ứng với các chất bazơ trong môi trường kiềm, và phản ứng này thường được sử dụng trong các phương pháp phân tích hóa học. Chẳng hạn, trong phản ứng với ion hidroxit (OH-) trong dung dịch kiềm, KMnO4 có thể tạo ra các sản phẩm khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng.

Một ví dụ phản ứng là sự oxi hóa ion hidroxit thành oxit và nước: 2 MnO4- + 6 OH- → 2 MnO2 + 3 O2 + 4 H2O Trong trường hợp này, KMnO4 oxi hóa ion hidroxit thành oxit (MnO2) và nước, đồng thời giải phóng khí oxi (O2).

+ Độ tan trong nước: KMnO4 tan tốt trong nước, tạo ra dung dịch có màu tím đậm. Dung dịch này thường được sử dụng để kiểm tra sự hiện diện của các chất khác và để phân tích hóa học.

+ Ứng dụng rộng rãi: KMnO4 có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực hóa học, y học, và trong ngành công nghiệp, chẳng hạn như trong quá trình làm sạch nước, trong phân tích hóa học, trong y học (ví dụ: để điều trị nhiễm trùng ngoài da), và trong sản xuất nhiều hợp chất hóa học khác.

6. Cách thực hiện phản ứng

Chúng mình không thông tin về làm thế nào để KMnO4 (kali pemanganat) và tạo ra chất MnO2 (Mangan oxit) phản ứng với O2 (oxi) phản ứng với K2MnO4 (kali manganat).

Nếu đang làm bài tập các bạn có thể viết đơn giản là KMnO4 (kali pemanganat) và tạo ra chất MnO2 (Mangan oxit), O2 (oxi), K2MnO4 (kali manganat)

7. Bạn có biết

- Khí oxi được điều chế bằng cách phân huỷ những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO4

8. Bài tập liên quan

Câu 1. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Khí oxi không màu, không mùi, nặng hơn không khí.

B. Khí ozon màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng.

C. Ozon là một dạng thù hình của oxi, có tính oxi hóa mạnh hơn oxi.

D. Ozon và oxi đều được dùng để khử trùng nước sinh hoạt.

Lời giải:

Đáp án: D

A đúng Khí oxi không màu, không mùi, nặng hơn không khí.

B đúng Khí ozon màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng.

C đúng Ozon là một dạng thù hình của oxi, có tính oxi hóa mạnh hơn oxi.

D sai vì Chỉ có ozon dùng để khử trùng nước sinh hoạt

Câu 2. Phản ứng tạo O₃ từ O₂ cần điều kiện:

A. tia lửa điện hoặc tia cực tím

B. Xúc tác Fe

C. Áp suất cao

D. Nhiệt độ cao

Lời giải:

Đáp án: A

Điều kiện phản ứng: Tia cực tím (UV : Ultra Violet)

Trong tự nhiên Ôzôn được hình thành từ phân tử Oxy do tác động từ tia cực tím UV, phóng điện (Tia sét) trong khí quyển, và có nồng độ thấp trong bầu khí quyển trái đất.

Khi có sấm sét, hiệu điện thế cao chạy qua không trung làm phân tách cấu tạo của phân oxy (O₂) thành các oxy nguyên tử (O). Các nguyên tử này kết hợp với phân tử ôxy bên cạnh tạo nên O₃, gọi là ozone.

Câu 3. Phản ứng điều chế oxi trong phòng thí nghiệm là:

A. 2KI + O₃ + H₂O → I₂ + 2KOH + O₂

B. 5nH₂O + 6nCO₂ → (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

C. 2H₂O $\overset{đp}{\rightarrow}$ 2H₂ + O₂

D. 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Lời giải:

Đáp án: D

Phản ứng điều chế oxi trong phòng thí nghiệm là:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Câu 4. Dãy gồm các chất đều tác dụng được với oxi là

A. Mg, Al, C, C₂H₅OH

B. Al, P, Cl₂, CO

C. Au, C, S, CO

D. Fe, Pt, C, C₂H₅OH

Lời giải:

Đáp án: A

Mg + O₂ → MgO

4Al + 3O₂→ 2Al₂O₃

2C + O₂ → 2CO

C₂H₅OH + 2O₂→ 2CO₂ + 3H₂O

Câu 5. Trong không khí, oxi chiếm bao nhiêu phần trăm thể tích?

A. 21%

B. 25%

C. 30%

D. 78%

Lời giải:

Đáp án: A

Thành phần của không khí

Không khí là một hỗn hợp khí trong đó : oxi chiếm 21% về thể tích (khoảng 1/5 về thể tích không khí), khí nitơ chiếm 78% và các khí khác như hơi nước, khí cacbonic, một số khí hiếm như Ne, Ar, bụi khói chiếm khoảng 1% thể tích không khí.

Câu 6. Phát biểu nào dưới đây đúng: ở nhiệt độ thường

A. O₂ không oxi hóa được Ag, O₃ oxi hóa được Ag.

B. O₂ oxi hóa được Ag, O₃ không oxi hóa được Ag.

C. Cả O₂ và O₃ đều không oxi hóa được Ag.

D. Cả O₂ và O₃ đều oxi hóa được Ag.

Lời giải:

Đáp án: A

O₃ + 6Ag → 3Ag₂O

Câu 7. Đốt cháy hoàn toàn 8,7 gam hỗn hợp Mg và Al trong khí oxi (dư) thu được 15,1 gam hỗn hợp oxit. Thể tích khí oxi (đktc) đã tham gia phản ứng là

A. 17,92 lít.

B. 8,96 lít.

C. 11,20 lít.

D. 4,48 lít.

Lời giải:

Đáp án: D

Bảo toàn khối lượng: n_O2 = $\frac{15, 2 - 8, 7}{32}$ = 0,2 (mol)

⇒ V = 0,2. 22,4 = 4,48 (lít)

Câu 8. Thêm 1,5 gam MnO₂ vào 98,5 gam hỗn hợp X gồm KCl và KClO₃. Trộn kĩ và đun hỗn hợp đến phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn cân nặng 76 gam. Khối lượng KCl trong 98,5 gam X là

A. 74,50 gam.

B. 13,75 gam.

C. 122,50 gam.

D. 37,25 gam.

Lời giải:

Đáp án: D

Bảo toàn khối lượng: mO2 = 1,5 + 98,5 – 76 = 24 (gam)

⇒ n_O2= $\frac{24}{32}$ = 0,75 (mol)

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂ ↑

⇒ m_KCl = 98,5 – 0,5.122,5 = 37,25 (gam)

Câu 9. Người ta thu khí oxi bằng cách đấy không khí là dựa vào tính chất nào?

A. Oxi tan trong nước

B. Oxi nặng hơn không khí

C. Oxi không mùi, không màu, không vị

D. Khí oxi dễ trộn lẫn trong không khí

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 10. Muối Fe²⁺ làm mất màu dung dịch KMnO₄ trong môi trường axit tạo ra ion Fe³⁺ , còn Fe³⁺ tác dụng với I^- tạo ra I₂ và Fe²⁺. Sắp xếp các chất và ion Fe³⁺, I₂ và MnO₄- theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa: