Cân bằng phương trình C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH

Cân bằng phương trình C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH
1. Cân bằng phương trình C2H4 + KMnO4 + H2O -> C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO-CH2-CH2-OH + 2MnO2 + 2KOH
Để cân bằng phương trình hóa học này, bạn cần đảm bảo rằng số lượng
nguyên tố và loại nguyên tố trên cả hai bên của phương trình phải bằng nhau.
Dưới đây là cách cân bằng phương trình:
Phương trình ban đầu: C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH
Bước 1: Cân bằng số lượng các nguyên tố C (carbon) và H (hydrogen):
Vế bên trái, có 1 phân tử C2H4 và 1 phân tử H2O, vì vậy có tổng cộng
2 nguyên tố carbon (C) và 6 nguyên tố hydrogen (H). Vế bên phải, có 1 phân
tử C2H4(OH)2 và 1 phân tử KOH, vì vậy cũng có tổng cộng 2 nguyên tố
carbon (C) và 7 nguyên tố hydrogen (H).
Bước 2: Cân bằng số lượng nguyên tố O (oxygen): Vế bên trái, có 1 phân tử
KMnO4, cung cấp 4 nguyên tố oxygen (O), 1 phân tử H2O cung cấp 1
nguyên tố O. Vế bên phải, có 1 phân tử MnO2 và 1 phân tử KOH, cung cấp
tổng cộng 2 + 1 = 3 nguyên tố oxygen (O). Bây giờ, để cân bằng số lượng
nguyên tố oxygen, bạn cần thêm một số hệ số phía trước các chất để làm
cho cả hai bên bằng nhau. Bây giờ phương trình đã được cân bằng về mặt
số lượng các nguyên tố C, H và O.
Cách thực hiện: Dẫn khí etilen qua hỗn hợp dung dịch thuốc tím, xuất hiện
hiện tượng kết tủa đen là MnO2.
Hiện tượng phản ứng xảy ra:
Phản ứng hóa học giữa C2H4 (etylen), KMnO4 (kali permanganat), H2O
(nước), C2H4(OH)2 (ethylene glycol), MnO2 (mangan điôxít), và KOH (kali
hydroxit) là một phản ứng oxi hóa của etylen bởi kali permanganat trong môi
trường kiềm. Trong quá trình này: Etylen (C2H4) bị oxi hóa thành ethylene
glycol (C2H4(OH)2) trong đó hai nguyên tử hydro (H) được thêm vào từ nước
(H2O). Kali permanganat (KMnO4) là chất oxi hóa mạnh, trong quá trình phản
ứng nó chuyển từ màu tím đậm sang màu xanh lá cây (MnO2) và tạo ra kali
hydroxit (KOH). MnO2 là sản phẩm còn lại sau khi kali permanganat bị oxi
hóa. Hiện tượng chính trong phản ứng này là sự chuyển đổi màu của kali
permanganat và tạo ra sản phẩm chất lỏng ethylene glycol, cùng với các sản
phẩm phụ là mangan điôxít và kali hydroxit.
2. Đặc điểm, tính chất của C2H4, KMnO4 Etylen (C2H4):
- Tính chất vật lý của Etylen:
+ Dạng vật lý: Etylen là một khí không màu, không mùi, và không màu. Tính
chất nhiệt động: Etylen là một chất dễ cháy và cháy với ngọn lửa màu xanh lam.
+ Tính chất hoà tan: Etylen hoà tan tốt trong các dung môi hữu cơ như ete
(diethyl ether), benzen, và dầu động cơ.
+ Tính chất động học: Etylen có một liên kết đôi (liên kết ba) giữa hai nguyên
tử carbon, làm cho nó có tính chất hóa học động hơn và có thể tham gia vào
các phản ứng hóa học khác nhau.
- Tính chất hoá học của Etylen:
+ Phản ứng oxi hóa: Etylen có thể bị oxi hóa dễ dàng, ví dụ như trong phản
ứng với KMnO4 để tạo ra ethylene glycol.
+ Phản ứng polymerization: Etylen có thể dựng thành các đơn vị etylen để tạo
ra các polymer như polyethylene.
+ Phản ứng với halogen: Etylen có thể phản ứng với các halogen như clo
(Cl2) để tạo ra các hợp chất halogen hóa.
+ Phản ứng với axit sulfuric tạo etyl sulfat: Etylen có thể phản ứng với axit
sulfuric (H2SO4) để tạo ra etyl sulfat. Kali Permanganat (KMnO4):
- Tính chất vật lý của Kali Permanganat:
+ Dạng vật lý: Kali permanganat là một chất rắn tinh thể tím đậm.
+ Tính chất hòa tan: Kali permanganat có khả năng hòa tan trong nước để
tạo ra một dung dịch màu tím đậm. Dung dịch này có tính chất oxi hóa mạnh.
- Tính chất hoá học của Kali Permanganat:
+ Tính chất oxi hóa: Kali permanganat là một chất oxi hóa mạnh và có khả
năng oxi hóa nhiều chất hữu cơ và không hữu cơ trong các phản ứng hóa
học. Trong quá trình này, nó tự phân hủy thành mangan điôxít (MnO2) và ion manganate (MnO4^-).
+ Phản ứng khử: Kali permanganat có thể tham gia vào các phản ứng khử
khi tiếp xúc với các chất khử mạnh như axit sulfuric đặc hoặc hydrochloric
đặc để tạo ra các sản phẩm khử như mangan điôxít (MnO2).
+ Ứng dụng trong xử lý nước: Kali permanganat được sử dụng để tẩy trắng,
khử trùng, và loại bỏ các chất hữu cơ và vi khuẩn trong xử lý nước cấp và nước thải.
+ Ứng dụng trong hóa học phân tích: Kali permanganat thường được sử
dụng để xác định nồng độ các chất hữu cơ trong phân tích hóa học và là một
chất tạo màu trong các phản ứng hóa học.
3. Một số bài tập vận dụng liên quan
Bài 1. Cho phản ứng C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH.
Tổng hệ số cân bằng của phản ứng (khi tối giản) là: A. 16 B. 9 C. 10 D. 7
Hướng dẫn giải: Đáp án đúng là A
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H6O2 + 2MnO2 + 2KOH => tổng hệ số cân
bằng = 3 + 2 + 4 + 3 + 2 + 2 = 16
Bài 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế
tiếp nhau thu được CO2 và H2O có khối lượng hơn kém nhau 6,76 gam.
Công thức của 2 anken là: A. C2H4 và C3H6 B. C3H6 và C4H8 C. C4H8 và C5H10 D. C2H4 và C4H8 Phương pháp giải:
+ Đốt cháy hoàn toàn anken thu được số mol CO2 và H2O bằng nhau.
+ Từ mCO2 - mH2O => tính x
+ Tính số C trung bình => CTPT 2 anken Lời giải:
Đốt cháy hoàn toàn anken thu được số mol CO2 và H2O bằng nhau. Gọi nCO2 = nH2O = x mol
mCO2 - mH20 = 44x - 18x = 6,76 => x = 0,26 mol
=> số C trung bình = 0,26 / 0,1 = 2,6
=> công thức phân tử của 2 anken là C2H4 và C3H6 Đáp án đúng là A.
Bài 3. Dãy các chất đều làm mất màu dung dịch thuốc tím là
A. Etilen, axetilen, anđehit fomic, toluen
B. Axeton, etilen, anđehit axetic, cumen
C. Benzen, but-1-en, axit fomic, p-xilen
D. Xiclobutan, but-1-in, m-xilen, axit axetic Lời giải: Đáp án: A
Giải thích: Axeton, benzen, xiclobutan không làm mất màu dung dịch thuốc tím.
Bài 4. Chất nào sau đây làm mất màu dung dịch KMnO4 ở điều kiện thường
A. Benzen B. Axetilen C. Metan D. Toluen Xem đáp án: Đáp án B
Axetilen có công thức CH≡CH nên làm mất màu dung dịch KMnO4 ở điều kiện thường.
3C2H2 + 8KMnO4 + 4H2O → 3(COOH)2 + 8MnO2 + 8KOH
Bài 5. Đốt cháy hoàn toàn 20ml hỗn hợp X gồm C3H6, CH4, CO (thể tích CO
gấp 2 lần thể tích CH4) thu được 24ml CO2 (các thể tích khí đo ở cùng điều
kiện). Tỉ khối của X so với H2 là: A. 12,9 B. 25,8 C. 22,2 D. 11,1 Phương pháp giải:
+ Đặt a, b, 2b lần lượt là thể tích của C3H6, CH4, CO
+ Bảo toàn nguyên tố C: V CO2 = 3V C3H6 + V CH4 + V CO
Đặt a, b, 2b lần lượt là thể tích của C3H6, CH4, CO => Vx = a + b + 2b = 20
V CO2 = 3a + b + 2b = 24 => a = 2 và b = 6
=> Mx = (42.2 + 16.6 + 28.12) / 20 = 25,8 => d X/H2 = 12,9 Đáp án đúng là A.
Bài 6. Có 2,24 lít hỗn hợp A gồm 2 anken kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng
và hidro. Đốt cháy hết A cần 6,944 lít khí oxi. Sản phẩm cháy cho qua bình
đựng P2O5 thấy khối lượng bình tăng 3,96 gam. Chất khí được đo ở điều
kiện tiêu chuẩn. Công thức cấu tạo 2 anken và % thể tích của hidro trong hỗn hợp A ladf:
A. C3H6; C4H8 và 80%. B. C2H4, C3H6 và 80%. C. C2H4, C3H6 và 20%. D. C3H6; C4H8 và 20%.
Phương pháp giải Gọi nCnH2n = a mol; nH2 = b mol => PT(1) CnH2n + 1,5nO2 → nCO2 + nH2O a → 1,5na → na 2H2 + O2 → 2H2O b → 0,5b → b
+) nO2 phản ứng = PT(2) +) nH2O sinh ra = PT(3)
nhỗn hợp = 0,1 mol; nO2 = 0,31 mol;
Gọi công thức phân tử của 2 anken là CnH2n Gọi nCnH2n = a mol; nH2 = b mol => a + b = 0,1 (1) CnH2n + 1,5nO2 → nCO2 + nH2O a → 1,5na → na 2H2 + O2 → 2H2O b → 0,5b → b
nO2 phản ứng = 1,5na + 0,5b = 0,31 (2)
Khối lượng bình tăng là khối lượng P2O5 bị giữ lại => mH2O = 3,96 gam =>
nH2O = 0,22 mol nH2O sinh ra = na + b = 0,22 (3)
Từ (1), (2) và (3) => b = 0,02; a = 0,08; n = 2,5 => 2 anken là C2H4 và C3H6 % nH2 = 0,02/0,1 . 100% = 20% Đáp án cần chọn là: C
Document Outline

• Cân bằng phương trình C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH
  • 1. Cân bằng phương trình C2H4 + KMnO4 + H2O -> C2H
  • 2. Đặc điểm, tính chất của C2H4, KMnO4
  • 3. Một số bài tập vận dụng liên quan