Phản ứng hóa học KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

Phản ứng hóa học KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
1. Phản ứng hóa học KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Phản ứng hóa học trong trường hợp này là phản ứng nhiệt phân
permanganat kali (KMnO4). Khi KMnO4 bị nhiệt phân ở điều kiện thích hợp,
nó sẽ phân giải thành các sản phẩm sau:
+ K2MnO4 (manganat kali) : là một hợp chất kali và mangan.
+ MnO2 (manganđiôxit): là một dạng khác của mangan, là chất rắn màu đen.
+ O2 (khí oxi): là một trong những thành phần chính của không khí.
Trong quá trình này, KMnO4 chuyển từ dạng dung dịch sang dạng các sản
phẩm khác nhau. K2MnO4 là một dung dịch muối màu tím của manganat kali,
MnO2 là chất rắn manganđiôxit màu đen, và O2 là khí oxi. Phản ứng nhiệt
phân này là một phản ứng tự phản ứng, tức là không cần thêm chất xúc tác
ngoại trừ nhiệt độ đủ cao để phản ứng diễn ra. Hiện tượng quan sát được
trong phản ứng này bao gồm mất màu của KMnO4 và sự hình thành của các
sản phẩm mới như K2MnO4, MnO2 và khí oxi (O2). Bản chất của KMnO4
trong phản ứng này là chất oxi hoá mạnh và thông thường khí oxi được điều
chế bằng cách phân huỷ những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO4.
2. Đặc điểm, 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.
3. Một số bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Trong môi trường H2SO4 loãng, chất nào sau đây khử được hợp chất
KMnO4 thành hợp chất MnSO4? A. MgSO4 B. Fe(OH)3 C. FeSO4 D. Fe(SO4)3
Câu 2. Cho KI tác dụng với KMnO4 trong môi trường H2SO4, thu được 1,51
gam MnSO4. Số mol I2 tạo thành và KI tham gia phản ứng là A. 0,025 và 0,05 B. 0,03 và 0,06 C. 0,05 và 0,1 D. 0,05 và 0,05
Câu 3. Cho phản ứng oxi hóa – khử: 2KMnO4 → MnO2 + O2 + K2MnO4
Nhận xét nào sau đây đúng về phản ứng trên:
A. Phản ứng trên không phải là phản ứng oxi hoá - khử vì chỉ có 1 chất tham gia phản ứng
B. Là phản ứng oxi hoá - khử nội phân tử
C. Là phản ứng tự oxi hoá D. Là phản ứng tự khử
Câu 4. Cho phản ứng sau: Na2SO3+KMnO4+X → Na2SO4+MnO2+KOH. Chất X là: A. H2SO4 B. HCl C. NaOH D. H2O
Câu 5. Nhỏ từng giọt dung dịch KMnO4 vào ống nghiệm chứa 3 ml dung dịch
hỗn hợp FeSO4 và H2SO4, lắc nhẹ. Mô tả nào sau đây đúng?
A. màu tím biến mất, dung dịch đổi sang màu vàng nhạt
B. xuất hiện kết tủa bột đen
C. dung dịch đổi sang màu hồng
D. xuất hiện kết tủa màu trắng, dung dịch đổi sang màu xanh
Câu 6. Cho 29,2 gam HCl tác dụng hết với KMnO4, thu được V lít khí Cl2
(đktc). Giá trị của V là: A. 8,96 B. 17,92 C. 5,6 D. 11,2
Câu 7. Cho 23,7 gam KMnO4 phản ứng hết với dung dịch HCl đặc (dư), thu
được V lít khí Cl2 (đktc). Giá trị của V là: A. 6,72 B. 8,41 C. 3,36 D. 5,6
Câu 8. Nếu cho 1 mol mỗi chất CaOCl2, KMnO4, K2Cr2O7, MnO2 lần lượt
phản ứng với lượng dư dung dịch HCl đặc, chất tạo ra lượng khí Cl2 nhiều nhất là: A. CaOCl2 B. KMnO4 C. K2Cr2O7 D. MnO2
Câu 9. Cho 3,16 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đặc (dư), sau khi
phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol HCl bị oxi hóa là: A. 0,05 B. 0,16 C. 0,02 D. 0,1
Câu 10. Nhiệt phân hoàn toàn 31,6 gam KMnO4, thu được V lít O2 (đktc). Giá trị của V là: A. 2,24 B. 1,12 C. 4,48 D. 8,96
Câu 11. Cho 25 gam KMnO4 (có a% tạp chất) tác dụng với dung dịch HCl dư
thu được khí clo. Để khí clo sinh ra phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 83
gam KI tạo I2, giá trị của a là: A. 20 B. 59,25 C. 36,8 D. 26
Câu 12. Nhiệt phân K M n O 4 thấy thoát ra 2,7552 lít khí ở điều kiện tiêu
chuẩn. Tính khối lượng KMnO4 đã tham gia phản ứng. A. 38,678 g B. 38,868 g C. 37,689 g D. 38,886 g
Câu 13. Cho phản ứng: KMnO4 + HCl (đặc) → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O. Hệ
số cân bằng phản ứng là các số tối giản. Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử là: A. 10 B. 8 C. 5 D. 16
Câu 14. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch FeSO4 đã được axit hóa bằng H2SO4
vào dung dịch KMnO4. Hiện tượng quan sát được là:
A. dung dịch màu tím hồng bị nhạt dần rồi chuyển sang màu vàng
B. dung dịch màu tím hồng bị nhạt dần đến không màu
C. dung dịch màu tím hồng bị chuyển dần sang nâu đỏ
D. màu tím bị mất ngay. Sau đó dần dần xuất hiện trở lại thành dung dịch có màu hồng
Câu 15. Trong các phát biểu sau, có bao nhiêu phát biểu đúng?
(a) Cho dung dịch KMnO4 tác dụng với dung dịch HF (đặc) thu được khí F2.
(b) Dùng phương pháp sunfat điều chế được: HF, HCl, HBr, HI
(c) Amophot (hỗn hợp các muối NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4) là phân phức hợp.
(d) Trong phòng thí nghiệm, khí CO2 được điều chế bằng cách cho H2SO4
đặc vào axit fomic và đun nóng. A. 1. B. 3. C. 2. D. 4. Đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Đáp án C A B D A C B C D A C B A A
Document Outline

• Phản ứng hóa học KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
  • 1. Phản ứng hóa học KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2
  • 2. Đặc điểm, tính chất của KMnO4
  • 3. Một số bài tập vận dụng liên quan