1. Phương trình phản ứng SO2 và KMnO4:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
– Điều kiện để phản ứng SO2 và KMnO4 xảy ra là:
Điều kiện xảy ra khi có Dung môi: H2SO4 loãng
– Cân bằng phản ứng SO2 + KMnO4 + H2O bằng thăng bằng electron:
Xác định sự thay đổi số oxi hóa sau:
S+4O2 + KMn+7O4 + H2O → Mn+2SO4 + K2S+6O4 + H2S+6O4
|
Quá trình oxi hóa: 5x
Quá trình khử: 2x
|
S+4 → S+6 + 2e
Mn+7 +5e → Mn+2
|
Khi Đặt hệ số cân bằng, ta được phương trình phản ứng:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
2. Tìm hiểu về SO2 và KMNO4:
2.1. Tìm hiểu về SO2:
a. Khái niệm:
Công thức của lưu huỳnh dạng khí là SO2 – là một hợp chất hóa học được gọi là sulfur dioxide (còn được gọi là anhydrit lưu huỳnh). Đây là sản phẩm chính của quá trình đốt cháy lưu huỳnh.
SO2 (axit sunfurơ) sinh ra do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ… hoặc nấu chảy quặng nhôm, đồng, kẽm, chì, sắt.
b. Nguồn gốc:
– Trong tự nhiên có sẵn:
Khi ngọn lửa bùng lên sẽ sinh ra dung nham nóng và nhiều khói giống sunfua, trong đó có khí SO2.
Các quá trình phân hủy, robot loại bỏ vật chất cũng thải ra nhiều khí tự nhiên, các phản ứng hóa học giữa các khí tự nhiên là nguồn gốc của SO2. Vì trong các hợp chất sinh học sẽ chứa một lượng lưu huỳnh nào đó. Sau khi phân hủy lần lượt tạo ra khí SO2 và lưu huỳnh oxit
– Từ hoạt động của con người đã tạo ra:
Các nhà máy hoạt động hàng ngày là nguồn phát thải SO2 chính. Khói thải từ các nhà máy lọc dầu, luyện kim, chiếu xạ than, sản xuất xi măng, công nghiệp chế biến đều chứa SO2.
Các phương tiện di chuyển như ô tô, xe máy, máy bay,… cũng sinh ra khí SO2
SO2 được cấu tạo từ quá trình bừa bãi, gốc rạ, gỗ, than, đốt rừng
Khói thuốc lá, các thiết bị sử dụng gas làm chất đốt trong điều kiện thiếu khí cũng tạo ra khí sulfur dioxide.
Hiện nay, trung bình mỗi năm thế giới tiêu thụ khoảng 2 tỷ tấn đá và gần 1 tỷ tấn xăng dầu. Nếu thành phần lưu huỳnh-S trong các loại dữ liệu chiếm khoảng 1% thì lượng SO2 thải vào khí thải là 60 triệu tấn/năm. Điều này đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và đang đe dọa sự sống trên Trái đất.
c. Tính chất vật lí và tinh chất hóa học:
– Tính chất vật lí
Khí lưu huỳnh–so2 là chất khí không màu, nặng hơn không khí. Nó có mùi hắc, là khí độc, tan trong nước.
Khí (so2) là chất có nhiệt độ nóng -72,4 độ C và nhiệt độ nóng -10 độ C, còn khí lưu huỳnh là chất khử mạnh. Ngoài ra, khí này còn có khả năng làm bong tróc nước trong và làm mất màu dung dịch brom và cánh hoa hồng.
So2 tan trong nước tạo dung dịch axit yếu H2SO3
- Tinh chất hóa học:
Lưu huỳnh đioxit còn được gọi là oxit axit
Khi So2 gặp nước tạo thành dung dịch axit sunfuric (H2SO3).
– Phương trình điều chế phản ứng với H2O trong phòng thí nghiệm:
SO2 + H2O –> H2SO3
H2SO3 là một axit yếu (mạnh hơn axit sunfuric) và không bền (ngay cả trong dung dịch, H2SO3 cũng bị phân hủy thành SO2 và H2O). SO2 phản ứng với dung dịch bazơ tạo ra 2 muối: muối trung tính như Na2SO3 chứa ion sunfit (SO3) và muối axit như NaHSO3 chứa ion hiđrosunfit (HSO3).
Trong hợp chất SO2, nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hóa +4, là số oxi hóa trung gian giữa các số oxi hóa −2 và +6. Làm như vậy khi tham gia phản ứng oxi hóa khử, SO2 có thể bị khử hoặc bị oxi hóa
Khí lưu huỳnh có những tác dụng hoá học sau:
So2 oxit là gì? So2 là một oxit axit
Khí lưu huỳnh vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.
Phương trình phản ứng với 2KMnO4:
Lưu huỳnh đioxit là chất khử khi phản ứng với các chất oxi hóa mạnh như halogen, thuốc tím,…:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O -> K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
Lưu huỳnh Dioxit được xem là chất oxi hóa dạng khí có phản ứng với các chất khử mạnh hơn như H2s, Mg….
Phương trình phản ứng với H2s:
SO2+ 2H2S -> 3S + 2H2O
Phương trình phản ứng với Mg
SO2 +2Mg -> s +2MgO
d. Tác hại của SO2 là gì?
– Ảnh hưởng của khí lưu huỳnh đối với con người
Khi con người chúng ta tiếp xúc trực tiếp sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe sinh sản, nó có thể gây ra các triệu chứng khó thở, nóng rát ở mũi họng và nhiều triệu chứng khác. Phổi , Nhiễm trùng đường hô hấp , Nhiễm trùng mắt .
Đặc biệt khi kết hợp nước (h2o) và oxi (o2) sẽ tạo ra phản ứng hóa học tạo ra axit sunfuric.
2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4
Chất này nếu đi vào cơ thể có thể dẫn đến bệnh tật trong khí thải và nếu chất này phản ứng gây giảm năng lượng Dự kiến hô hấp trong máu giảm chuyển hóa đường và đạm đây là một trong những nguyên nhân gây thiếu hụt. vitamin. Phản ứng này có thể gây ra những ảnh hưởng khác như tắc nghẽn mạch máu và suy giảm khả năng lưu thông oxy đến các tế bào hồng cầu.
– Tác động đến môi trường
Sulfur dioxide được coi là một mối nguy hiểm đáng kể cho môi trường.
Tuy nhiên, nguồn khí SO2 gần gũi với con người hiện nay là từ khí thải có trong khói thuốc lá, khí thải từ các nhà máy, hệ thống sưởi ấm, xe cộ,… Khí này gây ô nhiễm bầu khí quyển. khí ga.
Tác hại của khí so2 là một trong những chất gây ra hiện tượng mưa axit, ăn mòn các công trình, phá hoại cây cối,…
Trên đây là những tác hại của so2. Nhưng với những tác hại của So2 lại có những ứng dụng quan trọng trong sản xuất công nghiệp.
2.2. Tìm hiểu về KMNO4:
a. Khái niệm:
KMnO4 tên quốc tế là Kali Permanganat, công thức hóa học là KMnO4 là một hợp chất hóa học vô cơ. Trên thực tế, hợp chất tế bào này còn được gọi là thuốc tím vì khi hòa tan trong nước, nó tạo thành chất lỏng màu tím.
KMnO4 là chất oxi hóa mạnh và không tạo chất độc hại cho sản phẩm. Nó thường được điều chế từ các chất khác như oxit mangan.
Nó có màu tím sẫm, tinh thể lăng trụ hoặc hạt, có ánh kim loại màu xanh lam, không mùi và dễ nổ khi tiếp xúc với một số chất hữu cơ hoặc oxit, dễ tan trong nước, phân ly nhiệt, Ít tan trong metanol, axeton, axit sunfuric.
Nhà hóa học người Đức Johann Rudolf Glauber là người đầu tiên phát hiện ra việc sản xuất KMnO4 vào năm 1659. Hợp chất này hòa tan trong nước và bao gồm hai ion: ion permanganat và ion kali.
b. Tính chất vật lí và tinh chất hóa học:
– Tính chất vật lý
Nó là một chất rắn kết tinh không mùi, có màu tím đến đỏ tươi.
Thuốc tím hòa tan trong nước, axeton, axit axetic, metanol và pyridin.
Tan nhanh trong ethanol và các dung môi hữu ích.
Hòa tan trong nước và hòa tan nhiều hơn trong nước sôi.
Nó có mật độ 2,7g/ml và khối lượng mol của nó là 158,034g/mol.
Có điểm nóng chảy cao 2400 ℃
Nó chủ yếu được tìm thấy ở dạng bột, tinh thể hoặc viên nén.
Điểm nhiệt độ: 100℃
Chỉ số oxy hóa: +7
Cấu trúc phân tử của KMnO4
Kali permanganat là một hợp chất ion bao gồm cation kali (K+) và anion permanganat (MnO4-).
Trong anion permanganat (MnO4-), nguyên tử mangan được liên kết với bốn nguyên tử oxy thông qua ba liên kết đôi và một liên kết đơn.
Trạng thái oxy hóa của gốc mangan trong muối này là +7.
Biểu thức cấu tạo của KMnO4 rắn. Mỗi cấu trúc MnO4- có dạng hình học tứ diện.
– Tính chất hóa học của thuốc tím
Kali permanganat là một chất oxy hóa mạnh và có thể được sử dụng làm chất oxy hóa trong nhiều loại phản ứng hóa học.
Khả năng oxy hóa của kali permanganat có thể được nhìn thấy khi thực hiện phản ứng oxy hóa khử với nó, trong đó dung dịch màu tím sẫm chuyển sang không màu và sau đó biến thành dung dịch màu nâu.
Phản ứng oxi hóa khử của KMnO4 có thể thực hiện trong môi trường axit hoặc bazơ.
3. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1. Phương pháp nào dưới đây dùng để điều chế khí sunfuro trong phòng thí nghiệm?
A. Đốt lưu huỳnh trong không khí
B. Cho dung dịch K2SO3 tác dụng với H2SO4 đặc
C. Cho tinh thể K2SO3 tác dụng với H2SO4 đặc
D. Đốt cháy khí H2S trong không khí
Đáp án C
Giải thích: vì Trong phòng thí nghiệm khí SO2 được điều chế bằng cách cho muối sunfit tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4
A. Loại vì đây là phương pháp điều chế SO2 trong công nghiệp.
B. Loại vì K2SO3 phải dùng dạng tinh thể chứ không phải dạng dd
C. Thỏa mãn:
Phương trình hóa học: K2SO3 (rắn) + H2SO4 (dd) → K2SO3 (dd) + H2O (l) + SO2 (k)
D. Loại
Câu 2. Thuốc thử nào dưới đây dùng để phân biệt khí H2S với khí CO2?
A. dung dịch HCl
B. dung dịch Pb(NO3)2
C. dung dịch K2SO4
D. dung dịch NaCl
Đáp án B
Giải thích: vìThuốc thử để phân biệt H2S với CO2 là dung dịch Pb(NO3)2.
H2S tạo kết tủa đen còn CO2 không hiện tượng.
Phương trình phản ứng xảy ra
H2S + Pb(NO3)2 → PbS ↓ + 2HNO3
Câu 3. Dãy chất nào trong các dãy dưới đây gồm các chất đều thể hiện tính oxi hóa khi phản ứng với SO2?
A. Dung dịch BaCl2, CaO, nước brom.
B. Dung dịch NaOH, O2, dung dịch KMnO4.
C. O2, nước brom, dung dịch KMnO4.
D. H2S, O2, nước brom.
Đáp án C. giải thích:
A sai vì dung dịch BaCl2, CaO phản ứng với SO2 là phản ứng axit – bazo
B sai vì dung dịch NaOH phản ứng với SO2 là phản ứng axit – bazo
C đúng O2, nước brom, dung dịch KMnO4.
2SO2 + O2 → 2SO3
SO2+ Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
D sai vì H2S đóng vai trò chất khử trong phản ứng với SO2
Câu 4. Để nhận biết SO2 và SO3 người ta dùng thuốc thử nào sau đây:
A. dung dịch BaCl2
B. dung dịch NaOH
C. dung dịch H2SO4
D. dung dịch Ba(OH)2
Đáp án A
Giải thích : Để phân biệt SO2 và SO3 có thể dùng dung dịch BaCl2. SO2 không hiện tượng còn SO3 tạo kết tủa trắng
Phương trình phản ứng xảy ra
SO3 + H2O → H2SO4
H2SO4+ BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl
