SO2 + KMnO4 + H2O → MnSO4 + K2SO4 + H2SO4 | SO2 ra H2SO4 | SO2 ra K2SO4

Phản ứng SO₂ + KMnO₄ + H₂O → MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂SO₄

1. Phương trình phản ứng SO₂ và KMnO₄

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

2. Điều kiện để phản ứng SO₂ và KMnO₄ xảy ra

Dung môi: H₂SO_{4 loãng}

3. Cân bằng phản ứng SO₂ + KMnO₄ + H₂O bằng thăng bằng electron

Xác định sự thay đổi số oxi hóa

S⁺⁴O₂ + KMn⁺⁷O₄ + H₂O → Mn⁺²SO₄ + K₂S⁺⁶O4 + H₂S⁺⁶O₄

Đặt hệ số cân bằng, ta được phương trình phản ứng:

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

4.1. Bản chất của SO₂ (Lưu huỳnh dioxit)

- Trong phản ứng trên SO₂ là chất khử.

- SO₂ có số oxi hoá ⁺4 nên vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử.

4.2. Bản chất của KMnO₄ (Kali pemanganat/Thuốc tím)

- Trong phản ứng trên KMnO₄ là chất oxi hoá.

- KMnO₄ là chất oxi hoá mạnh. SO₂ tác dụng với KMnO₄ làm mất màu dung dịch thuốc tím.

5. Tính chất hóa học của SO₂

Là chất khí không màu, nặng hơn không khí, mùi hắc, độc, tan và tác dụng được với nước.

SO₂ là oxit axit

5.1. Lưu huỳnh đioxit tác dụng với nước

SO₂ + H₂O ⇋ H₂SO₃

5.2. Lưu huỳnh đioxit tác dụng với dung dịch bazơ

(có thể tạo thành 2 loại muối sunfit và hiđrosunfit)

SO₂ + NaOH → NaHSO₃

SO₂ + 2NaOH → Na­₂SO₃ + H₂O

5.3. Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với oxit bazơ → muối

SO₂ + CaO → CaSO₃

SO₂ vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa

(do S trong SO₂ có mức oxi hóa trung gian +4)

5.4. Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

5.5. Lưu huỳnh đioxit là chất khử

2SO₂ + O₂ ⇋ 2SO₃ (V₂O₅, 450⁰C)

Cl₂ + SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2MnSO₄ + K₂SO₄+ 2H₂SO₄

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

6. Ứng dụng của S02

- Trong phòng thí nghiệm, SO2 được điều chế bằng cách cho muối sunfit tác dụng với axit mạnh như HCl, H2SO4.

Ví dụ: Na2SO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + SO2

- Ngoài ra, khí SO2 còn được điều chế bằng cách cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc.

Cu + 2H2SO2 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Khí SO2 được thu bằng phương pháp đẩy không khí.

7. Tính chất hóa học của KMnO₄

7.1. Phản ứng phân hủy bởi nhiệt độ cao

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Khi pha loãng tinh thể pemanganat dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, oxi được giải phóng

4KMnO₄ + 2H₂O → 4KOH + 4MnO₂ + 3O₂

7.2. Phản ứng với axit

KMnO₄ có thể phản ứng với nhiều axit mạnh như H₂SO₄, HCl hay HNO₃

2KMnO₄ + H₂SO₄ → Mn₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

3K₂MnO₄ + 4HNO₃ → 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KNO₃ + 2H₂O

7.3. Phản ứng với bazơ

Thuốc tím có thể tác dụng với nhiều dung dịch kiềm hoạt động mạnh như KOH, NaOH

4KMnO₄ + 4KOH → 4K₂MnO₄ + 2H₂O + O₂

4KMnO₄ + 4NaOH + → 2K₂MnO₄ + 2Na₂MnO₄ + 2H₂O + O₂

7.4. Tính chất oxy hóa của KMnO₄

- Vì thuốc tím là chất oxy hóa mạnh nên có thể phản ứng với nhiều loại dung dịch và cho ra nhiều sản phẩm khác nhau.

- 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 MnO₄^2-

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

7.5. Phản ứng với các hợp chất hữu cơ

- Phản ứng với etanol:

4KMnO₄ + 3C₂H₅OH → 3CH₃COOH + 4MnO₂ + 4KOH + H₂O

- Phản ứng với axetilen trong môi trường kiềm:

C₂H₂ + 10KMnO₄ + 14KOH → 10K₂MnO₄ + 2K₂CO₃ + 8H₂O

- Phản ứng với axetilen trong môi trường trung tính:

3C₂H₂ + 10KMnO₄ + 2KOH → 6K₂CO₃ + 10MnO₂ + 4H₂O

- Phản ứng với axetilen trong môi trường axit:

C₂H₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 2CO₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 4H₂O

- KMnO₄ phản ứng với Ethylene trong môi trường kiềm:

12KMnO₄ + C₂H₄ + 16KOH → 12K₂MnO₄ + 2K₂CO₃ + 10H₂O

- KMnO₄ phản ứng với Ethylene trong môi trường trung tính:

4KMnO₄ + C₂H₄ → 2K₂CO₃ + 4MnO₂ + 2H₂O

- Phản ứng với glixerol:

14KMnO₄ + 4C₃H₈O₃ → 7K₂CO₃ + 7Mn₂O₃ + 5CO₂ + 16H₂O

7.6. Các phản ứng khác của KMnO₄

- Thuốc tím tác dụng với H₂O₂

2KMnO₄ + 3H₂O₂ → 2KOH + 2MnO₂ + 3O₂ + 2H₂O

- KMnO₄ tác dụng với H₂S

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂S → 5S + 8H₂O + K₂SO₄ + 2Mn

8. Bài tập vận dụng

Câu 1. Phương pháp nào sau 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 H₂SO_{4 đặc}

C. Cho tinh thể K₂SO₃ tác dụng với H₂SO_{4 đặc}

D. Đốt cháy khí H₂S trong không khí

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

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 sau 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

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Thuốc thử để phân biệt H₂S với CO₂ là dung dịch Pb(NO₃)₂.

H₂S tạo kết tủa đen còn CO₂ không hiện tượng.

Câu 3. Chất khí X tan trong nước tạo tành dung dịch làm màu quỳ tím chuyển sang đỏ và có thể được dùng làm chất tẩy màu. Khí X là

A. NH₃

B. O₃

C. SO₂

D. H₂S

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃(làm quì tím hóa đỏ)

Dùng SO₂ để tẩy trắng màu cho đường

Câu 4. Để nhận biết SO₂ và SO₃ người ta dùng thuốc thử:

A. dung dịch BaCl₂

B. dung dịch NaOH

C. dung dịch H₂SO₄

D. dung dịch Ba(OH)₂

Lời giải:

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

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

H₂SO₄+ BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl

Câu 5. Thổi SO₂ vào 500ml dung dịch Br₂ đến khi vừa mất màu hoàn toàn, thu được dung dịch X. Để trung hòa dung dịch X cần 250ml dung dịch NaOH 0,2M. Nồng độ dung dịch Br₂ là:

A. 0,025M

B. 0,01M

C. 0,02M

D. 0,005M

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 6. Chọn phát biểu không đúng khi nói về lưu huỳnh?

A. lưu huỳnh phản ứng trực tiếp với hiđro ở điều kiện thường

B. ở trạng thái rắn, mỗi phân tử lưu huỳnh có 8 nguyên tử

C. lưu huỳnh tác dụng được hầu hết với các phi kim

D. trong các phản ứng với hiđro và kim loại lưu huỳnh là chất oxi hoá

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 7. Tính chất vật lí nào sau đây không phải của lưu huỳnh

A. chất rắn màu vàng, giòn

B. không tan trong nước

C. có tnc thấp hơn ts của nước

D. tan nhiều trong benzen, ancol etylic

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 8. Nhận xét nào sau đây không đúng về H₂SO₄?

A. H_­­2SO₄ tan tốt trong nước

B. Ở điều kiện thường H₂SO₄ là chất rắn.

C. H₂SO₄ có tính axit mạnh.

D. H₂SO₄ đặc có tính háo nước.

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 9. Dẫn khí H₂S vào dung dịch KMnO₄ và H₂SO₄ loãng, hiện tượng quan sát được là:

A. Dung dịch không màu chuyển sang màu tím

B. Dung dịch màu tím bị vẩn đục màu vàng

C. Màu tím của dung dịch KMnO₄ chuyển sang màu vàng

D. Màu tím của dung dịch KMnO₄ chuyển sang không màu và có vẩn đục màu vàng

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Dẫn khí H₂S vào dung dịch KMnO₄ và H₂SO₄ loãng, màu tím của dung dịch KMnO₄ chuyển sang không màu và có vẩn đục màu vàng

5H₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄→ 8H₂O + 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄

Câu 10. Ứng dụng nào sau đây không phải của SO₂ là

A. chống nấm mốc cho lương thực.

B. sản xuất nước uống có gas.

C. tẩy trắng giấy.

D. sản xuất H₂SO₄.

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Ứng dụng không phải của SO₂ là sản xuất nước uống có gas.

Sản xuất nước uống có gas người ta dùng CO₂

Câu 11. Phản ứng được dùng để điều chế SO₂ trong công nghiệp là

A. 3S + 2KClO_{3 đặc} → 3SO₂ + 2KCl.

B. Cu + 2H₂SO_{4 đặc, nóng}→ SO₂+ CuSO₄ + 2H₂O.

C. 4FeS₂+ 11O₂ → 8SO₂ + 2Fe₂O₃.

D. C + 2H₂SO_{4 đặc} → 2SO₂ + CO₂+ 2H₂O.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Phản ứng được dùng để điều chế SO₂ trong công nghiệp là:

4FeS₂ + 11O₂ → 8SO₂ + 2Fe₂O₃ (đi từ quặng pirit)

Câu 12. SO₂ là một trong những khí gây ô nhiễm môi trường là do

A. SO₂ là chất có mùi hắc, nặng hơn không khí.

B. SO₂vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa.

C. SO₂ là khí độc, tan trong nước mưa tạo thành axit gây ra sự ăn mòn kim loại.

D. SO₂ là một oxit axit.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

SO₂ là một trong những khí gây ô nhiễm môi trường là do SO₂ là khí độc, tan trong nước mưa tạo thành axit gây ra sự ăn mòn kim loại.

Xem thêm các phương trình phản ứng hóa học khác:

H2S + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl

H2S + NaOH → Na2S + H2O

H2S + NaOH → NaHS + H2O

H2S + HNO3 → H2O + NO + S

H2O2 → O2 + H2O