KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O | KMnO4 + HCl ra Cl2

Phản ứng KMnO₄ + HCl tạo ra khí Cl₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Mn có lời giải, mời các bạn đón xem:

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

1. Phương trình hóa học của phản ứng KMnO₄ tác dụng với HCl

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

Phản ứng này được ứng dụng để điều chế Cl₂ trong phòng thí nghiệm.

2. Lập phương trình hóa học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa – khử:

${\stackrel{+7}{\mathrm{KMnO}}}_4+\stackrel{-1}{HCl}\to \text{KCl}+{\stackrel{+2}{\mathrm{MnCl}}}_2+{\stackrel{0}{\mathrm{Cl}}}_2+H_{2}O$

Chất khử: HCl; chất oxi hóa: KMnO₄

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử

- Quá trình oxi hóa: $2\stackrel{-1}{Cl}\to {\stackrel{0}{Cl}}_2+2e$

- Quá trình khử: $\stackrel{+7}{Mn}+5e\to \stackrel{+2}{Mn}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa

$\begin{array}{c}5\times \\ 2\times \end{array}\left(\begin{array}{c}2\stackrel{-1}{Cl}\to {\stackrel{0}{Cl}}_2+2e\\ \stackrel{+7}{Mn}+5e\to \stackrel{+2}{Mn}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

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

3. Điều kiện để KMnO₄ tác dụng với HCl

HCl đặc, điều kiện thường.

4. Cách tiến hành thí nghiệm

- Cho vào ống nghiệm khô một vài tinh thể KMnO₄, nhỏ tiếp vào ống vài giọt dung dịch HCl đậm đặc. Đậy kín ống nghiệm bằng nút bông tẩm dung dịch NaOH.

5. Hiện tượng phản ứng

Có khí màu vàng lục thoát ra, chính là Cl₂. Vì khí Cl₂ thoát ra gây độc chính vì vậy khi làm xong thí nghiệm cần thêm lượng dư dung dịch kiềm để trung hòa lượng HCl dư và tác dụng hết với Cl₂ trong bình trước khi đổ ra môi trường.

6. Mở rộng kiến thức về HCl

6.1. Tính chất vật lí

- Hiđro clorua tan vào nước tạo thành dung dịch axit clohiđric.

- Axit clohiđric là chất lỏng, không màu, mùi xốc.

- Dung dịch HCl đặc nhất (ở 20^oC) đạt tới nồng độ 37% và có khối lượng riêng D = 1,19 g/cm³.

- Dung dịch HCl đặc “bốc khói” trong không khí ẩm. Đó là do hiđro clorua thoát ra tạo với hơi nước trong không khí thành những hạt dung dịch nhỏ như sương mù.

6.2. Tính chất hóa học

Axit clohiđric là một axit mạnh, mang đầy đủ tính chất hóa học của một axit như:

- Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

- Tác dụng với kim loại đứng trước (H) trong dãy hoạt động hóa học của kim loại. Ví dụ:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Chú ý: Kim loại có nhiều hóa trị tác dụng với dung dịch HCl thu được muối trong đó kim loại ở mức hóa trị thấp. Ví dụ:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

- Tác dụng với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối và nước. Ví dụ:

CuO + 2HCl $\stackrel{t^0}{\to }$ CuCl₂ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl $\stackrel{t^0}{\to }$ 2FeCl₃ + 3H₂O

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O

- Tác dụng với muối của axit yếu hơn tạo thành muối mới và axit mới. Ví dụ:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ ↑

AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

Ngoài tính chất đặc trưng là tính axit, dung dịch axit HCl đặc còn thể hiện tính khử khi tác dụng chất oxi hoá mạnh như KMnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇, MnO₂, KClO₃…

$4H\stackrel{-1}{Cl}+Mn{O}_2\stackrel{t^o}{\to }MnC{l}_2+{\stackrel{0}{Cl}}_2+2H_{2}O$$K_{2}C{r}_2{O}_7+14H\stackrel{-1}{Cl}\to 3{\stackrel{0}{Cl}}_2+2KCl+2CrC{l}_3+7H_{2}O$

6.3. Điều chế

a) Trong phòng thí nghiệm

- Điều chế hiđro clorua bằng cách cho tinh thể NaCl vào dung dịch H₂SO₄ đậm đặc và đun nóng (phương pháp sunfat) rồi hấp thụ vào nước để được axit clohiđric.

- Phương trình hóa học minh họa:

2NaCl_tt + H₂SO_{4 đặc} $\stackrel{t^0\ge {400}^o}{\to }$ Na₂SO₄ + 2HCl ↑

NaCl_tt + H₂SO_{4 đặc} $\stackrel{t^0\le {250}^o}{\to }$ NaHSO₄ + HCl ↑

b) Trong công nghiệp

- Phương pháp tổng hợp: Đốt H₂ trong khí quyển Cl₂

H₂ + Cl₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ 2HCl

anhh

- Phương pháp sunfat: Công nghệ sản xuất từ NaCl rắn và H₂SO₄ đặc:

2NaCl_tt + H₂SO_{4 đặc} $\stackrel{t^0\ge {400}^o}{\to }$ Na₂SO₄ + 2HCl ↑

- Ngoài ra một lượng lớn HCl thu được trong công nghiệp từ quá trình clo hóa các hợp chất hữu cơ.

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1:Cho m gam KMnO₄ tác dụng với dung dịch HCl đặc dư thu được dung dịch X chứa HCl dư và 28,07 gam hai muối và V lít khí Cl₂ (đktc). Lượng khí Cl₂ sinh ra oxi hóa vừa đủ 7,5 gam hỗn hợp gồm Al và kim loại M có có tỉ lệ mol Al : M = 1: 2. Kim loại M là

A. Ca

B. Mg

C. Fe

D. Cu

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

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

Theo PTHH: $n_{KCl}=n_{MnC{l}_2}=xmol$

Khối lượng muối là 28,07 $\to m_{KCl}+m_{MnC{l}_2}=\mathrm{28,07}$

→ x.74,5 + x.126 = 28,07

→ x = 0,14 mol

$\to n_{KCl}=n_{MnC{l}_2}=\mathrm{0,14}mol$

Theo PTHH $n_{C{l}_2}=\frac{5}{2}{n}_{KCl}=\mathrm{0,35}mol$

Theo định luật bảo toàn e:

n _M . x + n _Al. 3 = $n_{C{l}_2}$. 2 = 0,7 mol

Có tỉ lệ mol Al: M = 1: 2 → n _Al = a thì n _M = 2 a

→ 2a. x + a. 3 = 0,7 mol

→ Với x = 1 → a = 0,175 mol → m _Al = 0,175. 27 = 4,725 g

→ m _M = 7,5 – 4,725 = 2,775 g

$\to M_M=\frac{\mathrm{2,775}}{\mathrm{0,175.2}}=\mathrm{7,9}$(loại)

→ Với x = 2 → a = 0,1 mol → m _Al = 27. 0,1 = 2,7 g → m _M = 7,5 – 2,7 = 4,8 g

$\to M_M=\frac{\mathrm{4,8}}{\mathrm{0,1.2}}=24$(Mg , chọn)

Vậy kim loại cần tìm là Mg

Câu 2: Cho chuỗi phản ứng:

KMnO₄ + (A) → X₂ ↑+ (B) + (C) + H₂O

(C) + H₂O $\stackrel{dpmn}{\to }$ X₂ ↑ + (D) + (I)

X₂ + (D) → (A)

X₂ + (I) → (C) + (E) + H₂O

Các chất A, X₂, C, D, E lần lượt là:

A. HF, F₂, KF, H₂, KFO.

B. HCl, Cl₂, MnCl₂, H₂, KCl

C. HCl, Cl₂, KCl, H₂, KClO

D. HBr, Br₂, KBr, H₂, KBrO

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

2KMnO₄ + 16HCl_đặc (A) → 5Cl₂(X₂) + 2MnCl₂ (B) +2KCl (C) + 8H₂O

2KCl + 2H₂O $\stackrel{dpnccmn}{\to }$ Cl₂ + 2KOH(I) + H₂(D)

Cl₂ + H₂ $\stackrel{as}{\to }$2HCl

Cl₂ + 2KOH → KCl + KClO (E) + H₂O

Câu 3: Cho 8,7 gam MnO₂ tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc sinh ra V lít khí Cl₂ (ở đktc). Hiệu suất phản ứng là 85%. V có giá trị là

A. 2 lít

B. 1,904 lít

C. 1,82 lít

D. 2,905 lít

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

$n_{Mn{O}_2}=\mathrm{0,1}mol$

Phương trình hóa học:

MnO₂ + 4HCl $\stackrel{t^o}{\to }$ MCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Theo PTHH: $n_{C{l}_2\left(lt\right)}=n_{Mn{O}_2}=\mathrm{0,1}mol$(số mol lý thuyết tính theo PTHH)

$H\%=\frac{n_{tt}}{n_{lt}}.100\%$ → $85\%=\frac{n_{tt}}{\mathrm{0,1}}.100\%$ → n _{clo thực tế} = 0,085 mol

$\to V_{C{l}_2}=\mathrm{0,085.22,4}=\mathrm{1,904}$lít

Câu 4: Điều chế Cl₂ từ HCl và MnO₂. Cho toàn bộ khí Cl₂ điều chế được qua dung dịch NaI, sau phản ứng thấy có 12,7 gam I₂ sinh ra. Khối lượng HCl có trong dung dịch đã dùng là:

A. 9,1 gam

B. 8,3 gam

C. 7,3 gam

D. 12,5 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

$n_{I_2}=\mathrm{0,05}mol$

Theo PTHH: Cl₂ + 2 NaI → 2 NaCl + I₂

$n_{C{l}_2}=n_{I_2}=\mathrm{0,05}mol$

Theo PTHH: MnO₂ + 4HCl $\stackrel{t^o}{\to }$ MnCl₂ + 2H₂O +Cl₂

$\to n_{HCl}=4n_{C{l}_2}$= 0,05.4 = 0,2 mol

→ m _HCl = 0,2. 36,5 = 7,3 g

Câu 5:Hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm là:

A. Chỉ có khí màu vàng thoát ra

B. Có khí màu vàng sinh ra, đồng thời có kết tủa

C. Chất rắn MnO₂ tan dần

D. Có khí màu vàng sinh ra, đồng thời MnO₂ tan dần

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Phản ứng: MnO₂ + 4HCl_đ $\stackrel{t^0}{\to }$ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

→ Hiện tượng của phản ứng: Có khí màu vàng thoát ra, MnO₂ tan dần.

Câu 6. Để trung hòa 20 ml dung dịch HCl 0,1M cần 10 ml dung dịch NaOH nồng độ x mol/l. Giá trị của x là

A. 0,3. B. 0,4. C. 0,2. D. 0,1.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

n_HCl = 0,1.0,02 = 0,002 mol

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

0,002 → 0,002 mol

$x=\frac{\mathrm{0,002}}{\mathrm{0,01}}=\mathrm{0,2}M$

Câu 7: Cho 36 gam FeO phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa a mol HCl. Giá trị của a là

A. 1,00. B. 0,50. C. 0,75. D. 1,25.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

$n_{FeO}=\frac{36}{72}=\mathrm{0,5}mol$

2HCl + FeO → FeCl₂ + H₂O

Theo PTHH: n_HCl = 2n_FeO = 1 mol

Câu 8. Cần dùng 300 gam dung dịch HCl 3,65% để hòa tan vừa hết x gam Al₂O₃. Giá trị của x là

A. 51. B. 5,1. C. 153. D. 15,3.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

$n_{HCl}=\frac{\mathrm{300.3,65}}{\mathrm{100.36,5}}=\mathrm{0,3}mol$

6HCl + Al₂O₃ → 2AlCl₃ + 3H₂O

0,3 → 0,05 mol

$m_{A{l}_2{O}_3}$= 0,05.102 = 5,1 gam

Câu 9. Cho 5,6 gam một oxit kim loại tác dụng vừa đủ với HCl cho 11,1 gam muối clorua của kim loại đó. Cho biết công thức oxit kim loại?

A. Al₂O₃. B. CaO. C. CuO. D. FeO.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Gọi công thức oxit là M₂O_a

2aHCl + M₂O_a → 2MCl_a + aH₂O

Gọi số mol H₂O là x (mol) ⇒ n_HCl = 2x (mol)

Bảo toàn khối lượng: 36,5.2x + 5,6 = 11,1 + 18.x

⇒ x = 0,1 mol

$\Rightarrow n_{M_2{O}_a}=\frac{\mathrm{0,1}}{a}\Rightarrow M_2{O}_a=\frac{\mathrm{5,6}}{\mathrm{0,1}}a=56a\Rightarrow M=20a$

a	1	2	3
M	20	40	60
Kết luận	Loại	Ca	Loại

Câu 10. Cho 30,00 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO phản ứng với dung dịch HCl dư, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,72 lít khí H₂ (đktc). Khối lượng của FeO trong 30,00 gam hỗn hợp X là

A. 13,2 gam. B. 46,8 gam. C. 16,8 gam. D. 5,6 gam.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

2HCl + FeO → FeCl₂ + H₂O

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

Theo PTHH:

n_Fe = n_khí = 0,3 mol ⇒ m_FeO = 30 – 0,3.56 = 13,2 gam.

Câu 11. Để hoà tan hết hỗn hợp Zn và ZnO phải dùng 100,8 ml dung dịch HCl 36,5% (D = 1,19g/ml) thu được 0,4 mol khí. Phần trăm về khối lượng hỗn hợp Zn và ZnO ban đầu lần lượt là

A. 40% và 60%.. B. 45% và 55%.

C. 50% và 50% D. 61,6% và 38,4%.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

$n_{HCl}=\frac{\mathrm{100,8.1,19.36,5}}{\mathrm{100.36,5}}=\mathrm{1,2}mol$

2HCl + ZnO → ZnCl₂ + H₂O (1)

2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂ (2)

Theo PTHH (2):

$n_{Zn}=n_{H_2}=\mathrm{0,4}mol$

n_{HCl (2)} = 2.n_Zn = 0,8 mol ⇒ n_{HCl (1)} = 1,2 – 0,8 = 0,4 mol

$\Rightarrow n_{ZnO}=\frac{\mathrm{0,4}}{2}=\mathrm{0,2}mol$

m_{hỗn hợp} = 0,4.65 + 0,2.81 = 42,2 gam

$\%m_{Zn}=\frac{\mathrm{0,4.65}}{\mathrm{42,2}}.100\%=\mathrm{61,6}\%.$

Câu 12. Cho 36,5 gam dung dịch HCl 10% vào một cốc đựng NaHCO₃ dư thì thu được V lit khí ở đktc. Giá trị của x là

A. 44,8. B. 4,48. C. 22,4. D. 2,24.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

$n_{HCl}=\frac{\mathrm{36,5.10}}{\mathrm{100.36,5}}=\mathrm{0,1}mol$

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

0,1 0,1 mol

⇒ V = 0,1.22,4 = 2,24 lít.

Câu 13. Cho 50 gam CaCO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 20% (D =1,2g/ml). Khối lượng dung dịch HCl đã dùng là

A. 152,08 gam. B. 55,0 gam.

C. 180,0 gam. D. 182,5 gam.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

0,5 → 1 mol

$\Rightarrow m_{ddHCl}=\frac{\mathrm{1.36,5}}{20}.100=\mathrm{182,5}gam.$

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• Mn + O₂ → MnO₂
• 2Mn + O₂ → 2MnO
• Mn + Cl₂ → MnCl₂
• Mn + I₂ → MnI₂
• Mn + Br₂ → MnBr₂
• Mn + S → MnS
• 3Mn + N₂ → Mn₃N₂
• Mn + F₂ → MnF₂
• 3Mn + 2AlCl3 → MnCl₂ + 2Al
• Mn + 2HCl → MnCl₂ + H₂
• Mn + H₂SO₄(loãng) → MnSO₄ + H₂
• Mn(bột) + 2H₂O → Mn(OH)₂ + H₂ ↑
• Mn + 2H₂SO₄(đặc) → MnSO₄ + 2H₂O + SO₂
• 3Mn + 8HNO₃ → 3Mn(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO
• Mn + 4HNO₃ → Mn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
• 5Mn + 12HNO₃ → 5Mn(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O
• 4Mn + 10HNO₃ → 4Mn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O
• 4Mn + 10HNO₃ → 4Mn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
• Mn + 2H₃PO₄ → Mn3(PO₄)₂ + 3H₂
• Mn + H₂S → MnS + H₂
• 2KMnO₄ + 3H₂S → 2KOH + 2MnO₂↓ + 3S↓ + 2H₂O
• 2KMnO₄ $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
• MnO₂ + 4HCl _đặc $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
• 2KMnO₄ + 5SO₂ + 2H₂O → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄