Dẫn khí SO2 vào 100 mL dung dịch KMnO4 0,02M đến khi dung dịch vừa mất màu tím. Phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau: SO2 + KMnO4 + H2O → H2SO4 + K2SO4 + MnSO4 a) Lập phương trình hóa học của phản ứng th...

a) Để lập phương trình hóa học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron, trước tiên chúng ta cần xác định các quá trình oxi hóa và khử trong phản ứng. - Chất khử: SO2 (lưu huỳnh đioxit) sẽ bị oxi hóa thành H2SO4 (axit sulfuric). - Chất oxi hóa: KMnO4 (potassium permanganate) sẽ bị khử thành MnSO4 (mangan(II) sulfate). Phương trình phản ứng có thể được viết như sau: 1. Phản ứng oxi hóa của SO2: \[ \text{SO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{H}^+ + 2 \text{e}^- \] 2. Phản ứng khử của KMnO4: \[ \text{MnO}_4^- + 8 \text{H}^+ + 5 \text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4 \text{H}_2\text{O} \] Để thăng bằng electron, chúng ta cần nhân phương trình oxi hóa với 5 và phương trình khử với 2: - Phương trình oxi hóa: \[ 5 \text{SO}_2 + 10 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 5 \text{H}_2\text{SO}_4 + 10 \text{H}^+ + 10 \text{e}^- \] - Phương trình khử: \[ 2 \text{MnO}_4^- + 16 \text{H}^+ + 10 \text{e}^- \rightarrow 2 \text{Mn}^{2+} + 8 \text{H}_2\text{O} \] Kết hợp hai phương trình trên, ta có phương trình tổng quát: \[ 5 \text{SO}_2 + 2 \text{KMnO}_4 + 8 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5 \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{K}_2\text{SO}_4 + 2 \text{MnSO}_4 + 10 \text{H}_2\text{O} \] Vậy phương trình hóa học đã được thăng bằng là: \[ 5 \text{SO}_2 + 2 \text{KMnO}_4 + 8 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 5 \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{K}_2\text{SO}_4 + 2 \text{MnSO}_4 + 10 \text{H}_2\text{O} \] Chất khử là SO2, chất oxi hóa là KMnO4. b) Để xác định thể tích khí SO2 đã tham gia phản ứng, trước tiên ta cần tính số mol của KMnO4 trong dung dịch. Số mol KMnO4: \[ n(KMnO_4) = C \times V = 0,02 \, \text{mol/L} \times 0,1 \, \text{L} = 0,002 \, \text{mol} \] Theo phương trình phản ứng, 2 mol KMnO4 phản ứng với 5 mol SO2. Vậy số mol SO2 cần thiết là: \[ n(SO_2) = \frac{5}{2} \times n(KMnO_4) = \frac{5}{2} \times 0,002 = 0,005 \, \text{mol} \] Tại điều kiện chuẩn (0 độ C và 1 atm), 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 L. Do đó, thể tích khí SO2 là: \[ V(SO_2) = n(SO_2) \times 22,4 \, \text{L/mol} = 0,005 \, \text{mol} \times 22,4 \, \text{L/mol} = 0,112 \, \text{L} = 112 \, \text{mL} \] Vậy thể tích khí SO2 đã tham gia phản ứng là 112 mL.