Feso4 + Kmno4 là một phản ứng oxi hóa khử quan trọng trong hóa học, được ứng dụng rộng rãi trong phân tích định lượng và điều chế hóa chất. Cùng tic.edu.vn khám phá chi tiết về phản ứng này, từ phương trình hóa học, điều kiện phản ứng đến các bài tập vận dụng, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin chinh phục các bài kiểm tra. Tic.edu.vn còn cung cấp nguồn tài liệu phong phú và các công cụ hỗ trợ học tập hiệu quả, giúp bạn khám phá tri thức một cách dễ dàng. Các từ khóa liên quan bao gồm: phản ứng oxi hóa khử, phân tích định lượng, điều chế hóa chất.
1. Phương Trình Phản Ứng và Các Yếu Tố Ảnh Hưởng FeSO4 Tác Dụng Với KMnO4
Phản ứng giữa FeSO4 (sắt(II) sulfat) và KMnO4 (kali pemanganat) trong môi trường axit là một phản ứng oxi hóa khử điển hình. FeSO4 đóng vai trò chất khử, bị oxi hóa thành Fe2(SO4)3 (sắt(III) sulfat), trong khi KMnO4 đóng vai trò chất oxi hóa, bị khử thành MnSO4 (mangan(II) sulfat). Phương trình hóa học tổng quát như sau:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
2. Điều Kiện Phản Ứng Giữa FeSO4 và KMnO4
Phản ứng giữa FeSO4 và KMnO4 diễn ra dễ dàng ở điều kiện thường, tuy nhiên để phản ứng xảy ra hoàn toàn và nhanh chóng, cần đảm bảo các yếu tố sau:
- Môi trường axit: Phản ứng cần được thực hiện trong môi trường axit (thường là H2SO4 loãng) để cung cấp đủ ion H+ cho quá trình khử KMnO4. Theo nghiên cứu của Đại học Quốc Gia Hà Nội từ Khoa Hóa Học, vào ngày 15/03/2023, H2SO4 loãng cung cấp môi trường tối ưu cho phản ứng oxi hóa khử giữa FeSO4 và KMnO4, đảm bảo hiệu suất phản ứng cao nhất.
- Tỉ lệ mol: Tỉ lệ mol giữa các chất phản ứng cần tuân theo phương trình hóa học để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn.
- Khuấy đều: Dung dịch cần được khuấy đều để các chất phản ứng tiếp xúc tốt với nhau.
3. Hướng Dẫn Chi Tiết Cách Thực Hiện Phản Ứng FeSO4 Tác Dụng Với KMnO4
Để thực hiện phản ứng giữa FeSO4 và KMnO4 một cách an toàn và hiệu quả, bạn có thể tham khảo các bước sau:
- Chuẩn bị:
- Dung dịch FeSO4 đã được axit hóa bằng H2SO4 loãng.
- Dung dịch KMnO4.
- Ống nghiệm hoặc cốc thủy tinh.
- Pipet hoặc ống nhỏ giọt.
- Thực hiện:
- Nhỏ từ từ dung dịch FeSO4 vào dung dịch KMnO4, đồng thời khuấy đều.
- Quan sát sự thay đổi màu sắc của dung dịch.
- Quan sát:
- Dung dịch màu tím hồng của KMnO4 sẽ nhạt dần rồi chuyển sang màu vàng của Fe2(SO4)3.
- Nếu nhỏ dư dung dịch FeSO4, dung dịch có thể mất màu hoàn toàn.
4. Giải Thích Chi Tiết Hiện Tượng Phản Ứng FeSO4 Với KMnO4
Hiện tượng dung dịch mất màu tím hồng của KMnO4 là do ion MnO4- (có màu tím hồng) đã bị khử thành ion Mn2+ (không màu hoặc màu hồng nhạt). Đồng thời, ion Fe2+ (màu xanh nhạt) bị oxi hóa thành ion Fe3+ (màu vàng). Màu vàng của ion Fe3+ làm cho dung dịch có màu vàng sau phản ứng.
5. Các Bước Lập Phương Trình Hóa Học Phản Ứng FeSO4 và KMnO4
Để cân bằng phương trình hóa học của phản ứng giữa FeSO4 và KMnO4, chúng ta có thể sử dụng phương pháp thăng bằng electron:
- Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi:
- Fe+2SO4+KMn+7O4+H2SO4→Fe+32SO43+K2SO4+Mn+2SO4+H2O
- Fe tăng số oxi hóa từ +2 lên +3.
- Mn giảm số oxi hóa từ +7 xuống +2.
- Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử:
- Quá trình oxi hóa: Fe+2→Fe+3+1e
- Quá trình khử: Mn+7+5e→Mn+2
- Bước 3: Cân bằng số electron cho và nhận:
- 5 x (Fe+2→Fe+3+1e)
- 1 x (Mn+7+5e→Mn+2)
- Bước 4: Cộng hai nửa phản ứng và cân bằng phương trình:
- 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
6. Ứng Dụng Thực Tiễn Quan Trọng Của Phản Ứng FeSO4 + KMnO4
Phản ứng giữa FeSO4 và KMnO4 có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế, bao gồm:
- Phân tích định lượng: Phản ứng được sử dụng để xác định hàm lượng Fe2+ trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử.
- Xử lý nước: KMnO4 được sử dụng để oxi hóa các chất ô nhiễm trong nước, khử trùng và cải thiện chất lượng nước. Theo báo cáo của Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) năm 2022, KMnO4 là một chất oxi hóa mạnh mẽ, có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ trong nước, đồng thời tiêu diệt vi khuẩn và virus gây bệnh.
- Điều chế hóa chất: Phản ứng được sử dụng để điều chế một số hóa chất khác.
- Trong y học: KMnO4 loãng được sử dụng làm chất sát trùng ngoài da.
7. Tổng Hợp Các Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến Phản Ứng FeSO4 và KMnO4 (Có Lời Giải)
Để giúp bạn củng cố kiến thức về phản ứng giữa FeSO4 và KMnO4, tic.edu.vn xin giới thiệu một số bài tập vận dụng có lời giải chi tiết:
Câu 1: Cho sơ đồ phản ứng:
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
Hệ số của chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng trên lần lượt là:
A. 2 và 5.
B. 2 và 10.
C. 2 và 1.
D. 10 và 2.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
2×5×Mn+7+5e→Mn+22Fe+2→2Fe+3+2e
→ Phương trình:
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
Nhận thấy:
– Số oxi hóa của Mn giảm từ +7 xuống +2 → KMnO4 là chất oxi hóa.
– Số oxi hóa của Fe tăng từ +2 xuống +3 → FeSO4 là chất khử.
→ Hệ số của chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng trên lần lượt là 10 và 2.
Câu 2: Cho sơ đồ phản ứng:
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
Chất khử là
A. KMnO4.
B. FeSO4.
C. H2SO4.
D. MnSO4.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Số oxi hoá của Fe tăng từ +2 lên +3. Do đó FeSO4 đóng vai trò là chất khử.
Câu 3: Trong các chất: FeCl2, FeCl3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3. Số chất có cả tính oxi hoá và tính khử là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Nhận thấy, bài cho các muối của sắt. Chất có cả tính oxi hóa và tính khử là chất mà sắt có mức oxi hóa +2 (mức oxi hóa trung gian giữa 0 và +3) hoặc hợp chất mà Fe có số oxi hóa +3 đóng vai trò là chất oxi hóa và 1 nguyên tố có tính khử.
→ Các chất thỏa mãn là: FeCl2, FeCl3, Fe(NO3)2 và FeSO4.
Câu 4: 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: nKCl=nMnCl2=xmol
Khối lượng muối là 28,07 →mKCl+mMnCl2=28,07
→ x.74,5 + x.126 = 28,07
→ x = 0,14 mol
→nKCl=nMnCl2=0,14mol
Theo PTHH nCl2=52nKCl=0,35mol
Theo định luật bảo toàn e:
n M . x + n Al. 3 = nCl2 . 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
→MM=2,7750,175.2=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
→MM=4,80,1.2=24(Mg , chọn)
Vậy kim loại cần tìm là Mg
Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng:
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O
Vai trò của H2SO4 trong phản ứng là
A. chất khử.
B. chất oxi hoá.
C. chất tạo môi trường.
D. chất bị khử.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Trong phản ứng này, H2SO4 đóng vai trò là chất tạo môi trường.
Câu 6: Cho chuỗi phản ứng:
KMnO4 + (A) → X2 ↑+ (B) + (C) + H2O
(C) + H2O 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 + 16HClđặc (A) → 5Cl2(X2) + 2MnCl2 (B) +2KCl (C) + 8H2O
2KCl + 2H2O →dpnccmn Cl2 + 2KOH(I) + H2(D)
Cl2 + H2 →as 2HCl
Cl2 + 2KOH → KCl + KClO (E) + H2O
Câu 7: Nếu cho 1 mol mỗi chất: CaOCl2, KMnO4, KClO3, MnO2 lần lượt phản ứng với lượng dư dung dịch HCl đặc, chất tạo ra lượng khí Cl2 nhiều nhất là
A. KMnO4
B. KClO3
C. CaOCl2
D. MnO2
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
MnO2+4HCl→t0MnCl2+2H2O+Cl2
1→1mol
2KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
1→2,5mol
KClO3+6HCl→KCl+3H2O+3Cl2
1→3mol
CaOCl2+2HCl→CaCl2+Cl2+H2O
11mol
Do đó, chất tạo ra lượng khí Cl2 nhiều nhất là KClO3
Câu 8: Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách oxi hóa hợp chất nào sau đây?
A. NaCl
B. HCl
C. KClO3
D. KMnO4
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách oxi hóa HCl bằng các chất oxi hóa mạnh như MnO2, KMnO4, KClO3…
Câu 9: Thể tích khí Cl2 (đktc) thu được khi cho 3,95 gam KMnO4 phản ứng hết với dung dịch HCl (lấy dư) là
A. 1,4000 lít
B. 1,4560 lít
C. 1,3440 lít
D. 0,0625 lít
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Bảo toàn electron: 2nCl2=5nKMnO4
→nCl2=0,0625mol→VCl2=1,4lít
8. Mở Rộng Kiến Thức Về Phản Ứng Oxi Hóa Khử Liên Quan Đến Sắt (Fe)
Ngoài phản ứng giữa FeSO4 và KMnO4, sắt còn tham gia vào nhiều phản ứng oxi hóa khử quan trọng khác. Ví dụ, sắt có thể tác dụng với axit clohidric (HCl) để tạo thành sắt(II) clorua (FeCl2) và khí hidro (H2):
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Sắt cũng có thể tác dụng với oxi (O2) để tạo thành oxit sắt từ (Fe3O4) hoặc oxit sắt(III) (Fe2O3):
3Fe + 2O2 → Fe3O4
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
9. Khám Phá Thế Giới Hóa Học Thú Vị Cùng Tic.edu.vn
Tic.edu.vn không chỉ cung cấp kiến thức về phản ứng FeSO4 + KMnO4 mà còn là một kho tàng kiến thức hóa học phong phú và đa dạng. Tại đây, bạn có thể tìm thấy:
- Tài liệu học tập: Đầy đủ các bài giảng, bài tập, đề thi của tất cả các môn học từ lớp 1 đến lớp 12.
- Công cụ hỗ trợ học tập: Các công cụ giúp bạn học tập hiệu quả hơn như công cụ ghi chú, quản lý thời gian, v.v.
- Cộng đồng học tập: Nơi bạn có thể giao lưu, học hỏi và chia sẻ kiến thức với những người cùng sở thích.
10. FAQ – Giải Đáp Thắc Mắc Về Phản Ứng FeSO4 + KMnO4 và Học Tập Trên Tic.edu.vn
- Câu hỏi 1: Tại sao cần môi trường axit cho phản ứng FeSO4 + KMnO4?
- Môi trường axit cung cấp ion H+ cần thiết cho quá trình khử MnO4- thành Mn2+.
- Câu hỏi 2: Chất nào là chất oxi hóa, chất nào là chất khử trong phản ứng FeSO4 + KMnO4?
- KMnO4 là chất oxi hóa, FeSO4 là chất khử.
- Câu hỏi 3: Làm thế nào để cân bằng phương trình phản ứng FeSO4 + KMnO4?
- Sử dụng phương pháp thăng bằng electron hoặc phương pháp ion-electron.
- Câu hỏi 4: Phản ứng FeSO4 + KMnO4 có ứng dụng gì trong thực tế?
- Phân tích định lượng, xử lý nước, điều chế hóa chất, v.v.
- Câu hỏi 5: Tic.edu.vn có những tài liệu gì về môn Hóa học?
- Bài giảng, bài tập, đề thi, tài liệu tham khảo, v.v.
- Câu hỏi 6: Làm thế nào để tìm kiếm tài liệu trên Tic.edu.vn?
- Sử dụng chức năng tìm kiếm hoặc duyệt theo danh mục.
- Câu hỏi 7: Tic.edu.vn có cộng đồng học tập không?
- Có, bạn có thể tham gia cộng đồng để giao lưu và học hỏi.
- Câu hỏi 8: Tic.edu.vn có những công cụ hỗ trợ học tập nào?
- Công cụ ghi chú, quản lý thời gian, v.v.
- Câu hỏi 9: Làm thế nào để liên hệ với Tic.edu.vn nếu có thắc mắc?
- Gửi email đến tic.edu@gmail.com.
- Câu hỏi 10: Tic.edu.vn có những ưu điểm gì so với các nguồn tài liệu khác?
- Đa dạng, đầy đủ, cập nhật, hữu ích, cộng đồng hỗ trợ.
Với những kiến thức và tài liệu mà tic.edu.vn cung cấp, bạn hoàn toàn có thể chinh phục môn Hóa học và đạt được những thành công trong học tập.
Bạn đang gặp khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu học tập chất lượng? Bạn mất thời gian tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau? Đừng lo lắng, tic.edu.vn sẽ giúp bạn giải quyết những vấn đề này. Hãy truy cập tic.edu.vn ngay hôm nay để khám phá nguồn tài liệu học tập phong phú và các công cụ hỗ trợ hiệu quả, giúp bạn học tập dễ dàng và đạt kết quả cao. Liên hệ với chúng tôi qua email: tic.edu@gmail.com hoặc truy cập trang web: tic.edu.vn để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất.