Chúng tôi xin giới thiệu phương trình MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:
Phương trình MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Chất rắn màu đen Mangan oxit (MnO2) tan dần và xuất hiện khí màu vàng lục Clo (Cl2) làm sủi bọt khí. Đồng thời có khí mùi sốc thoát ra.
3. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
a. Bản chất của MnO2 (Mangan dioxit)
- Trong phản ứng trên MnO2 là chất oxi hoá.
- Khi MnO2 tan trong dung dịch axit, nó không tạo muối kém bền của Mn+4 theo phản ứng trao đổi,mà tác dụng như chất oxi hóa.
b. Bản chất của HCl (Axit clohidric)
- Trong phản ứng trên HCl là chất khử.
- HCl là axit mạnh tác dụng được với oxit.
5. Tính chất hóa học
- Axit HCl làm đổi màu quỳ tím: Khi nhúng quỳ tím vào dung dịch axit sẽ có hiện tượng quỳ tím chuyển đỏ.
- Axit clohidric tác dụng với kim loại đứng trước H, tạo thành muối và hidro
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
- Axit clohidric tác dụng với oxit kim loại, tạo thành muối Clorua và nước
6HCl + Al2O3 →2AlCl3 + 3H2O
- Axit clohidric tác dụng với Bazơ, tạo thành muối Clorua và nước
3HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3H2O
- Axit clohidric tác dụng với muối, tạo thành muối mới và axit mới
AgNO3 + 2HCl → AgCl↓ + HNO3
- Axit clohidric tác dụng với hợp chất có tính oxi hoá, thể hiện tính khử
6HCl + KClO3 → KCl + 3Cl2↑ + 3H2O
Lưu ý: Axit HCl sẽ không tác dụng với những kim loại đứng sau H trong dãy điện hoá, không tác dụng với các phi kim, axit, oxit kim loại, oxit phi kim.
6. Điều chế
Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm, người ta cho axit clohydric đặc tác dụng với một chất oxi hóa mạnh, có thể là mangan dioxit rắn hoặc kali penmanganat rắn,…Nếu dùng mangan dioxit thì cần xúc tác nhiệt độ còn với kali penmanganat thì có thể đun hoặc không đun nóng.
Vì khí clo thu được sau phản ứng thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và hơi nước nên để điều chế khí nguyên chất, người thực hiện sẽ dẫn khí qua các bình rửa khí có chứa dung dịch NaCl để giữ lại HCl và chứa H2SO4 đặc để giữ hơi nước.
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O
Còn trong công nghiệp, khí Clo được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy muối Natri clorua.
2NaCl → 2Na + Cl2
Hoặc điện phân dung dịch muối có màng ngăn, theo phương trình phản ứng như sau:
2NaCl + 2H2O → H2+ 2NaOH + Cl2
7. Cách thực hiện phản ứng
- Cho MnO2 tác dụng với dung dịch HCl.
8. Bạn có biết
- Phương pháp dùng để điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm. Khí clo được điều chế bằng cách cho axit clohidric đặc tác dụng với chất oxi hoá mạnh như mangan đioxit rắn (MnO2)
9. Bài tập liên quan
Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế Clo người ta dùng MnO2 với vai trò là:
A. Chất xúc tác
B. Chất oxi hóa
C. Chất khử
D. Vừa là chất oxi hóa, vừa khử.
Lời giải:
Trong phòng thí nghiệm, để điều chế Clo người ta dùng MnO2 với vai trò là: Chất oxi hóa
Câu 2. Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm cần dùng các hóa chất
A. KMnO4 và NaCl.
B. MnO2 và dung dịch HCl đặc.
C. Điện phân nóng chảy NaCl.
D. Cho H2 tác dụng với Cl2 có ánh sáng.
Lời giải:
Nguyên tắc điều chế clo trong phòng thí nghiệm là cho HCl đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như KMnO4, KClO3, MnO2, CaOCl2, ...
Do đó để điều chế clo trong phòng thí nghiệm, cần dùng các hóa chất MnO2 và dung dịch HCl đặc.
Phương trình hóa học: 4HCl đặc + MnO2 → MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
Câu 3. Nước clo có chứa những chất nào sau đây:
A. H2O, Cl2, HCl, HClO
B. HCl, HClO
C. Cl2, HCl, H2O
D. Cl2, HCl, HClO
Lời giải:
Phương trình hóa học phản ứng
Cl2+ H2O ⇄ HCl + HClO
Do phản ứng thuận nghịch nên thành phần của nước clo gồm Cl2, H2O, HCl và HClO (Cl2 tuy là khí nhưng vẫn tan một phần trong nước).
Câu 4. Để thu được khí Cl2 tinh khiết người ta sử dụng hóa chất nào sau đây:
A. H2SO4 đặc
B. Ca(OH)2
C. H2O
D. NaCl
Lời giải:
Để thu được khí Cl2 tinh khiết người ta sử dụng hóa chất H2SO4 đặc
Câu 5. Điều chế Clo từ HCl và MnO2. Cho toàn bộ khí Cl2 điều chế được qua dung dịch NaI, sau phản ứng thấy có 25,4 gam I2 sinh ra. Khối lượng HCl đã dùng là:
A. 9,1 gam
B. 14,6 gam
C. 7,3 gam
D. 12,5 gam
Lời giải:
nI2= = 0,1 mol
Theo phương trình hóa học:
Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2
=> nCl2 = nI2= 0,1 mol
Theo phương trình hóa học
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
=> nHCl = nCl2. 4 = 0,1.4 = 0,4 mol
=> mHCl = 0,4. 36,5 = 14,6 g
Câu 6. Hỗn hợp khí X gồm O2, Cl2, CO2, SO2. Để thu được O2 tinh khiết, người ta dẫn X qua:
A. nước brom
B. dung dịch KOH
C. dung dịch HCl
D. nước clo
Lời giải:
Để thu được O2 tinh khiết, người ta dẫn X qua dung dịch KOH vì Cl2, CO2 và SO2 đều có phản ứng
2KOH + Cl2→ KCl + KClO + H2O
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
Câu 7. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế clo bằng cách
A. điện phân nóng chảy NaCl.
B. cho dung dịch HCl đặc tác dụng với MnO2, đun nóng.
C. điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
D. cho F2 đẩy Cl2 ra khỏi dung dịch NaCl.
Lời giải:
Câu 8. Cho 29,2 gam HCl tác dụng hết với KMnO4, thu được V lít khí Cl2 (đktc). Giá trị của V là
A. 8,96
B. 17,92
C. 5,60
D. 11,20
Lời giải:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
⇒ nHCl = = 0,8 (mol) ⇒ nCl2 = = 0,25
V = 0,25 . 22,4 = 5,6 (l)
Câu 9. Có các nhận xét sau về clo và hợp chất của clo:
1) Nước zaven có khả năng tẩy mầu và sát khuẩn.
2) Cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo thì quì tím chuyển mầu hồng sau đó lại mất mầu.
3) Trong phản ứng của HCl với MnO2 thì HCl đóng vai trò là chất bị khử.
4) Trong công nghiệm Cl2 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl (màng ngăn, điện cực trơ)
Trong các nhận xét trên, số nhận xét đúng là:
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
Câu 10. Để phân biệt dung dịch NaCl với dung dịch NaNO3 người ta dùng dung dịch nào dưới đây:
A. Qùy tím
B. Phenolphtalein
C. AgNO3
D. BaCl2
Lời giải:
Câu 11. Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được thu bằng phương pháp dời chỗ của nước. Phương pháp này dựa vào tính chất nào sau đây của oxi?
A. Tan tốt trong nước.
B. Ít tan trong nước.
C. Tính oxi hóa mạnh.
D. Nặng hơn không khí.
Lời giải:
Câu 12. Người ta thu khí oxi bằng cách đẩy không khí là dựa vào tính chất nào?
A. Oxi tan trong nước
B. Oxi nặng hơn không khí
C. Oxi không mùi, màu, vị
D. Khí oxi dễ trộn lẫn trong không khí
Lời giải:
Câu 13. Cho các nội dung nhận định về clo sau:
1) Nước Javen có khả năng tẩy màu và sát khuẩn.
2) Cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo thì quì tím chuyển màu hồng sau đó lại mất màu.
3) Trong phản ứng của HCl với MnO2 thì HCl đóng vai trò là chất bị khử.
4)Trong công nghiệm Cl2 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl (màng ngăn, điện cực trơ)
Trong các nhận định trên, số nhận xét đúng là:
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
Có các nhận xét sau về clo và hợp chất của clo:
1) Đúng vì Tính chất sát trùng và tẩy màu của nước Gia-ven là do chất NaOCl, nguyên tử Cl có số oxi hóa là +1, thể hiện tính oxi hóa mạnh.
2) Đúng vì Khi cho mẩu quỳ tím ẩm vào bình đựng khí Cl2 có phản ứng:
Cl2+ H2O ↔ HCl + HClO. Phản ứng sinh ra hai axit làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. Tuy nhiên HClO có tính oxi hóa mạnh có thể phá hủy các hợp chất màu.
Vậy hiện tượng thu được là quỳ tím chuyển sang màu đỏ, sau đó mất màu.
3) Sai
4) Đúng
Trong công nghiệp người ta điều chế Cl2 bằng cách điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
Mục đích của màng ngăn là để tránh Cl2 tiếp xúc phản ứng với dung dịch NaOH tạo nước Gia-ven.
Câu 14. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(a) Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH.
(b) Cho S tác dụng với H2SO4 đặc nóng
(c) Cho SO2 vào dung dịch KMnO4
(d) Cho SiO2 vào dung dịch HF.
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm có phản ứng oxi hóa – khử xảy ra là
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Lời giải:
(a) Đúng
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
(b) Đúng
(c) Đúng
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4+ K2SO4 + 2H2SO4
(d) Sai
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
10. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Mangan (Mn) và hợp chất:
MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
