Bài 11: NHĨM VIIIB (MANGAN)

THÍNGHIỆ NGHIỆ

MƠ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUANSÁT HIỆN TƯỢNG SÁT HIỆN TƯỢNG

GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNGTRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN

 Điều chế KMnO4:

Cho thật nhanh 3g KOH cho vào chén sứ rồi trộn với 2,5g KClO3. Cho từ từ đến hết 1,5g MnO2. Đun hỗn hợp ở 600oC khoảng 20 phút. Lấy ra để nguội thấy sản phẩm cĩ màu lục xanh.

Hịa tan sản phẩm bằng 50ml nước cất rồi cho vào becher 250ml ta thấy dd cĩ màu xanh.

Cho HCl 2N vào trung hịa cho tới khi dd cĩ màu tím hẳn.

Để yên dd 3 phút rồi lọc lấy dd qua phễu lọc chân khơng. Thể tích dung dịch thu được là 150ml. Lấy 25ml dd này cho vào buret. Dùng ống hút bầu hút chính xác 10ml FeSO4 0,1N cho vào erlen 250ml, thêm vào 50ml nước cất và 6 ml H2SO4 đậm đặc. Nhỏ KMnO4 xuống từ từ cho đến khi dd chyuển sanh màu hồng nhạt thì dừng. Thể tích KMnO4 đã dùng là 6.5 ml.

KClO3+3MnO2+6KOH→to 3K2MnO4+KCl+3H2O Màu xanh lục là màu của K2MnO4.

3K2MnO4+H2O  2KMnO4+MnO2+4KOH (1) HCl + KOH  KCl + H2O

Khi cho HCl vào sẽ làm cân bằng phản ứng (1) dịch chuyển theo chiều tạo ra KMnO4.

Định phân FeSO4:

Số mol KMnO4 thực tế:

Số mol KMnO4 lý thuyết: 2 1,5 x 0,0115 3 87 lt n = = mol Hiệu suất: 2  Tính chất của các hợp chất Mn: a) Cho từ từ NaOH 2N

vào dd Mn2+ ta thấy cĩ tủa Mn(OH)2

xuất hiện.

− Khi để tủa Mn(OH)2 ngồi khơng khí, kết tủa sẽ hĩa nâu đen.

Mn2+ + 2OH-  Mn(OH)2 trắng

- Do oxy trong khơng khí oxy hĩa Mn(OH)2 thành MnO(OH) và MnO2 cĩ màu nâu đen.

4Mn(OH)2 +O2  4MnO(OH) + 2H2O 2Mn(OH)2 + O2  2 MnO2 + 2H2O

− Thử tủa với HCl 2N thì tủa tan nhưng sau đĩ tạo tủa mịn màu đen.

− Thử tủa với dd NaOH đậm

đặc dư thì thấy tủa khơng tan.

b) Cho vào ống nghiệm

2 giọt dd MnSO4 lỗng và 3 giọt dd NaOH 2N, cĩ kết tủa trắng tạo thành sau đĩ hĩa nâu một phần trong khơng khí. Thêm vào đĩ 5-6 giọt H2O2 3%. Ta thấy cĩ kết tủa nâu đen tạo thành và cĩ bọt khí xuất hiện.

c) Cho vào ống nghiệm

1ml dd muối Mn2+, thêm vào đĩ 1 nhúm bột K2S2O8 và 1ml NaOH đặc rồi đun nhẹ ống nghiệm.

Khi chưa đun đã cĩ tủa màu đen tạo thành, phản ứng tỏa nhiệt.

Sau khi đun nhẹ thì dd chuyển sang màu tím. Nếu tiếp tục đun thì dd chuyển sang màu xanh. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

d) Cho vào ống nghiệm

1ml KMnO4 lỗng, thêm vào 3 giọt KI 0,5N và 3 giọt H2SO4 2N. Ta thấy cĩ tủa tím than tạo thành. Khi cho thêm KI thì tủa tan tạo dd màu nâu đất.

Mn(OH)2 +2HCl  MnCl2 + 2H2O

Tủa mịn màu đen là MnO(OH) và một phần MnO2

được sinh ra theo cơ chế trên:

MnCl2 + 2H2O  Mn(OH)2 + 2 HCl

Kết luận:

− Muối Mn2+ thì bền nhưng hydroxit thì khơng bền dễ bị oxy hĩa.

Mn(OH)2 cĩ tính bazơ trội hơn tính acid. Mn2+ + 2OH-  Mn(OH)2 trắng

Mn(OH)2 hĩa nâu đen một phần do tác dụng với oxy trong khơng khí. Khi cho H2O2 vào:

H2O2  H2O + [O] 2[O]  O2

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O  Mn(OH)4

Mn(OH)4  MnO2nâu đen + 2H2O

Bọt khí là oxy. Oxy nguyên tử sinh ra nhiều chưa kịp tác dụng nên kết hợp với nhau thanh oxy phân tử bay ra.

Mn2+ +S2O82-+4OH-MnO2đen+2SO42-+H2O Mn2+ +S2O82-+16OH-2MnO4-+10SO42-+8H2O

Màu tím của dd là do sự hiện diện của ion MnO4-. Màu xanh của dd là do ion MnO42- tạo thành vì bị đun mất nước.

2MnO4- + MnO2 + 4OH- 3MnO42- + 2H2O

2KMnO4+10KI+8H2SO46K2SO4+2MnSO4+5I2+8H2O Tủa I2 bị hịa tan trong KI dư:

I2 + KI  KI3 nâu đất

Câu 1: Giải thích các giai đoạn điều chế KMnO4:

− Đun nĩng hỗn hợp gồm KOH, KClO3, MnO2 ở 600oC để KOH nĩng chảy tạo sự tiếp xúc pha tốt, thuân lợi cho phản ứng và để oxy hĩa MnO2 bằng KClO3 trong mơi trường KOH nĩng chảy tạo K2MnO4 (do MnO42- bền trong mơi trường OH-).

− Hịa tan sản phẩm vào nước rồi cho HCl vào để trung hịa KOH và tạo mơi trường cho K2MnO4 thủy phân thành KMnO4.

3K2MnO4+H2O  2KMnO4+MnO2+4KOH (1)

HCl sẽ trung hịa lượng KOH tạo thành ở (1) làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. − Chấm thử trên giấy lọc đến khi cĩ màu tím hẳn để đảm bảo K2MnO4 chuyển hồn tồn thành KMnO4.

− Lọc bỏ rắn dư chưa phản ứng để thu dd KMnO4.

− Định phân KMnO4 bằng FeSO4 để xác định nồng độ của KMnO4. Từ đĩ tính được hiệu suất của quá trình.

Câu 2: Vai trị của KClO3 và KOH: − KClO3 đĩng vai trị là chất oxy hĩa.

− KOH đĩng vai trị là mơi trường và là xúc tác của phản ứng: KClO3+3MnO2+6KOH to

→3K2MnO4+KCl+3H2O 3K2MnO4+H2O  2KMnO4+MnO2+4KOH

Từ 2 phản ứng trên ta thấy số phân tử KOH được hồn trả lại nhỏ hơn số phân tử phản ứng. Vì vậy KOH là tác chất phản ứng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Câu 3:

Mục đích của việc thêm HCl 2N là để trung hịa KOH nhằm làm cân bằng (1) dịch chuyển theo chiều tạo ra KMnO4 và tạo mơi trường cho K2MnO4 thủy phân thành KMnO4.

KOH + HCl  KCl +H2O

Câu 4: Phương trình phản ứng định phân giữa KMnO4 và FeSO4 chuẩn: 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4  5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Câu 5: Tính oxy hĩa của KMnO4 phụ thuộc vào nhiều mơi trường: − Trong mơi trường acid: Mn2+ bền.

MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O

Ví dụ: 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4  5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O − Trong mơi trường trung tính: Mn4+ bền chủ yếu là MnO2.

MnO4- + 2H2O + 3e  MnO2 + 4OH-

Ví dụ: 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O  2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH − Trong mơi trường bazo: Mn6+ bền.

MnO4- + 1e  MnO42-

Mục lục