Nếu lấy khối lượng KMnO4 , MnO2, KClO3 bằng nhau để cho tác dụng với dd HCl đặc, dư thì chất nào cho nhiều Clo hơn?
A. MnO2
B. KClO3
C. KMnO4
D. cả 3 chất như nhau
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C
Với bài toán này ta suy luận nhanh như sau:Khí Clo thoát ra như nhau khi số mol e nhận như nhau:
Với PbO2 số oxi hóa Pb thay đổi 2 từ +4 xuống +2
Với MnO2 số oxi hóa Pb thay đổi 2 từ +4 xuống +2
Với KMnO4 số oxi hóa Mn thay đổi 5 từ +7 xuống +2
Với K2Cr2O7 số oxi hóa Cr thay đổi 6 từ +6.2 xuống +3.2
Với KClO3 số oxi hóa Clo thay đổi 6 từ +5 xuống – 1
Với CaOCl2 số oxi hóa Clo thay đổi 2 từ +1 xuống – 1
Vậy có 4 cặp thỏa mãn là :
PbO2 với MnO2 ; PbO2 với CaOCl2 ; MnO2 với PbO2; K2Cr2O7 với KClO3
a) - Nếu dùng KMnO4:
2 KMNO4 + 16 HCl = 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2 (1)
- Nếu dùng MnO2:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O (2)
Theo pt ta thấy (1) tạo ra 5Cl2 còn pư (2) chỉ tạo 1Cl2, chứng tỏ (1) tạo ra nhiều clo hơn (2).
b) giả sử số mol của KMnO4 và MnO2 là 0.2 mol
2 KMNO4 + 16 HCl = 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2 (1)
0.2.................................................................................0.5
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O (2)
0.2........................................0.2
Ta thấy số mol Cl2 ở (1) lớn hơn số mol Cl2 ở (2), suy ra pư (1) tạo nhiều clo hơn (2).
c) Từ (1) và (2) ta thấy:
Số mol HCl (1) lớn gấp 4 lần số mol HCl ở (2), suy ra ở pư (1) tiêu tốn HCl hơn pư (2).
Để thu được nhiều Clo hơn ta nên dùng pư (1) , còn muốn tiết kiệm HCl ta nên dùng MnO2.
Coi \(n_{KMnO_4} = n_{MnO_2} = 1(mol)\)
\(2KMnO_4 + 16HCl \to 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O(1)\\ MnO_2 + 4HCl \to MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O(2)\\ n_{Cl_2(1)} = \dfrac{5}{2}n_{KMnO_4} =2,5(mol)\\ n_{Cl_2(2)} = n_{MnO_2} = 1(mol)\\ \)
Vì : \(n_{Cl_2(1)} > n_{Cl_2(2)}\) nên KMnO4 sinh ra nhiều Clo hơn
Giả sử các chất đều có số mol = 1
- Với MnO2:
PTHH: MnO2 + 4HCl --> MnCl2 + Cl2 + 2H2O
1-------------->0,25
- Với KMnO4
PTHH: 2KMnO4 + 16HCl --> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
1-------------------------->0,3125
- Với Al:
PTHH: 2Al + 6HCl --> 2AlCl3 + 3H2
1----------------------->1,5
- Với KClO3
PTHH: KClO3 + 6HCl --> KCl + 3Cl2 + 3H2O
1------------->0,5
=> Al cho thể tích khí lớn nhất
Gọi số mol mỗi chất là a mol.
\(MnO_2+4HCl\rightarrow MnCl_2+Cl_2+2H_2O\)
\(\dfrac{a}{87}\) \(\dfrac{a}{87}\)
\(KMnO_4+8HCl\rightarrow MnCl_2+KCl+H_2O+\dfrac{5}{2}Cl_2\)
\(\dfrac{a}{158}\) \(\dfrac{5a}{316}\)
\(Al+3HCl\rightarrow AlCl_3+\dfrac{3}{2}H_2\)
\(\dfrac{a}{27}\) \(\dfrac{a}{18}\)
\(KClO_3+6HCl\rightarrow KCl+3H_2O+3Cl_2\)
\(\dfrac{a}{122,5}\) \(\dfrac{6a}{245}\)
Ta có: \(\dfrac{a}{18}>\dfrac{a}{63,2}>\dfrac{a}{87}>\dfrac{6a}{245}\)
Nếu cùng số mol thì \(Al\) thu được thể tích khí nhiều nhất
a) Giả sử lấy lượng mỗi chất là a gam
Ta có:
Lượng Cl2 điều chế được từ pt (2) nhiều nhất.
Vậy dùng KMnO4 điều chế được nhiều Cl2 hơn.
b) Nếu lấy số mol các chất bằng a mol
Theo (1) nCl2(1) = nMnO2 = a mol
Theo (2) nCl2(2) = . nKMnO4 = 2,5a mol
Theo (3) nCl2(3) = 3. nK2Cr2O7 = 3a mol
Ta có: 3a > 2,5a > a.
⇒ lượng Cl2 điều chế được từ pt (3) nhiều nhất.
Vậy dùng K2Cr2O7 được nhiều Cl2 hơn.
Đáp án B
16HCl + 2KMnO4→ 5Cl2+ 2MnCl2+ 2KCl+8H2O
m/15 → m/63,2
6HCl + KClO3 →3Cl2+ KCl+3H2O
m/122,5→ m/40,8
4HCl + MnO2→ Cl2+ MnCl2+ 2H2O
m/87 → m/87
So sánh thấy nếu lấy cùng 1 lượng các chất phản ứng với HCl thì KClO3 cho nhiều khí Cl2 nhất