MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
HCl ra Cl2: Điều chế Clo
MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O là phương trình điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch acid HCl đậm đặc với chất có khả năng oxy hóa mạnh như mangan đioxit.
>> Mời các tham khảo thêm nội dung liên quan:
- Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO
- Cl2 + NaBr → NaCl + Br2
- Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
- Cl2 + Ca(OH)2 → Ca(OCl)2 + CaCl2 + H2O
- Cl2 + KOH đặc nóng → KCl + KClO3 + H2O
- K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O
1. Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2. Điều kiện để phản ứng MnO2 ra Cl2
Nhiệt độ
3. Điều chế Chlorine trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?
Để điều chế chlorine trong phòng thí nghiệm, người ta cho Hydrochloric Acid đặc tác dụng với một chất oxi hóa mạnh, có thể là Manganese dioxide rắn hoặc Potassium permanganate rắn,…Nếu dùng Manganese dioxide thì cần xúc tác nhiệt độ còn với Potassium permanganate rắn thì có thể đun hoặc không đun nóng.
Vì khí chlorine thu được sau phản ứng thường bị lẫn tạp chất là khí hydrochloride 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 Chlorine được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy muối sodium chloride
2NaCl → 2Na + Cl2
Hoặc điện phân dung dịch muối có màng ngăn, theo phương trình phản ứng như sau:
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
4. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế chlorine 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.
Trong phòng thí nghiệm, để điều chế chlorine người ta dùng MnO2 với vai trò là: Chất oxi hóa
Câu 2. Để điều chế chlorine 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.
Nguyên tắc điều chế chlorine 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 chlorine 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 chlorine có chứa những chất nào sau đây:
A. H2O, Cl2, HCl, HClO
B. HCl, HClO
C. Cl2, HCl, H2O
D. Cl2, HCl, HClO
Phương trình hóa học phản ứng
Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO
Do phản ứng thuận nghịch nên thành phần của nước chlorine 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
Để thu được khí Cl2 tinh khiết người ta sử dụng hóa chất H2SO4 đặc
Câu 5. Điều chế chlorine 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
nI2 = 25,4/254 = 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 bromine
B. dung dịch KOH
C. dung dịch HCl
D. nước chlorine
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 chlorine 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.
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. 6,1975
B. 12,395
C. 8,2633
D. 7,437
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
⇒ nHCl = 29,2:36,5 = 0,8 (mol) ⇒ nCl2 = 0,8.5:16 = 0,25
V = 0,25 . 24,79 = 6,1975 (l)
Câu 9. Có các nhận xét sau về clo và hợp chất của chlorine:
1) Nước Javen có khả năng tẩy mầu và sát khuẩn.
2) Cho giấy quì tím vào dung dịch nước chlorine 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.
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
Câu 11. Trong phòng thí nghiệm, khí oxygen được thu bằng phương pháp dời chỗ của nước. Phương pháp này dựa vào tính chất nào sau đây của oxygen?
A. Tan tốt trong nước.
B. Ít tan trong nước.
C. Tính oxi hóa mạnh.
D. Nặng hơn không khí.
Câu 12. Người ta thu khí oxygen bằng cách đẩy không khí là dựa vào tính chất nào?
A. Oxygen tan trong nước
B. Oxygen nặng hơn không khí
C. Oxygen không mùi, màu, vị
D. Khí oxygen dễ trộn lẫn trong không khí
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.
Có các nhận xét sau về clo và hợp chất của chlorine:
1) Đúng vì Tính chất sát trùng và tẩy màu của nước Javen 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 acid 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 Javen.
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
(a) Đúng
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
(b) Đúng
(c) Đúng
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
(d) Sai
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
Câu 15. Cho 3,16 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl (dư), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol HCl bị oxi hoá là
A. 0,05
B. 0,1
C. 0,02
D. 0,16
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
Ta có nKMnO4 = 0,02
HCl có 2 phần, 1 là tạo môi trường, 2 là bị oxi hóa,
Mn7+ + 5e → Mn2+
2Cl- → Cl2 + 2e
bảo toàn e, ta có: nCl- khử = 5nMn7+ = 5. 0,02 = 0,1 mol
=> Số mol HCl bị oxi hóa là 0,1 mol
Tổng số mol HCl tham gia phản ứng là 0,16 mol
Câu 16. Đốt cháy bột Al trong bình khí Cl2 dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn khối lượng chất rắn trong bình tăng 4,26 g. Khối lượng Al đã phản ứng là
A. 2,16 g.
B. 1,62 g.
C. 1,08 g.
D. 3,24 g.
.............................
