so2与酸性高锰酸钾反应方程式
【so2与酸性高锰酸钾反应方程式】在化学实验中,二氧化硫(SO₂)与酸性高锰酸钾(KMnO₄)的反应是一个典型的氧化还原反应。该反应常用于检验SO₂的存在或测定其浓度,具有重要的理论和实际意义。
一、反应原理总结
SO₂是一种常见的还原性气体,在酸性条件下能够被强氧化剂如高锰酸钾氧化。而高锰酸钾在酸性环境中具有较强的氧化能力,能将SO₂氧化为硫酸根离子(SO₄²⁻),自身则被还原为Mn²⁺。整个反应过程中伴随着颜色的变化,由紫色变为无色,是判断反应是否发生的直观依据。
二、反应方程式
该反应的化学方程式如下:
$$
5SO_2 + 2KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 2H_2SO_4
$$
三、反应条件与现象
| 项目 | 内容 |
| 反应物 | SO₂(气体)、KMnO₄(酸性溶液) |
| 反应条件 | 酸性环境(通常加入稀硫酸) |
| 反应现象 | 溶液由紫色逐渐变为无色 |
| 产物 | MnSO₄、K₂SO₄、H₂SO₄ |
四、反应机理简述
在酸性条件下,高锰酸钾中的MnO₄⁻被还原为Mn²⁺,而SO₂被氧化为SO₄²⁻。具体过程如下:
- 还原半反应:
$$
MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O
$$
- 氧化半反应:
$$
SO_2 + 2H_2O \rightarrow SO_4^{2-} + 4H^+ + 2e^-
$$
通过配平电子转移数目,最终得到总反应式。
五、应用与注意事项
1. 应用:
- 用于检测SO₂气体的存在。
- 在废水处理中,可用于去除SO₂等还原性物质。
2. 注意事项:
- 实验应在通风良好的环境中进行,避免吸入有毒气体。
- 高锰酸钾具有强氧化性,操作时需佩戴防护用具。
综上所述,SO₂与酸性高锰酸钾的反应是一个典型的氧化还原反应,具有明确的反应方程式和可观察的现象,广泛应用于化学分析和环境保护领域。
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