【二氧化硫与高锰酸钾反应方程式】二氧化硫(SO₂)是一种常见的还原性气体,而高锰酸钾(KMnO₄)是一种强氧化剂。在酸性条件下,两者会发生明显的氧化还原反应,生成硫酸盐、二氧化锰等产物。该反应常用于定性分析和定量测定中,具有重要的实验意义。
一、反应原理简述
在酸性环境中,高锰酸钾的紫色会因被还原而褪色,同时二氧化硫被氧化为硫酸根离子(SO₄²⁻)。此反应属于典型的氧化还原反应,其中:
- 高锰酸钾(KMnO₄):作为氧化剂,被还原为Mn²⁺或MnO₂(取决于溶液的酸度);
- 二氧化硫(SO₂):作为还原剂,被氧化为硫酸根离子(SO₄²⁻)。
二、反应方程式
在酸性条件下(如加入稀硫酸),反应如下:
$$
5\text{SO}_2 + 2\text{KMnO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{SO}_4
$$
简化为离子方程式:
$$
5\text{SO}_2 + 2\text{MnO}_4^- + 6\text{H}^+ \rightarrow 2\text{Mn}^{2+} + 5\text{SO}_4^{2-} + 3\text{H}_2\text{O}
$$
三、反应现象
- 溶液由紫色逐渐变为无色,表明高锰酸钾被还原;
- 反应过程中可能有气泡产生,说明二氧化硫被氧化;
- 若反应完全,最终溶液中主要含有硫酸盐和硫酸。
四、反应条件
条件 | 说明 |
酸性环境 | 常用稀硫酸(H₂SO₄)提供H⁺离子 |
温度 | 常温即可进行,加热可加快反应速率 |
浓度 | 二氧化硫浓度越高,反应越剧烈 |
氧化剂浓度 | 高锰酸钾浓度影响反应终点 |
五、反应应用
1. 定性分析:用于检测二氧化硫的存在;
2. 定量分析:通过滴定法测定SO₂含量;
3. 工业用途:在废气处理中用于去除SO₂;
4. 教学实验:常见于中学及大学化学实验课程。
六、总结对比表
项目 | 内容 |
反应物 | SO₂ 和 KMnO₄ |
反应类型 | 氧化还原反应 |
反应条件 | 酸性环境(如H₂SO₄) |
主要产物 | MnSO₄、K₂SO₄、H₂SO₄ |
现象 | 溶液由紫色变无色 |
应用领域 | 分析化学、环保、教学实验 |
通过以上内容可以看出,二氧化硫与高锰酸钾的反应是一个典型的氧化还原过程,不仅在理论上有重要意义,在实际应用中也具有广泛价值。了解其反应机理和条件,有助于更好地掌握化学反应的基本规律。