Question

高錳酸鉀和二氧化錳是中學化學常用的化學試劑。根據下面相關的信息回答下列問題：

（1）已知：

②

錳有多種化合價，如+7、十6、+4、+2價等，在中性溶液里高錳酸鉀的還原產物為      （填化學式）。

（2）查閱相關資料：發生如下反應（反應未配平）：

已知在高錳酸鉀固體表面滴加濃鹽酸，發生的半反應為

如果在盛有氯化錳溶液的試管中加入適量XeO₃，振蕩試管，可能觀察到的現象是      。

（3）已知草酸（H₂C₂O₄）為二元弱酸，取少量草酸晶體溶于酸性高錳酸鉀溶液，溶液的紫色褪去。

寫出該反應的離子方程式               。

（4）MnO₂是一種重要的無機功能材料，制備MnO₂的方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液，陽極的電極反應式為        。現以鉛蓄電池為電源電解酸化的MnSO₄溶液，如圖所示，鉛蓄電池的總反應方程式為        ，當蓄電池中有4mol H⁺被消耗時，則電路中通過的電子的物質的量為       ，MnO₂的理論產量為      g。

 

 

Answer 1

【答案】

（14分，每空2分）（1）MnO₂  （2）無色溶液變為紫（或紫紅）色，并產生氣體（黃綠色氣體）

（3）2MnO₄^－＋5HC₂O₄＋6H^＋＝10CO₂↑＋2Mn^2＋＋8H₂O

（4）Mn^2＋－2e^－＋2H₂O＝MnO₂＋4H^＋   Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄＝2PbSO₄＋2H₂O  2mol  87

【解析】

試題分析：（1）根據反應①②可知，在堿性溶液中MnO₄^－被還原生成物是MnO₄^2－，在酸性溶液中MnO₄^－被還原生成物是Mn^2＋，即溶液的酸性越強，還原產物中Mn的化合價越低，所以在中性溶液中，MnO₄^－被還原生成物是MnO₂。

（2）根據已知反應可知，XeO₃能把Mn^2＋氧化生成MnO₄^－。又因為氯離子的還原性強于Mn^2＋的還原性，所以反應中還有氯氣生成，因此可能觀察到的現象是無色溶液變為紫（或紫紅）色，并產生氣體（黃綠色氣體）。

（3）草酸晶體溶于酸性高錳酸鉀溶液，溶液的紫色褪去，這說明草酸具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成CO₂，所以反應的離子方程式是2MnO₄^－＋5HC₂O₄＋6H^＋＝10CO₂↑＋2Mn^2＋＋8H₂O。

（4）電解池中陽極失去電子，發生氧化反應，則Mn^2＋在陽極失去電子，發生氧化反應，因此陽極電極反應式是Mn^2＋－2e^－＋2H₂O＝MnO₂＋4H^＋。鉛蓄電池中負極是Pb，正極是PbO₂，所以鉛蓄電池的總反應方程式為Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄＝2PbSO₄＋2H₂O。所以根據方程式可知，當蓄電池中有4mol H⁺被消耗時，則電路中通過的電子的物質的量為2mol。根據電子得失守恒可知，陽極生成1mol MnO₂，質量是87g。

考點：考查氧化還原反應的判斷、方程式的書寫、實驗現象分析、以及電化學原理的應用和有關計算