Question

氧化還原反應在生產、生活中應用廣泛，酸性KMnO₄、H₂O₂、Fe（NO₃）₃是重要的氧化劑．用所學知識回答問題：
（1）在稀硫酸中，KMnO₄能將H₂C₂O₄氧化為CO₂．該反應的化學方程式為

 

，反應中消耗1mol的MnO₄^-時轉移電子數為

 

．
（2）測定KMnO₄樣品的純度可用標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，取0.474gKMnO₄樣品溶解酸化后，用0.100mol/L標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，滴定至終點的現象是

 

．實驗中，滴定至終點時消耗Na₂S₂O₃溶液12.00mL，則該樣品中KMnO₄的純度是

 

．（有關離子方程式為：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O）
（3）Mg-H₂O₂酸性電池采用海水作電解質溶液（加入一定量的稀硫酸），該電池的負極材料是

 

，正極的反應式為

 

．
（4）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黃色變?yōu)闇\綠色，過一會又變?yōu)樽攸S色．溶液先變?yōu)闇\綠色的離子方程式是

 

，又變?yōu)樽攸S色的原因是

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應,化學電源新型電池

專題：氧化還原反應專題,電化學專題

分析：（1）在稀硫酸中，KMnO₄能將H₂C₂O₄氧化為CO₂，自身被還原生成MnSO₄，同時溶液中還生成K₂SO₄、H₂O
，據此書寫方程式，根據MnO₄^-和轉移電子數轉移電子之間的關系式計算；
（2）測定KMnO₄樣品的純度可用標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，取0.474gKMnO₄樣品溶解酸化后，用0.100mol/L標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，滴定至終點時，溶液紫紅色褪去且30秒內顏色不再變化；
根據方程式中 MnO₄^-、S₂O₃^2-之間的關系式計算；
（3）該裝置構成原電池，Mg易失電子作負極，正極上雙氧水得電子發(fā)生還原反應；
（4）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黃色變?yōu)闇\綠色，鐵離子和亞硫酸根離子反應生成亞鐵離子導致溶液呈淺綠色；硝酸能將亞鐵離子氧化生成鐵離子．

解答： 解：（1）在稀硫酸中，KMnO₄能將H₂C₂O₄氧化為CO₂，自身被還原生成MnSO₄，根據原子守恒知，同時溶液中還生成K₂SO₄、H₂O，所以該反應方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，根據MnO₄^-和轉移電子數轉移電子之間的關系得轉移電子數=1mol×（7-2）×N_A/mol=5N_A，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；3.01×10²⁴或5N_A；
（2）測定KMnO₄樣品的純度可用標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，取0.474gKMnO₄樣品溶解酸化后，用0.100mol/L標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，滴定至終點時，溶液紫紅色褪去且30秒內顏色不再變化；
根據方程式中 8MnO₄^-----5S₂O₃^2-得n（KMnO₄）=

0.100mol/L×0.012L

5

×8=0.00192mol，m（KMnO₄）=158g/mol×0.00192mol=0.3034g，質量分數=

0.3034g

0.474g

×100%=64%，
故答案為：紫紅色溶液褪為無色，且30秒內顏色不再變化；64%；
（3）該裝置構成原電池，Mg易失電子作負極，正極上雙氧水得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O，故答案為：Mg；H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；
（4）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黃色變?yōu)闇\綠色，鐵離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子導致溶液呈淺綠色，離子方程式為2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；酸性條件下，硝酸根離子具有強氧化性，所以硝酸能將亞鐵離子氧化生成鐵離子，則溶液又變?yōu)辄S色，
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；H⁺與NO₃^-組成的硝酸把Fe²⁺氧化．

點評：本題考查了氧化還原反應，明確方程式中各個物理量之間的關系即可解答，注意（4）中硝酸根離子只有酸性條件下具有強氧化性，為易錯點．