Question

氧化還原反應在生產、生話中應用廣泛，酸性KMnO₄、H₂O₂、Fe（NO₃）₃是重要的氧化劑．用所學知識同答問題：
（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）取300mL 0.2mol/L的KI溶液與一定量的酸性KMnO₄溶液恰好反應，生成等物質的量的I₂和KIO₃，則消耗KMnO₄的物質的量的是

 

mol．
（3）測定KMnO₄樣品的純度可用標準Na₂S₂O₃溶液進行滴定，取0.474g  KMnO₄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
（4）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

 

．
（5）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：氧化還原反應的計算,化學電源新型電池,中和滴定,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題,氧化還原反應專題

分析：（1）酸性條件下KMnO₄與H₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應生成MnSO₄和CO₂，反應中Mn元素化合價由+7價降低到+2價；
（2）n（KI）=0.06mol，與一定量的酸性KMnO₄溶液恰好反應，生成等物質的量的I₂和KIO₃，則n（I₂）=n（KIO₃）=0.02mol，結合化合價的變化計算轉移的電子的數目，可計算消耗KMnO₄的物質的量；
（3）高錳酸鉀溶液為紫紅色，滴定終點時，溶液變?yōu)闊o色，n（Na₂S₂O₃）=0.012L×0.100mol/L=0.0012mol，結合反應的離子方程式計算；
（4）Mg-H₂O₂酸性電池，鎂為負極，被氧化，正極發(fā)生還原反應，H₂O₂被還原生成H₂O；
（5）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黃色變?yōu)闇\綠色，原因是Fe³⁺與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應生成Fe²⁺和SO₄^2-，反應后溶液呈酸性，則在酸性條件下NO₃^-與Fe²⁺反應生成Fe³⁺，過一會又變?yōu)樽攸S色．

解答： 解：（1）酸性條件下KMnO₄與H₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應生成MnSO₄和CO₂，反應的化學方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，
反應中Mn元素化合價由+7價降低到+2價，反應中消耗1mol的MnO₄^-時轉移電子5mol，則電子數為5N_A=3.01×10²⁴，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；3.01×10²⁴（或5N_A）；
（2）n（KI）=0.06mol，與一定量的酸性KMnO₄溶液恰好反應，生成等物質的量的I₂和KIO₃，則n（I₂）=n（KIO₃）=0.02mol，共失去電子的物質的量為2×0.02mol+0.02mol×[5-（-1）]=0.16mol，則消耗KMnO₄的物質的量的是

0.16mol

7-2

=0.032mol，
故答案為：0.032；
（3）高錳酸鉀溶液為紫紅色，滴定終點時，溶液變?yōu)闊o色，且30秒內顏色不再變化，
n（Na₂S₂O₃）=0.012L×0.100mol/L=0.0012mol，
8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O
8      5
n      0.0012mol
n=

0.0012mol×8

5

=0.00192mol，
m（KMnO₄）=0.00192mol×158g/mol=0.30336g，
ω（KMnO₄）=

0.30336g

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%（或0.64）；
（4）Mg-H₂O₂酸性電池，鎂為負極，被氧化，正極發(fā)生還原反應，H₂O₂被還原生成H₂O，正極反應式為H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O，
故答案為：鎂；H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；
（5）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黃色變?yōu)闇\綠色，原因是Fe³⁺與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應生成Fe²⁺和SO₄^2-，反應的離子方程式為2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺，反應后溶液呈酸性，則在酸性條件下NO₃^-與Fe²⁺反應生成Fe³⁺，過一會又變?yōu)樽攸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：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應以及物質的含量的測定，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型，注意根據反應的相關化學方程式或離子方程式解答該題，難度中等．