Question

4．在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能發(fā)生氧化還原反應(yīng)．
氧化反應(yīng)：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
還原反應(yīng)：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O
（1）寫出該氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（2）反應(yīng)中氧化劑是KMnO₄；被氧化元素是氧；若有0.5mol H₂O₂參加此反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移個數(shù)為6.02×10²³．
（3）若KMnO₄的量不足，在Mn²⁺的催化作用下，H₂O₂仍能分解，分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；這時若有0.5mol H₂O₂發(fā)生分解，電子轉(zhuǎn)移個數(shù)為3.01×10²³．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)電子守恒，合并書寫離子方程式；
（2）根據(jù)元素化合價變化判斷氧化劑，元素化合價降低的物質(zhì)做氧化劑，元素化合價升高做還原劑被氧化，依據(jù)離子方程式計算電子轉(zhuǎn)移數(shù)；
（3）錳離子催化過氧化氫分解生成水和氧氣，依據(jù)分解反應(yīng)計算電子轉(zhuǎn)移數(shù)．

解答 解：（1）在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：
①氧化反應(yīng)：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
②還原反應(yīng)：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O
①×5+②×2得到：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
故答案為：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（2）依據(jù)反應(yīng)中化合價降低的元素是錳元素，從+7價降到+2價，所以氧化劑是KMnO₄，過氧化氫中氧元素化合價從-1價升高到0價，做還原劑被氧化，若有0.5mol H₂O₂參加此反應(yīng)，根據(jù)離子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；可知轉(zhuǎn)移電子數(shù)1mol，轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為6.02×10²³；故答案為：KMnO₄，氧，6.02×10²³；
（3）若KMnO₄的量不足，在Mn²⁺的催化作用下，H₂O₂仍能分解，分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； H₂O₂發(fā)生分解，氧元素化合價從-1價變化為0價和-2價，每2mol過氧化氫反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為2mol，若有0.5mol H₂O₂發(fā)生分解，則轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為0.5mol，即轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為3.01×10²³；
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 3.01×10²³．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)的離子方程式書寫，氧化還原反應(yīng)的概念分析判斷，反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的計算，難度中等．