Question

18．高錳酸鉀（KMnO₄）和過氧化氫（H₂O₂）是兩種典型的氧化劑．
（1）H₂O₂的結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H．
（2）下列物質(zhì)中能使酸性KMnO₄溶液褪色的是AD（填選項字母）．
A．臭堿（Na₂S）  B．小蘇打（NaHCO₃）
C．水玻璃（Na₂SiO₃） D．酒精（C₂H₅OH）
（3）高錳酸鉀、雙氧水、活性炭常用于飲用水的處理，但三者聯(lián)合作用時必須有先后順序．
①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)：MnO${\;}_{4}^{-}$+5e^-+8H⁺-→Mn²⁺+4H₂O
寫出該氧化還原反應(yīng)的離子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
②在處理飲用水時，活性炭應(yīng)在高錳酸鉀反應(yīng)結(jié)束后投加，（1）請將下列五種物質(zhì)：KBr、Br₂、I₂、KI、K₂SO₄分別填入下列橫線上，組成一個未配平的化學(xué)方程式：
KBrO₃+KI+H₂SO₄-→I₂+Br₂+K₂SO₄+KBr+H₂O．
（2）如果該化學(xué)方程式中I₂和KBr的化學(xué)計量數(shù)分別是8和1，則
①Br₂的化學(xué)計量數(shù)是1；
②請將反應(yīng)物的化學(xué)式及配平后的化學(xué)計量數(shù)填入下列相應(yīng)的位置中：□KBrO₃+□KI+□H₂SO₄→□
③若轉(zhuǎn)移10mol e^-，則反應(yīng)后生成I₂的物質(zhì)的量為5mol．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂分子結(jié)構(gòu)中含有非極性共價鍵O-O，結(jié)合共價鍵的形成理論可寫出H₂O₂的結(jié)構(gòu)式；
（2）酸性KMnO₄溶液具有強氧化性，是典型的強氧化劑，能使其褪色的物質(zhì)必須具備較強還原性，只要判斷選項中各物質(zhì)是否有強還原性即可；
（3）①結(jié)合氧化還原反應(yīng)的電子守恒規(guī)律，調(diào)整氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的系數(shù)再加合就可以得到反應(yīng)的離子方程式；
②（1）分析所給五種物質(zhì)所含元素的化合價，可知Br₂是KBrO₃的反應(yīng)產(chǎn)物，此過程發(fā)生了還原反應(yīng)，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的“有升必有降”的原則可知KI是反應(yīng)物，對應(yīng)的氧化產(chǎn)物是I₂，剩下的另二種物質(zhì)也是產(chǎn)物了；
（2）I₂的系數(shù)是8，說明還原劑共升高16價（或失16e^-），結(jié)合升降守恒（或得失守恒），可知還原產(chǎn)物Br₂和KBr的系數(shù)，再結(jié)合原子守恒可配平此反應(yīng)方程式．

解答 解：（1）H₂O₂分子結(jié)構(gòu)中含有非極性共價鍵O-O，另外H與O形成H-O鍵，可知H₂O₂的結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，故答案為：H-O-O-H；
（2）硫化鈉和乙醇有較強還原性，能使強氧化性的酸性KMnO₄溶液褪色，故答案為：AD；
（3）①根據(jù)氧化還原的電子守恒規(guī)律，將氧化反應(yīng)的系數(shù)乘5，還原反應(yīng)的系數(shù)乘2，再相加可得反應(yīng)方程式：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
②（1）分析所給五種物質(zhì)所含元素的化合價，可知Br₂是KBrO₃的反應(yīng)產(chǎn)物，此過程發(fā)生了還原反應(yīng)，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的“有升必有降”的原則可知KI是反應(yīng)物，對應(yīng)的氧化產(chǎn)物是I₂，剩下的另二種物質(zhì)也是產(chǎn)物了，可得未配平的化學(xué)方程式：KBrO₃+KI+H₂SO₄-→I₂+Br₂+K₂SO₄+KBr+H₂O，
故答案為：KI；I₂；Br₂；K₂SO₄；KBr；
（2）①I₂的化學(xué)計量數(shù)是8，說明還原劑共失16e^-，KBr的化學(xué)計量數(shù)是1，說明生成KBr共得6e^-，則生成另一還原產(chǎn)物Br₂應(yīng)得10e^-，因Br從+5價降為了0價，每生成一個Br₂得10e^-，故Br₂的化學(xué)計量數(shù)是1，故答案為：1；
②結(jié)合原子守恒和電子守恒可配平化學(xué)方程式：3KBrO₃+16KI+9H₂SO₄═8I₂+Br₂+9K₂SO₄+KBr+9H₂O，故答案為：3；16；KI；9；
③結(jié)合元素化合價的變化，每生成一個I₂分子轉(zhuǎn)移2e^-，現(xiàn)轉(zhuǎn)移10mol e^-，則反應(yīng)后生成I₂的物質(zhì)的量為10mol÷2=5mol，故答案為：5 mol．

點評 本題考查分析氧化還原反應(yīng)，涉及氧化還原反應(yīng)的配平與電子轉(zhuǎn)移，難度中等，電子守恒是解題的關(guān)鍵．