Question

高錳酸鉀可用于除去地下水的硫化氫異味的原理是生成的硫和二氧化錳等沉淀物可過(guò)濾除去．水體呈弱酸性時(shí)，高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO和MnO₂，且MnO和MnO₂的物質(zhì)的量比為3：1．
（1）寫出并配平上述化學(xué)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向與數(shù)目．KMnO₄+H₂S+H₂SO₄→______在處理飲用水時(shí)，活性炭應(yīng)在高錳酸鉀反應(yīng)結(jié)束后投加，否則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：KMnO₄+C+H₂O→MnO₂+X+K₂CO₃（未配平）
（2）X的化學(xué)式為______．
（3）1mol氧化劑被______（填“氧化”或“還原”）時(shí)，生成______mol氧化產(chǎn)物．

Answer 1

解：（1）由題目信息可知，KMnO₄、H₂S、H₂SO₄反應(yīng)生成S、MnO、MnO₂，同時(shí)還生成K₂SO₄、H₂O，生成MnO和MnO₂的物質(zhì)的量比為3：1，令MnO和MnO₂的系數(shù)分別為為3、1，電子轉(zhuǎn)移守恒可知S的系數(shù)為=9，根據(jù)原子守恒可知，KMnO₄系數(shù)為4，H₂S系數(shù)為9，K₂SO₄的系數(shù)為2，H₂SO₄的系數(shù)為2，H₂O的系數(shù)為11，配平后方程式為：4KMnO₄+9H₂S+2H₂SO₄=9S+3MnO+MnO₂+2K₂SO₄+11H₂O，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為9×[0-（-2）]=18，故配平化學(xué)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向與數(shù)目為：，
故答案為：；
（2）反應(yīng)中KMnO₄→Mn0₂，Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+4價(jià)，共降低變化3價(jià)，C→K₂CO₃，C元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+4價(jià)，共升高4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為12，故KMnO₄系數(shù)為4，C的系數(shù)為3，由C、K的原子數(shù)目關(guān)系可知K₂CO₃系數(shù)為1，故X含有+4價(jià)的C原子、且C原子與K原子之比為1：1，故X為KHCO₃，
故答案為：KHCO₃；
（3）反應(yīng)中KMn0₄是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，被還原，1molKMn0₄被還原，氧化產(chǎn)物為KHCO₃、K₂CO₃，每摩爾KHCO₃、K₂CO₃都含1molC原子，令生成的氧化產(chǎn)物為amol，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有1mol×（7-4）=amol×（4-0），解得a=0.75，
故答案為：還原；0.75．
分析：（1）由題目信息可知，KMnO₄、H₂S、H₂SO₄反應(yīng)生成S、MnO、MnO₂，同時(shí)還生成K₂SO₄、H₂O，生成MnO和MnO₂的物質(zhì)的量比為3：1，令MnO和MnO₂的系數(shù)分別為為3、1，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算S的系數(shù)，再根據(jù)原子守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù)，據(jù)此解答．
（2）根據(jù)氧化還原法配平KMn0₄、C的系數(shù)，再根據(jù)元素守恒確定X的化學(xué)式；
（3）反應(yīng)中KMn0₄是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，被還原；
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成的氧化物的物質(zhì)的量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算、配平、基本概念，難度中等，（2）中X的判斷為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，實(shí)質(zhì)是考查氧化還原反應(yīng)的配平．