Question

KMnO₄的氧化性隨pH的減小而增大．其在酸性介質中還原產物是Mn²⁺；在中性或堿性介質中還原產物主要是MnO₂．
（1）應該在______（選填“酸性”、“堿性”或“中性”）介質中制備KMnO₄．
（2）在亞硫酸溶液中滴入酸性KMnO₄溶液．將該反應的氧化劑、還原劑和配平后的系數填入正確位置，并標出電子轉移的方向和數目______．
（3）三氯乙烯（C₂HCl₃）是地下水有機污染物的主要成分，研究顯示在地下水中加入KMnO₄溶液可將其中的三氯乙烯除去，氧化產物只有CO₂，寫出反應的化學方程式______．
（4）加入過量的KMnO₄才能將水中的三氯乙烯徹底除去．已知n（KMnO₄）：n（C₂HCl₃）=5：1時，水樣中的三氯乙烯基本完全去除．某地下水樣品中三氯乙烯的質量濃度為1×10^-4g/L，計算每處理1m³該地下水，需KMnO₄______ g．

Answer 1

解：（1）KMnO₄的氧化性隨pH的減小而增大，制備KMnO₄時應使得它成弱氧化性，所以在堿性介質中制備KMnO₄，故答案為：堿性；
（2）在亞硫酸溶液中滴入酸性KMnO₄溶液，KMnO₄是氧化劑，亞硫酸是還原劑，該反應中化合價的變化為：KMnO₄→MnSO₄，Mn元素由+7價→+2價，一個KMnO₄分子得5個電子；H₂SO₃→H₂SO₄，S元素由+4價→+6價，一個H₂SO₃失去2個電子，得失電子的最小公倍數為10，所以KMnO₄的計量數為2，H₂SO₃的計量數為5，即氧化劑和還原劑的定量關系為：2KMnO₄+5H₂SO₃，依據化合價變化和電子守恒得到電子轉移為10e^-，故答案為：；
（3）KMnO₄溶液與三氯乙烯反應，根據信息產物有MnO₂，CO₂，根據原子守恒產物也有：KCl，HCl，該反應中化合價的變化為：KMnO₄→MnO₂，Mn元素由+7價→+4價，一個KMnO₄分子得3個電子；C₂HCl₃→CO₂，C元素由+1價→+4價，一個C₂HCl₃失去6個電子，得失電子的最小公倍數為6，所以KMnO₄的計量數為2，H₂SO₃的計量數為1，結合原子守恒配平方程式得：C₂HCl₃2KMnO₄+C₂HCl₃═2KCl+2CO₂↑+2MnO₂+HCl，故答案為：2KMnO₄+C₂HCl₃═2KCl+2CO₂↑+2MnO₂+HCl；
（4）由關系式：5KMnO₄ ～C₂HCl₃
790 131.5
m （KMnO₄） 1000L×1×10^-4g/L
=，解得 m （KMnO₄）=0.6 g，故答案為：0.6．
分析：（2）根據KMnO₄的氧化性隨pH的減小而增大，制備KMnO₄時應使得它成弱氧化性；
（2）根據化合價變化結合氧化劑與還原劑之間電子守恒標注轉移電子；
（3）根據題目信息，原子守恒確定產物，再根據氧化還原反應中得失電子數相等結合原子守恒配平方程式；
（4）根據氧化還原反應中n（KMnO₄）：n（C₂HCl₃）=5：1時，水樣中的三氯乙烯基本完全去除來計算．
點評：本題主要考查了氧化還原反應中電子得失守恒以及化學計算，難度中等，根據電子得失相等是氧化還原配平的依據．