Question

19．KMnO₄是一種典型的強(qiáng)氧化劑．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室中可用已知濃度的酸性高錳酸鉀溶液滴定含F(xiàn)e²⁺的溶液，從而測(cè)定溶液中Fe²⁺的濃度，離子反應(yīng)方程式如下，請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)填上缺少的反應(yīng)物，并配平：
5Fe²⁺+1MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+1Mn²⁺+4H₂O
（2）在稀硫酸中，MnO₄^-和H₂O₂也能發(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+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O．
反應(yīng)中若有0.5 mol H₂O₂參加此反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為N_A．
②實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入的少量KMnO₄完全反應(yīng)后，H₂O₂仍能發(fā)生反應(yīng)快速放出氣體．其可能的原因是還原產(chǎn)物Mn²⁺催化H₂O₂分解生成氧氣．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)給出反應(yīng)可知，二價(jià)鐵離子被氧化為三價(jià)鐵離子，1mol二價(jià)鐵離子參加反應(yīng)失去1mol電子，高錳酸根離子被還原為二價(jià)錳離子，1mol高錳酸根離子參加反應(yīng)得到5mol電子，依據(jù)得失電子守恒結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒規(guī)律書寫方程式；
（2）①氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)等于還原劑失去電子總數(shù)，為使得失電子總數(shù)相對(duì)，氧化反應(yīng)整體5，還原反應(yīng)整體乘以2，相加即可得到總反應(yīng)方程式；
依據(jù)氧化反應(yīng)：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑計(jì)算若有0.5 mol H₂O₂參加此反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)；
②依據(jù)雙氧水分解生成水和氧氣，考慮二價(jià)錳離子在反應(yīng)中起到催化劑作用．

解答 解：（1）依據(jù)給出反應(yīng)可知，二價(jià)鐵離子被氧化為三價(jià)鐵離子，1mol二價(jià)鐵離子參加反應(yīng)失去1mol電子，高錳酸根離子被還原為二價(jià)錳離子，1mol高錳酸根離子參加反應(yīng)得到5mol電子，依據(jù)得失電子守恒，二價(jià)鐵離子系數(shù)為，5，高錳酸根離子系數(shù)為1，三價(jià)鐵離子系數(shù)為5，二價(jià)錳離子系數(shù)為1，結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒，反應(yīng)方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5、1、8H⁺、5、1、4；
（2）①氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)等于還原劑失去電子總數(shù)，為使得失電子總數(shù)相對(duì)，氧化反應(yīng)整體5，還原反應(yīng)整體乘以2，相加即可得到總反應(yīng)離子方程式：2MnO₄+8H⁺+5H₂O₂═5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式為：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O；
依據(jù)氧化反應(yīng)：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
              1   2
             0.5mol 1mol
所以反應(yīng)中若有0.5 mol H₂O₂參加此反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為：N_A；
故答案為：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O；N_A；
②實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入的少量KMnO₄完全反應(yīng)后，H₂O₂仍能發(fā)生反應(yīng)快速放出氣體，可能原因：還原產(chǎn)物Mn²⁺催化H₂O₂分解生成氧氣；
故答案為：還原產(chǎn)物Mn²⁺催化H₂O₂分解生成氧氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)，涉及氧化還原反應(yīng)方程式配平，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算，明確氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度不大．