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某强酸性反应体系中,反应物和生成物共六种物质:PbO2、PbSO4(难溶盐)、Pb(MnO42(强电解质)、H2O、X(水溶液呈无色)和H2SO4,已知X是一种盐,且0.1mol X在该反应中失去3.01×1023个电子.
(1)写出并配平该反应的化学方程式:
 

(2)若有9.8g H2SO4参加反应,则转移电子的物质的量为
 

(3)如果将该反应设计成原电池.
①请你画出该原电池的装置图,并注明电极材料、电解质溶液名称.
②该电池放电时,正极反应式为
 
分析:(1)X是一种硫酸盐,且0.2mol X在该反应中失去1mol 电子,即1molX在该反应中失去5mol电子,根据元素守恒知,该元素是锰元素,生成物中锰元素是+7价,则X中锰元素显+2价,所以X是MnSO4,根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式;
(2)9.8g H2SO4参加反应,则n(H2SO4)=0.1mol,根据方程式中H2SO4 和电子的关系可求出;
(3)①理论上氧化还原反应都可以设计成原电池,二氧化铅为正极,发生还原反应,惰性电极石墨为负极,+2价锰离子在负极区发生氧化反应;
②二氧化铅为正极,发生还原反应生成Pb2+
解答:解:(1)X是一种硫酸盐,且0.1mol X在该反应中失去0.5mol 电子,即1molX在该反应中失去5mol电子,根据元素守恒知,该元素是锰元素,生成物中锰元素是+7价,则X中锰元素显+2价,所以X是MnSO4,根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式,该反应方程式为:2MnSO4+5PbO2+2H2SO4=Pb(MnO42+4PbSO4+2H2O,
故答案为:2MnSO4+5PbO2+2H2SO4=Pb(MnO42+4PbSO4+2H2O;
(2)9.8g H2SO4参加反应,则n(H2SO4)=0.1mol,由方程式可知:2MnSO4~Pb(MnO42~2H2SO4 ~10mol电子,则0.1molH2SO4反应转移0.5mol电子,
所以有9.8g H2SO4参加反应,则转移电子的物质的量为0.5mol,故答案为:0.5mol;
(3)①理论上氧化还原反应都可以设计成原电池,二氧化铅为正极,发生还原反应,惰性电极石墨为负极,+2价锰离子在负极区发生氧化反应,电池装置如图
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②二氧化铅为正极,发生还原反应生成Pb2+,所以正极反应为:5PbO2+10e-+20H++4SO42-═Pb2++4PbSO4+10H2O,
故答案为:5PbO2+10e-+20H++4SO42-═Pb2++4PbSO4+10H2O.
点评:本题考查了氧化还原反应方程式的配平,原电池原理及电极方程式的书写,综合性较强,难度较大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

某强酸性反应体系中,反应物和生成物共六种物质:O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+.已知该反应中H2O2 只发生了如下过程:H2O2→O2
(1)该反应应选择的酸是:
C
C
(填序号).
A.盐酸    B.浓硫酸    C.稀硫酸    D.醋酸.
(2)该反应中发生还原反应的过程是:
MnO4-
MnO4-
Mn2+
Mn2+

(3)写出该反应配平的离子方程式并标出电子转移的方向和数目:
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2

(4)如果上述反应中有6.72L(标准状况.)气体生成,转移的电子数为
0.6
0.6
mol.
(5)H2O2有时可作为矿业废液消毒剂,如消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN),经以下反应实现:KCN+H2O2+H2O═A+NH3↑,试指出生成物A的化学式为
KHCO3
KHCO3

(6)H2O2还有“绿色氧化剂”的美称,阐明H2O2被称为绿色氧化剂的理由是
H2O2是氧化剂,其产物是H2O,H2O没有毒性及污染性
H2O2是氧化剂,其产物是H2O,H2O没有毒性及污染性

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

自2009年3月起,从墨西哥、美国等国逐渐扩散到全世界的甲型H1N1型流感爆发疫情,引起全球关注和积极应对.防控专家表示,含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可预防甲型H1N1型流感.
(1)过碳酸钠 (化学式2Na2CO3?3H2O2) 俗称固体双氧水,白色结晶颗粒.过碳酸钠溶于水或受热时,分解生成碳酸钠和过氧化氢,是很好的固体氧释放剂.
①请你写出过氧化氢的电子式
,其中氧元素的化合价是
-1
-1

②H2O2有时可作为矿业废物消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称,如消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN),经以下反应实现:
KCN+H2O2+H2O=A+NH3↑,则生成物A的化学式为
KHCO3
KHCO3
,H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是
在反应体系中布引入杂质(或对环境无污染)
在反应体系中布引入杂质(或对环境无污染)

③某强酸性反应体系中,反应物和生成物共六种物质;O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+.已知该反应中H2O2只发生了如下过程:H2O2→O2.写出该反应的离子方程式
2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O

④实验室制O2主要有4种方法,用化学方程式写出任意一种
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2

(2)碳酸钠水溶液显碱性.用离子方程式解释其原因
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
;pH值相同的①碳酸钠溶液、②醋酸钠溶液、③氢氧化钠溶液,其浓度由大到小的顺序是:
②>①>③
②>①>③
(填写序号).
(3)漂白剂亚氯酸钠 (NaClO2) 在常温黑暗处可保存一年.亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为:
HClO2→ClO2↑+H++Cl-+H2O(未配平).在该反应中,当有1molClO2生成时,转移的电子数是
NA
NA
个.
(4)ClO2不稳定,可与NaOH溶液、H2O2反应,转化为较稳定的亚氯酸钠 (NaClO2).该反应的化学方程式为
2ClO2+2NaOH+H2O2═2NaClO2+O2↑+2H2O
2ClO2+2NaOH+H2O2═2NaClO2+O2↑+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可防甲型H1N1流感.
(1)过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂,化学式可表示为Na2CO3?3H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质.
①H2O2有时可作为矿业废液消毒剂,如消除采矿业废液中的氰化物(如NaCN),经以下反应实现:NaCN+H2O2+H2O═A+NH3↑,则生成物A的化学式为
NaHCO3
NaHCO3

②某强酸性反应体系中,反应物和生成物共六种物质:O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+.已知该反应中H2O2只发生了如下过程:H2O2→O2.写出该反应的离子方程式:
2MnO+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2
2MnO+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2

(2)某天然碱的化学式可表示为:aNa2CO3?bNaHCO3?2H2O,取m g天然碱溶于水配成溶液,再向溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系某同学作出了如图所示的A和B曲线,试回答下列问题:
B
B
曲线正确,天然碱的化学式为
Na2CO3?NaHCO3?2H2O
Na2CO3?NaHCO3?2H2O

②加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为
112
112
mL.
(3)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年.亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为:HClO2→ClO2↑+H++Cl-+H2O(未配平).在该反应中,当有1mol ClO2生成时转移的电子个数是
6.02×1023
6.02×1023

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科目:高中化学 来源: 题型:

酸、碱、盐是化学工作者研究的重要领域,请回答下列各小题:
(1)某二元酸H2X的电离方程式是:H2X═H++HX-,HX-?X2-+H+.回答下列问题:
①KHX溶液显
 
(填“酸性”、“碱性”或“中性”).
②若0.1mol?L-1KHX溶液的pH=2,则0.1mol?L-1H2X溶液中氢离子的物质的量浓度
 
(填“<”、“>”或“=”)0.11mol?L-1,理由是
 

③0.01mol?L-1的HCl与0.02mol?L-1的KHX溶液等体积混合液中各离子浓度由大到小的顺序是
 

(2)在25℃下,向浓度均为0.1mol?L-1的FeCl3和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成
 
(填化学式)沉淀.已知25℃时
Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39 mol4?L-4,KsP[Al(OH)3]=1.3×10-33 mol4?L-4
(3)在25℃下,有pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液,其中氢氧化钠溶液的物质的量浓度是
 
,醋酸溶液的物质的量浓度
 
(填“>”、“<”、“=”)氢氧化钠溶液物质的量浓度.将上述两溶液等体积混合,反应后溶液显
 
(填“酸”、“碱”、“中”)性.
(4)某强酸性反应体系中,发生反应:
 
X+
 
PbO2+
 
H2SO4=
 
Pb(MnO42+
 
PbSO4+
 
H2O,已知X是一种硫酸盐,且0.2mol X在该反应中失去1mol 电子,则X的化学式是
 
.请将上述化学方程式配平,把系数填在各物质前的横线上.

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