Question

16．稀有气体元素Xe（氙）形成的一种化合物XeO₃极不稳定，易转化为单质而使XeO₃呈强氧化性．现将适量的XeO₃投入30mL Mn²⁺浓度为0.1mol/L的溶液中，恰好完全反应，放出唯一气体是Xe单质，其在标准状况下的体积为56mL，在反应过程中溶液的pH不断减小．
（1）已知Mn²⁺在不同的条件下，可被氧化为+4、+6、+7等不同价态，依据题目所给的数据推算氧化后锰元素的化合价．
（2）若将反应后的溶液稀释到90mL，求稀释后溶液的pH．

Answer 1

分析 n（XeO₃）=n（Xe）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，n（Mn²⁺）=0.03L×0.1mol/L=0.003mol，结合氧化还原反应得失电子数目相等可确定Mn²⁺的氧化产物，进而书写反应的离子方程式，根据离子方程式计算．

解答 解：（1）n（XeO₃）=n（Xe）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，n（Mn²⁺）=0.03L×0.1mol/L=0.003mol，令Mn²⁺氧化产物的化合价为+x，
0.0025mol×（6-0）=0.003mol×（x-2），
x=7，
答：氧化后锰元素的化合价为+7；
（2）由化合价的变化可知反应的离子方程式为5XeO₃+6Mn²⁺+9H₂O=6MnO₄^-+5Xe↑+18H⁺，
由反应的离子方程式可知生成的n（H⁺）=0.0025mol×$\frac{18}{5}$=0.009mol，则c（H⁺）=$\frac{0.009mol}{0.09L}$=0.1mol/L，pH=1，
答：稀释后溶液的pH为1．

点评 本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念、计算的考查，注意从化合价角度和习题信息角度分析，题目难度不大．