Question

3．过氧化氢在二氧化锰作用下分解放出氧气的反应机理如下：
①MnO₂+H₂O₂+2H⁺→Mn²⁺+O₂↑+2H₂O
②Mn²⁺+H₂O₂→MnO₂+2H⁺
（1）下列说法正确的是D
A、H₂O₂在①是氧化剂，在②中是还原剂
B、Mn²⁺在①中是还原产物，在②中是氧化产物
C、在①中每生成1mol O₂ 转移的电子数为2.408×10²⁴
D、在二氧化锰催化作用下，1mol H₂O₂分解生成0.5mol O₂
（2）在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能发生氧化还原反应，紫红色溶液退去成为无色溶液
①写出并配平该氧化还原反应的化学方程式：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0．
②反应中氧化剂是KMnO₄；被氧化元素是氧元素；若有0.5mol H₂O₂参加此反应，电子转移个数为N_A．
（3）有人说过氧化氢可视为二元弱酸，则其电离方程式为H₂O₂?HO₂^-+H⁺，HO₂^-?H⁺+O₂^2-；把过氧化氢滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液颜色褪去，其原因有两种说法，一种认为过氧化氢的酸性起作用，另一种说法认为过氧化氢的票百姓，你的实验验证方法和结论是在褪色后的溶液中，加入适量的NaOH溶液，若又出现红色，则第一同学的观点正确；若未出现红色，则另一同学的观点正确；
（4）还有人说过氧化氢有漂白性是因为它有氧化性性质．过氧化氢分子是极性分子，其分子空间构型是不对称（填对称或不对称）．

Answer 1

分析 （1）①MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合价降低，过氧化氢中O元素的化合价升高；
②Mn²⁺+H₂O₂=MnO₂+2H⁺中，Mn元素的化合价升高，O元素的化合价降低，以此来解答；
（2）由H₂O₂→O₂知，双氧水在反应中作还原剂，所以还必须有氧化剂参加反应，在反应中得电子化合价降低，根据化合价知，高锰酸根离子作氧化剂，还原产物是锰离子，同时反应后生成水，
①反应的化学方程式为：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0；
②反应中氧化剂是 KMnO₄；被氧化元素是氧元素；若有0.5mol H₂O₂参加此反应，电子转移个数为0.5×2N_A；
（3）H₂O₂为二元弱酸分步电离；如是酸碱中和，可在褪色后再加入碱，观察溶液是否变红；
（4）过氧化氢具有氧化性而漂白性，过氧化氢是极性分子，正负电荷中心不重合．

解答 解：（1）①MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合价降低，过氧化氢中O元素的化合价升高；
②Mn²⁺+H₂O₂=MnO₂+2H⁺中，Mn元素的化合价升高，O元素的化合价降低，
A．H₂O₂在①中是还原剂，在②中是氧化剂，故A错误；
B．Mn²⁺在①中是还原产物，在②中是还原剂，故B错误；
C．由元素的化合价升降可知，在①中每生成1 molO₂，转移1mol×2×（1-0）=2mo电子l，转移的电子数为1.204×10²⁴，故C错误；
D．反应①+②可得2H₂O₂=2H₂O+O₂↑，在二氧化锰催化作用下，1 mol H₂O₂分解生成0.5molO₂，故D正确；
故选D；（2）由H₂O₂→O₂知，双氧水在反应中作还原剂，所以还必须有氧化剂参加反应，在反应中得电子化合价降低，根据化合价知，高锰酸根离子作氧化剂，还原产物是锰离子，同时反应后生成水，
①反应的化学方程式为：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0，故答案为：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0；
②反应中氧化剂是 KMnO₄；被氧化元素是氧元素；若有0.5mol H₂O₂参加此反应，电子转移个数为0.5×2N_A，故答案为：KMnO₄；氧元素；N_A；
（3）H₂O₂为二元弱酸，其酸性比碳酸弱，水溶液中分步电离，电离方程式为：H₂O₂?HO₂^-+H+，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，如是酸碱中和，可在褪色后再加入碱，观察溶液是否变红，若变红，则第一同学的观点正确；若未出现红色，则另一同学的观点正确，故答案为：H₂O₂?HO₂^-+H⁺，HO₂^-?H⁺+O₂^2-；在褪色后的溶液中，加入适量的NaOH溶液，若又出现红色，则第一同学的观点正确；若未出现红色，则另一同学的观点正确；
（4）过氧化氢具有氧化性而漂白性，过氧化氢是极性分子，正负电荷中心不重合，故答案为：氧化性；不对称．

点评 本题考查氧化还原反应，明确反应中元素的化合价升降是解答的关键，侧重基本概念和转移电子数的考查，题目难度不大．