Question

氧化还原反应在生产、生活中应用广泛，酸性KMnO₄、H₂O₂、Fe（NO₃）₃是重要的氧化剂．用所学知识回答问题：
（1）在稀硫酸中，KMnO₄能将H₂C₂O₄氧化为CO₂．该反应的化学方程式为

 

，反应中消耗1mol的MnO₄^-时转移电子数为

 

．
（2）测定KMnO₄样品的纯度可用标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定，取0.474gKMnO₄样品溶解酸化后，用0.100mol/L标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定，滴定至终点的现象是

 

．实验中，滴定至终点时消耗Na₂S₂O₃溶液12.00mL，则该样品中KMnO₄的纯度是

 

．（有关离子方程式为：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O）
（3）Mg-H₂O₂酸性电池采用海水作电解质溶液（加入一定量的稀硫酸），该电池的负极材料是

 

，正极的反应式为

 

．
（4）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色．溶液先变为浅绿色的离子方程式是

 

，又变为棕黄色的原因是

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应,化学电源新型电池

专题：氧化还原反应专题,电化学专题

分析：（1）在稀硫酸中，KMnO₄能将H₂C₂O₄氧化为CO₂，自身被还原生成MnSO₄，同时溶液中还生成K₂SO₄、H₂O
，据此书写方程式，根据MnO₄^-和转移电子数转移电子之间的关系式计算；
（2）测定KMnO₄样品的纯度可用标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定，取0.474gKMnO₄样品溶解酸化后，用0.100mol/L标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定，滴定至终点时，溶液紫红色褪去且30秒内颜色不再变化；
根据方程式中 MnO₄^-、S₂O₃^2-之间的关系式计算；
（3）该装置构成原电池，Mg易失电子作负极，正极上双氧水得电子发生还原反应；
（4）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，铁离子和亚硫酸根离子反应生成亚铁离子导致溶液呈浅绿色；硝酸能将亚铁离子氧化生成铁离子．

解答： 解：（1）在稀硫酸中，KMnO₄能将H₂C₂O₄氧化为CO₂，自身被还原生成MnSO₄，根据原子守恒知，同时溶液中还生成K₂SO₄、H₂O，所以该反应方程式为2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，根据MnO₄^-和转移电子数转移电子之间的关系得转移电子数=1mol×（7-2）×N_A/mol=5N_A，
故答案为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=10CO₂↑+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；3.01×10²⁴或5N_A；
（2）测定KMnO₄样品的纯度可用标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定，取0.474gKMnO₄样品溶解酸化后，用0.100mol/L标准Na₂S₂O₃溶液进行滴定，滴定至终点时，溶液紫红色褪去且30秒内颜色不再变化；
根据方程式中 8MnO₄^-----5S₂O₃^2-得n（KMnO₄）=

0.100mol/L×0.012L

5

×8=0.00192mol，m（KMnO₄）=158g/mol×0.00192mol=0.3034g，质量分数=

0.3034g

0.474g

×100%=64%，
故答案为：紫红色溶液褪为无色，且30秒内颜色不再变化；64%；
（3）该装置构成原电池，Mg易失电子作负极，正极上双氧水得电子发生还原反应，电极反应式为H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O，故答案为：Mg；H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；
（4）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，铁离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成亚铁离子导致溶液呈浅绿色，离子方程式为2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，所以硝酸能将亚铁离子氧化生成铁离子，则溶液又变为黄色，
故答案为：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；H⁺与NO₃^-组成的硝酸把Fe²⁺氧化．

点评：本题考查了氧化还原反应，明确方程式中各个物理量之间的关系即可解答，注意（4）中硝酸根离子只有酸性条件下具有强氧化性，为易错点．