问题标题:
高锰酸钾和二氧化锰是中学化学常用的化学试剂.根据下面相关的信息回答下列问题:(1)已知:①MnO4-+e-→MnO42-(绿色)(溶液的pH=12)②MnO4-+8H++5e-→Mn2+(无色)+4H2O(溶液的pH=0)锰有多
问题描述:
高锰酸钾和二氧化锰是中学化学常用的化学试剂.根据下面相关的信息回答下列问题:
(1)已知:①MnO4-+e-→MnO42-(绿色)(溶液的pH=12)
②MnO4-+8H++5e-→Mn2+(无色)+4H2O(溶液的pH=0)
锰有多种化合价,如+7、十6、+4、+2价等,在中性溶液里高锰酸钾的还原产物为______(填化学式).
(2)查阅相关资料:发生如下反应(反应未配平):
XeO2+Mn2++H2O→Xe+MnO4-+H+(Xe是稀有气体氙)
已知在高锰酸钾固体表面滴加浓盐酸,发生的半反应为2Cl--2e═Cl2↑
如果在盛有氯化锰溶液的试管中加入适量XeO2,振荡试管,可能观察到的现象是______.
(3)已知草酸(H2C2O4)为二元弱酸,取少量草酸晶体溶于酸性高锰酸钾溶液,溶液的紫色褪去.
写出该反应的离子方程式______.
(4)MnO2是一种重要的无机功能材料,制备MnO2的方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液,阳极的电极反应式为______.现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液,如图所示,铅蓄电池的总反应方程式为______,当蓄电池中有4mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为______,MnO2的理论产量为______g.
厉茜回答:
(1)在酸性物质中被还原+2价、在碱性物质中被还原为+6价,则在中性物质中被还原被二者之间的化合价为+4价,所以还原产物是,故答案为:MnO2;
(2)XeO2具有强氧化性,先发生XeO2+Mn2++H2O→Xe+MnO4-+H+反应,高锰酸根离子具有强氧化性,能氧化氯离子生成氯气,所以看到的现象是无色溶液变为紫(或紫红)色,并产生气体(黄绿色气体),
故答案为:无色溶液变为紫(或紫红)色,并产生气体(黄绿色气体);
(3)草酸氢根离子和高锰酸根离子发生氧化还原反应生成二氧化碳、锰离子和水,离子方程式为2MnO4-+5HC2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,故答案为:2MnO4-+5HC2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
(4)阳极上锰离子失电子生成二氧化锰,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;
铅蓄电池放电时,负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,所以电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,根据电池反应式知,当蓄电池中有4mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量=4mol4×2
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