Question

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：

②

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）：

已知在高锰酸钾固体表面滴加浓盐酸，发生的半反应为

如果在盛有氯化锰溶液的试管中加入适量XeO₃，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。

Answer

（14分，每空2分）（1）MnO2  （2）无色溶液变为紫（或紫红）色，并产生气体（黄绿色气体）

（3）2MnO4－＋5HC2O4＋6H＋＝10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O

（4）Mn2＋－2e－＋2H2O＝MnO2＋4H＋   Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O  2mol  87

【解析】

试题分析：（1）根据反应①②可知，在碱性溶液中MnO4－被还原生成物是MnO42－，在酸性溶液中MnO4－被还原生成物是Mn2＋，即溶液的酸性越强，还原产物中Mn的化合价越低，所以在中性溶液中，MnO4－被还原生成物是MnO2。

（2）根据已知反应可知，XeO3能把Mn2＋氧化生成MnO4－。又因为氯离子的还原性强于Mn2＋的还原性，所以反应中还有氯气生成，因此可能观察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）。

（3）草酸晶体溶于酸性高锰酸钾溶液，溶液的紫色褪去，这说明草酸具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2，所以反应的离子方程式是2MnO4－＋5HC2O4＋6H＋＝10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。

（4）电解池中阳极失去电子，发生氧化反应，则Mn2＋在阳极失去电子，发生氧化反应，因此阳极电极反应式是Mn2＋－2e－＋2H2O＝MnO2＋4H＋。铅蓄电池中负极是Pb，正极是PbO2，所以铅蓄电池的总反应方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。所以根据方程式可知，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为2mol。根据电子得失守恒可知，阳极生成1mol MnO2，质量是87g。

考点：考查氧化还原反应的判断、方程式的书写、实验现象分析、以及电化学原理的应用和有关计算