Question

18．高锰酸钾（KMnO₄）和过氧化氢（H₂O₂）是两种典型的氧化剂．
（1）H₂O₂的结构式为H-O-O-H．
（2）下列物质中能使酸性KMnO₄溶液褪色的是AD（填选项字母）．
A．臭碱（Na₂S）  B．小苏打（NaHCO₃）
C．水玻璃（Na₂SiO₃） D．酒精（C₂H₅OH）
（3）高锰酸钾、双氧水、活性炭常用于饮用水的处理，但三者联合作用时必须有先后顺序．
①在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能发生氧化还原反应：
氧化反应：H₂O₂-2e^--→2H⁺+O₂↑
还原反应：MnO${\;}_{4}^{-}$+5e^-+8H⁺-→Mn²⁺+4H₂O
写出该氧化还原反应的离子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
②在处理饮用水时，活性炭应在高锰酸钾反应结束后投加，（1）请将下列五种物质：KBr、Br₂、I₂、KI、K₂SO₄分别填入下列横线上，组成一个未配平的化学方程式：
KBrO₃+KI+H₂SO₄-→I₂+Br₂+K₂SO₄+KBr+H₂O．
（2）如果该化学方程式中I₂和KBr的化学计量数分别是8和1，则
①Br₂的化学计量数是1；
②请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的位置中：□KBrO₃+□KI+□H₂SO₄→□
③若转移10mol e^-，则反应后生成I₂的物质的量为5mol．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂分子结构中含有非极性共价键O-O，结合共价键的形成理论可写出H₂O₂的结构式；
（2）酸性KMnO₄溶液具有强氧化性，是典型的强氧化剂，能使其褪色的物质必须具备较强还原性，只要判断选项中各物质是否有强还原性即可；
（3）①结合氧化还原反应的电子守恒规律，调整氧化反应和还原反应的系数再加合就可以得到反应的离子方程式；
②（1）分析所给五种物质所含元素的化合价，可知Br₂是KBrO₃的反应产物，此过程发生了还原反应，结合氧化还原反应的“有升必有降”的原则可知KI是反应物，对应的氧化产物是I₂，剩下的另二种物质也是产物了；
（2）I₂的系数是8，说明还原剂共升高16价（或失16e^-），结合升降守恒（或得失守恒），可知还原产物Br₂和KBr的系数，再结合原子守恒可配平此反应方程式．

解答 解：（1）H₂O₂分子结构中含有非极性共价键O-O，另外H与O形成H-O键，可知H₂O₂的结构式为H-O-O-H，故答案为：H-O-O-H；
（2）硫化钠和乙醇有较强还原性，能使强氧化性的酸性KMnO₄溶液褪色，故答案为：AD；
（3）①根据氧化还原的电子守恒规律，将氧化反应的系数乘5，还原反应的系数乘2，再相加可得反应方程式：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案为：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
②（1）分析所给五种物质所含元素的化合价，可知Br₂是KBrO₃的反应产物，此过程发生了还原反应，结合氧化还原反应的“有升必有降”的原则可知KI是反应物，对应的氧化产物是I₂，剩下的另二种物质也是产物了，可得未配平的化学方程式：KBrO₃+KI+H₂SO₄-→I₂+Br₂+K₂SO₄+KBr+H₂O，
故答案为：KI；I₂；Br₂；K₂SO₄；KBr；
（2）①I₂的化学计量数是8，说明还原剂共失16e^-，KBr的化学计量数是1，说明生成KBr共得6e^-，则生成另一还原产物Br₂应得10e^-，因Br从+5价降为了0价，每生成一个Br₂得10e^-，故Br₂的化学计量数是1，故答案为：1；
②结合原子守恒和电子守恒可配平化学方程式：3KBrO₃+16KI+9H₂SO₄═8I₂+Br₂+9K₂SO₄+KBr+9H₂O，故答案为：3；16；KI；9；
③结合元素化合价的变化，每生成一个I₂分子转移2e^-，现转移10mol e^-，则反应后生成I₂的物质的量为10mol÷2=5mol，故答案为：5 mol．

点评 本题考查分析氧化还原反应，涉及氧化还原反应的配平与电子转移，难度中等，电子守恒是解题的关键．