题目内容

某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：PbO2、PbSO4（难溶盐）、Pb（MnO4）2（强电解质）、H2O、X（水溶液呈无色）和H2SO4，已知X是一种盐，且0.1mol X在该反应中失去3.01×1023个电子．
（1）写出并配平该反应的化学方程式：
 
；
（2）若有9.8g H2SO4参加反应，则转移电子的物质的量为
 
；
（3）如果将该反应设计成原电池．
①请你画出该原电池的装置图，并注明电极材料、电解质溶液名称．
②该电池放电时，正极反应式为
 
．
分析：（1）X是一种硫酸盐，且0.2mol X在该反应中失去1mol 电子，即1molX在该反应中失去5mol电子，根据元素守恒知，该元素是锰元素，生成物中锰元素是+7价，则X中锰元素显+2价，所以X是MnSO4，根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式；
（2）9.8g H2SO4参加反应，则n（H2SO4）=0.1mol，根据方程式中H2SO4 和电子的关系可求出；
（3）①理论上氧化还原反应都可以设计成原电池，二氧化铅为正极，发生还原反应，惰性电极石墨为负极，+2价锰离子在负极区发生氧化反应；
②二氧化铅为正极，发生还原反应生成Pb2+．
解答：解：（1）X是一种硫酸盐，且0.1mol X在该反应中失去0.5mol 电子，即1molX在该反应中失去5mol电子，根据元素守恒知，该元素是锰元素，生成物中锰元素是+7价，则X中锰元素显+2价，所以X是MnSO4，根据氧化还原反应中得失电子数相等配平方程式，该反应方程式为：2MnSO4+5PbO2+2H2SO4=Pb（MnO4）2+4PbSO4+2H2O，
故答案为：2MnSO4+5PbO2+2H2SO4=Pb（MnO4）2+4PbSO4+2H2O；
（2）9.8g H2SO4参加反应，则n（H2SO4）=0.1mol，由方程式可知：2MnSO4～Pb（MnO4）2～2H2SO4 ～10mol电子，则0.1molH2SO4反应转移0.5mol电子，
所以有9.8g H2SO4参加反应，则转移电子的物质的量为0.5mol，故答案为：0.5mol；
（3）①理论上氧化还原反应都可以设计成原电池，二氧化铅为正极，发生还原反应，惰性电极石墨为负极，+2价锰离子在负极区发生氧化反应，电池装置如图
精英家教网，故答案为：精英家教网；
②二氧化铅为正极，发生还原反应生成Pb2+，所以正极反应为：5PbO2+10e-+20H++4SO42-═Pb2++4PbSO4+10H2O，
故答案为：5PbO2+10e-+20H++4SO42-═Pb2++4PbSO4+10H2O．
点评：本题考查了氧化还原反应方程式的配平，原电池原理及电极方程式的书写，综合性较强，难度较大．
练习册系列答案
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某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+．已知该反应中H2O2 只发生了如下过程：H2O2→O2．
（1）该反应应选择的酸是：
C
C
（填序号）．
A．盐酸　　  B．浓硫酸　  　C．稀硫酸　  　D．醋酸．
（2）该反应中发生还原反应的过程是：
MnO4-
MnO4-
→
Mn2+
Mn2+
．
（3）写出该反应配平的离子方程式并标出电子转移的方向和数目：
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑

（4）如果上述反应中有6.72L（标准状况．）气体生成，转移的电子数为
0.6
0.6
mol．
（5）H2O2有时可作为矿业废液消毒剂，如消除采矿业胶液中的氰化物（如KCN），经以下反应实现：KCN+H2O2+H2O═A+NH3↑，试指出生成物A的化学式为
KHCO3
KHCO3
．
（6）H2O2还有“绿色氧化剂”的美称，阐明H2O2被称为绿色氧化剂的理由是
H2O2是氧化剂，其产物是H2O，H2O没有毒性及污染性
H2O2是氧化剂，其产物是H2O，H2O没有毒性及污染性
．
自2009年3月起，从墨西哥、美国等国逐渐扩散到全世界的甲型H1N1型流感爆发疫情，引起全球关注和积极应对．防控专家表示，含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可预防甲型H1N1型流感．
（1）过碳酸钠 （化学式2Na2CO3?3H2O2） 俗称固体双氧水，白色结晶颗粒．过碳酸钠溶于水或受热时，分解生成碳酸钠和过氧化氢，是很好的固体氧释放剂．
①请你写出过氧化氢的电子式
，其中氧元素的化合价是
-1
-1
．
②H2O2有时可作为矿业废物消毒剂，有“绿色氧化剂”的美称，如消除采矿业胶液中的氰化物（如KCN），经以下反应实现：
KCN+H2O2+H2O=A+NH3↑，则生成物A的化学式为
KHCO3
KHCO3
，H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是
在反应体系中布引入杂质（或对环境无污染）
在反应体系中布引入杂质（或对环境无污染）
．
③某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质；O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+．已知该反应中H2O2只发生了如下过程：H2O2→O2．写出该反应的离子方程式
2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O
．
④实验室制O2主要有4种方法，用化学方程式写出任意一种
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑
．
（2）碳酸钠水溶液显碱性．用离子方程式解释其原因
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
；pH值相同的①碳酸钠溶液、②醋酸钠溶液、③氢氧化钠溶液，其浓度由大到小的顺序是：
②＞①＞③
②＞①＞③
（填写序号）．
（3）漂白剂亚氯酸钠 （NaClO2） 在常温黑暗处可保存一年．亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：
HClO2→ClO2↑+H++Cl-+H2O（未配平）．在该反应中，当有1molClO2生成时，转移的电子数是
NA
NA
个．
（4）ClO2不稳定，可与NaOH溶液、H2O2反应，转化为较稳定的亚氯酸钠 （NaClO2）．该反应的化学方程式为
2ClO2+2NaOH+H2O2═2NaClO2+O2↑+2H2O
2ClO2+2NaOH+H2O2═2NaClO2+O2↑+2H2O
．
含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可防甲型H1N1流感．
（1）过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂，化学式可表示为Na2CO3?3H2O2，它具有Na2CO3和H2O2的双重性质．
①H2O2有时可作为矿业废液消毒剂，如消除采矿业废液中的氰化物（如NaCN），经以下反应实现：NaCN+H2O2+H2O═A+NH3↑，则生成物A的化学式为
NaHCO3
NaHCO3
．
②某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+．已知该反应中H2O2只发生了如下过程：H2O2→O2．写出该反应的离子方程式：
2MnO+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2↑
2MnO+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2↑
．
（2）某天然碱的化学式可表示为：aNa2CO3?bNaHCO3?2H2O，取m g天然碱溶于水配成溶液，再向溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系某同学作出了如图所示的A和B曲线，试回答下列问题：
①
B
B
曲线正确，天然碱的化学式为
Na2CO3?NaHCO3?2H2O
Na2CO3?NaHCO3?2H2O
；
②加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为
112
112
mL．
（3）漂白剂亚氯酸钠（NaClO2）在常温与黑暗处可保存一年．亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：HClO2→ClO2↑+H++Cl-+H2O（未配平）．在该反应中，当有1mol ClO2生成时转移的电子个数是
6.02×1023
6.02×1023
．
酸、碱、盐是化学工作者研究的重要领域，请回答下列各小题：
（1）某二元酸H2X的电离方程式是：H2X═H++HX-，HX-?X2-+H+．回答下列问题：
①KHX溶液显
 
（填“酸性”、“碱性”或“中性”）．
②若0.1mol?L-1KHX溶液的pH=2，则0.1mol?L-1H2X溶液中氢离子的物质的量浓度
 
（填“＜”、“＞”或“=”）0.11mol?L-1，理由是
 
．
③0.01mol?L-1的HCl与0.02mol?L-1的KHX溶液等体积混合液中各离子浓度由大到小的顺序是
 
．
（2）在25℃下，向浓度均为0.1mol?L-1的FeCl3和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成
 
（填化学式）沉淀．已知25℃时
Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39 mol4?L-4，KsP[Al（OH）3]=1.3×10-33 mol4?L-4．
（3）在25℃下，有pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠溶液的物质的量浓度是
 
，醋酸溶液的物质的量浓度
 
（填“＞”、“＜”、“=”）氢氧化钠溶液物质的量浓度．将上述两溶液等体积混合，反应后溶液显
 
（填“酸”、“碱”、“中”）性．
（4）某强酸性反应体系中，发生反应：
 
X+
 
PbO2+
 
H2SO4=
 
Pb（MnO4）2+
 
PbSO4+
 
H2O，已知X是一种硫酸盐，且0.2mol X在该反应中失去1mol 电子，则X的化学式是
 
．请将上述化学方程式配平，把系数填在各物质前的横线上．

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