Question

7．医学上酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液的反应用于测定血钙的含量．回答下列问题：
（1）配平以下离子方程式，并填上所需的微粒：
6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄→10 CO₂↑+2 Mn²⁺+8（H₂O）
（2）测定血钙的含量的方法是：取2mL血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量沉淀，将沉淀用稀硫酸溶解得到H₂C₂O₄后，再用KMnO₄溶液滴定．
①稀硫酸溶解CaC₂O₄沉淀的化学方程式是H₂SO₄+CaC₂O₄=CaSO₄+H₂C₂O₄．
②溶解沉淀时不能用稀盐酸，原因是会发生反应
2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
该反应中氧化剂是KMnO₄，氧化产物是Cl₂，氧化产物与还原产物物质的量之比是5：2，被氧化与未被氧化的HCl的质量之比为5：3，若有7.3g HCl被氧化，则产生Cl₂的质量为7.1g，转移的电子数为0.2mol．
（3）高锰酸钾也是一种重要的工业试剂．
Ⅰ．在用KMnO₄酸性溶液处理Cu₂S和CuS的混合物时，发生的反应如下：
①MnO₄^-+Cu₂S+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
②MnO₄^-+CuS+H⁺→Cu²⁺+SO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平）
下列关于反应①的说法中正确的是ab（选填编号）．
a．被氧化的元素是Cu和S
b．生成2.24L（标况下） SO₂，转移电子的物质的量是0.8mol
c．还原性的强弱关系是：Mn²⁺＞Cu₂S
Ⅱ．在稀硫酸中，MnO₄^-和H₂O₂也能发生氧化还原反应写出离子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
反应中若有0.5mol H₂O₂参加此反应，转移电子的个数为N_A．由上述反应得出的物质氧化性强弱的结论是MnO₄^-＞H₂O₂（填写化学式）．

Answer 1

分析 （1）反应中锰元素化合价从+7价降为+2价，碳元素化合价从+3价升高为+4价，依据得失电子守恒、原子个数守恒配平方程式；
（2）①草酸钙和硫酸反应生成硫酸钙和草酸；
②2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应中，锰元素化合价降低，高锰酸钾做氧化剂，对应氯化锰为还原产物，氯化氢中-1价氯部分升高，氯化氢既表现还原性，又表现酸性，生成5mol氯气转移10mol电子，据此解答；
（3）Ⅰ．根据化合价的变化判断氧化还原反应的相关概念，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子的物质的量相等计算转移电子的物质的量，在氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
Ⅱ．在稀硫酸中，MnO₄^-和H₂O₂也能发生氧化还原反应，高锰酸钾根离子被还原为二价锰离子，过氧化氢被氧化为氧气，依据得失电子守恒、原子个数守恒配平方程式，然后改写成离子方程式；
依据方程式，分析元素化合价变化，计算电子转移数目；
氧化还原反应中，氧化剂氧化性强于氧化产物氧化性．

解答 解：（1）根据元素守恒知，生成物中还含有水，该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，其转移电子总数为10，所以MnO₄^-、H₂C₂O₄的计量数分别是2、5，再结合原子守恒配平方程式为6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：6；2；5；10；2；8；H₂O；
（2）①草酸钙和硫酸反应生成硫酸钙和草酸，反应方程式为CaC₂O₄+H₂SO₄=CaSO₄+H₂C₂O₄，
故答案为：CaC₂O₄+H₂SO₄=CaSO₄+H₂C₂O₄；
②2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应中，锰元素化合价降低，高锰酸钾做氧化剂，对应氯化锰为还原产物，氯化氢中-1价氯部分升高，16mol氯化氢参加反应，有10mol氯化氢化合价升高，被氧化表现还原性，6mol氯化氢表现酸性，所以该反应中氧化剂是 KMnO₄，氧化产物是 Cl₂，氧化产物与还原产物物质的量之比是 5：2，被氧化与未被氧化的HCl的质量之比为 5：3，若有7.3g HCl被氧化（物质的量为0.2mol），则生成0.1mol氯气，质量为7.1g，转移电子数0.2mol；
故答案为：KMnO₄；Cl₂；5：2；5：3；7.1；0.2；
（3）Ⅰ．a．反应中铜元素化合价从+1价升高到+2价，硫元素化合价从-2价升高到+4价，化合价升高的元素被氧化，所以被氧化的元素有S、Cu，故a正确；
b．生成2.24LL（标况下）SO₂时，物质的量为0.1mol；反应的Cu₂S物质的量为0.1mol，反应中转移电子的物质的量是：
Cu⁺～Cu²⁺～e^-；      S^2-～SO₂～6e^-；
1         1         1        6
0.2mol   0.2mol    0.1mol   0.6mol 
所以电子转移共0.8mol，故b正确；
c．氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性的强弱关系是：Mn²⁺＜Cu₂S，故c错误；
故选：ab；
Ⅱ．在稀硫酸中，MnO₄^-和H₂O₂也能发生氧化还原反应，高锰酸钾根离子被还原为二价锰离子，过氧化氢被氧化为氧气，反应的化学方程式：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O，离子方程式：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
依据方程式：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，可知消耗5mol过氧化氢，生成5mol氧气，转移10mol电子，则若有0.5mol H₂O₂参加此反应，则转移电子数为：N_A；
5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，反应中；MnO₄^-为氧化剂，H₂O₂为还原剂，则氧化性MnO₄^-＞H₂O₂，故答案为：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；N_A；MnO₄^-＞H₂O₂．

点评 本题综合考查氧化还原反应，题目侧重于氧化还原反应的配平、计算以及氧化性、还原性的比较，熟悉氧化还原反应基本概念及得失电子守恒规律、强弱规律等即可解答，题目难度中等．