Question

（1）双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数填写在方框里：

 

H₂O₂+

 

KMnO₄+

 

H₂SO₄→

 

MnSO₄+

 

K₂SO₄+

 

O₂↑+

 

H₂O，在该反应中，还原剂是：

 

，被还原的元素是：

 

，标准状况下每生成11.2LO₂，转移转移电子数为

 

（2）某混合溶液中可能含有的离子如表所示：

可能大量含有的阳离子	H+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+
可能大量含有的阴离子	Cl-、Br-、CO32-、AlO2-

为探究其成分，进行了以下探究实验．
甲同学取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入氢氧　化钠溶液的体积（V）的关系如图所示．
①该溶液中一定含有的阳离子是

 

，其对应物质的量浓度之比为

 

，一定不存在的阴离子是

 

；
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应,离子方程式的有关计算

专题：图示题,氧化还原反应专题

分析：（1）双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价，失去1个电子．而高锰酸钾中锰元素的化合价从+7价降低到+2价，得到5个电子，结合电子守恒、原子守恒分析；
（2）①开始加入2V₀无沉淀生成说明发生的反应是：H⁺+OH^-═H₂O，再加入氢氧化钠溶液至5V₀，图象分析可知生成沉淀增多至最大，反应为Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，消耗氢氧化钠溶液3V₀，继续加入氢氧化钠，沉淀量不变，说明氢氧化钠和溶液中的铵根离子反应，NH₄⁺+OH^-?NH₃?H₂O，消耗氢氧化钠溶液3V₀，继续加入氢氧化钠溶液，沉淀开始溶解，到加入10V₀氢氧化钠溶液，沉淀全部溶解，发生的反应为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氢氧化钠V₀；依据定量关系分析判断离子存在情况和离子物质的量之比；
②沉淀减少的反应是氢氧化铝溶解在氢氧化钠溶液的反应．

解答： 解：（1）双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价，失去1个电子，则为还原剂；而高锰酸钾中锰元素的化合价从+7价降低到+2价，得到5个电子，Mn元素被还原，所以根据电子的得失守恒可知，配平后的反应为5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+5O₂↑+8H₂O，由O元素的化合价变化可知，标准状况下每生成11.2LO₂，转移转移电子数为

11.2L

22.4L/mol

×2×[0-（-1）]×N_A=N_A个，
故答案为：5；2；3；2；1；5；8；H₂O₂；Mn；N_A；
（2）①根据图象，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺；
由离子共存可知，一定不含有CO₃^2-、AlO₂^-，开始加入2V₀无沉淀生成说明发生的反应是：H⁺+OH^-═H₂O，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，有Al³⁺；
再加入氢氧化钠溶液至5V₀，图象分析可知生成沉淀增多至最大，反应为Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，消耗氢氧化钠溶液3V₀，
继续加入氢氧化钠，沉淀量不变，说明氢氧化钠和溶液中的铵根离子反应，NH₄⁺+OH^-?NH₃?H₂O，消耗氢氧化钠溶液3V₀，
继续加入氢氧化钠溶液，沉淀开始溶解，到加入10V₀氢氧化钠溶液，沉淀全部溶解，发生的反应为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O，消耗氢氧化钠V₀；
沉淀的质量不变，反应为NH₄⁺+OH^-?NH₃?H₂O的反应，则有NH₄⁺；
图中反应现象无法确定是否含K⁺；综上所述一定含有H⁺、NH₄⁺、Al³⁺，物质的量之比=2V₀：3V₀：V₀=2：3：1，
故答案为：H⁺、NH₄⁺、Al³⁺；2：3：1；CO₃^2-、AlO₂^-； 
②沉淀减少过程中发生反应是氢氧化铝沉淀溶解于氢氧化钠溶液中的反应，反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．

点评：本题综合考查氧化还原反应和离子反应，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力考查，注意从元素化合价的角度分析氧化还原反应的相关概念和物质的性质，（2）中反应的先后顺序为解答的关键，题目难度中等．