Question

金属及其化合物在生活、科研、生产中有着重要的作用．
（1）皮肤粘上高锰酸钾形成的黑斑很久才能消除，如果用H₂C₂O₄（乙二酸为二元弱酸）的稀溶液洗涤，黑斑可以迅速褪去，写出该反应的离子方程式

 

．
（2）如图为某蓄电系统的示意图．反应原理为：2Na₂S₂+NaBr₃

放电

充电

Na₂S₄+3NaBr．当蓄电池放电时，Na⁺的移动方向是从

 

到

 

（填a、b）．电极b的电极反应式为

 

．用该电池做电源，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol Cu₂（OH）₂CO₃后恰好恢复到电解前的状态（不考虑CO₂溶解），电解池的阳极反应为

 

，整个过程中转移的电子数目

 

．
（3）某工业生产中，向含有大量Ca²⁺、Mn²⁺的溶液中加入足量NH₄HCO₃，生成MnCO₃沉淀和CO₂，写出该反应的离子方程式

 

．剩余溶液中

c(Ca2+)

c(Mn2+)

＜

 

．
[已知K_sp（MnCO₃）=1×10^-11（mol?L^-1）²，K_sp（CaCO₃）=5×10^-9（mol?L^-1）²]．

Answer 1

考点：化学电源新型电池,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）高锰酸钾具有氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子；
（2）根据电池充、放电的化学反应方程式为2Na₂S₂+NaBr₃

放电

充电

Na₂S₄+3NaBr可知，负极反应为2Na₂S₂-2e^-=2Na⁺+Na₂S₄，正极反应为NaBr₃+2Na⁺+2e^-=3NaBr，根据电解硫酸铜的原理：第一阶段：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，第二阶段：2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑，根据所加入的 Cu₂ （OH）₂CO₃的量根据电极反应来计算即可；
（3）依据原子守恒结合反应特征分子推断反应产物，根据沉淀溶解平衡常数的关系进行计算．

解答： 解：（1）高锰酸钾具有氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子，该反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）闭合K时，a为原电池的负极，负极发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，电极反应为：Br₃^-+2e^-=3Br^-，电解质中的钠离子从负极流向正极，即从a到b；
电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子失电子的过程：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，初阶段：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，后阶段：2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑，如果只按照第一阶段的电解，反应只需要加入CuO或CuCO₃就可以，但是现在加入的是Cu₂（OH）₂CO₃，相当于多加入了0.1molCuO和0.1molH₂O，这0.1mol的水，应该是第二阶段的反应进行，该阶段转移了0.4mol电子，第一阶段转移了0.2mol电子，所以总共转移电子0.6mol，个数为0.6N_A，
故答案为：a；b；Br₃^-+2e^-=3Br^-；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；0.6N_A；
（3）锰离子和碳酸氢根离子之间可以发生双水解反应，即Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑，K_sp（MnCO₃）=c（Mn²⁺）?c（CO₃^2-）=1×10^-11（mol?L^-1）²，K_sp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）?c（CO₃^2-）=5×10^-9（mol?L^-1）²，两式子相除，得到：剩余溶液中

c(Ca2+)

c(Mn2+)

＜500，故答案为：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑；500．

点评：本题涉及电解池、原电池的工作原理以及沉淀的转化和沉淀溶解平衡常数的计算等知识，属于综合知识的考查，难度大．