Question

17．不同价态锰的微粒的能量（△G）如图．若某种含锰微粒（如Mn³⁺）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒．
（1）MnO₄^2-能否稳定存在于pH=0的溶液中？
答：不能（“能”或“不能”）；
（2）将Mn³⁺歧化反应设计为原电池，可测定反应平衡常数．电池负极反应为Mn³⁺+2H₂O-e^-=MnO₂+4H⁺，平衡常数表达式为K=$\frac{c（M{n}^{2+}）•{c}^{4}（{H}^{+}）}{{c}^{2}（M{n}^{3+}）}$；
（3）实验室可利用以下反应检验Mn²⁺存在：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O→16H⁺+10SO₄^2-+2MnO₄^-；确认Mn²⁺存在的现象是溶液呈紫红色；检验时必须控制Mn²⁺浓度和用量不能过大，否则实验失败．理由是过量的Mn²⁺能与反应生成的MnO₄^-反应，影响实验现象的观察．

Answer 1

分析 （1）若某种含锰微粒（如Mn³⁺）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒，则依据图象分析判断，MnO₄^2-在MnO₄^-和MnO₂之间；
（2）将Mn³⁺歧化反应得到Mn²⁺和MnO₂，2Mn³⁺+2H₂O=MnO₂+Mn²⁺+4H⁺，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
（3）MnO₄^-溶液中呈紫红色，检验时必须控制Mn²⁺浓度和用量不能过大过量的Mn²⁺能与反应生成的MnO₄^-反应，影响实验现象的观察．

解答 解：（1）若某种含锰微粒（如Mn³⁺）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒，则依据图象分析判断，MnO₄^2-在MnO₄^-和MnO₂之间，则MnO₄^2-在pH=0的溶液中不能稳定存在，
故答案为：不能；
（2）将Mn³⁺歧化反应得到Mn²⁺和MnO₂，2Mn³⁺+2H₂O=MnO₂+Mn²⁺+4H⁺，设计为原电池反应，电池负极反应为Mn³⁺失电子发生氧化反应生成Mn²⁺，电极反应为：Mn³⁺+2H₂O-e^-=MnO₂+4H⁺，K=$\frac{c（M{n}^{2+}）•{c}^{4}（{H}^{+}）}{{c}^{2}（M{n}^{3+}）}$，
故答案为：Mn³⁺+2H₂O-e^-=MnO₂+4H⁺；K=$\frac{c（M{n}^{2+}）•{c}^{4}（{H}^{+}）}{{c}^{2}（M{n}^{3+}）}$；
（3）MnO₄^-溶液中呈紫红色，检验时必须控制Mn²⁺浓度和用量不能过大过量的Mn²⁺能与反应生成的MnO₄^-反应，影响实验现象的观察，
故答案为：溶液呈紫红色；过量的Mn²⁺能与反应生成的MnO₄^-反应，影响实验现象的观察．

点评 本题考查了离子性质、难溶物质溶度积常数的计算、氧化还原反应实质理解，注意图象的理解应用，题目难度中等．