Question

过氧化氢在二氧化锰作用下分解放出氧气的反应机理如下所示：
①MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O
②Mn²⁺+H₂O₂═MnO₂+2H⁺?
（1）下列说法正确的是

 

（填序号）．
A．H₂O₂在①中是氧化剂，在②中是还原剂
B．Mn²⁺在①中是还原产物，在②中是氧化产物
C．在①中每生成1molO₂转移的电子数为2.408×10²⁴??
D．在二氧化锰催化作用下，1 mol H₂O₂分解生成0.5mol O₂
（2）在配平H₂O₂、KMnO₄、H₂SO₄三者反应的化学方程式时，可出现多套配平系数，如：
A.7H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+6O₂↑+K₂SO₄+10H₂O
B.5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O
C.9H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+7O₂↑+K₂SO₄+12H₂O
用H₂¹⁸O₂进行示踪实验（¹⁸O为示踪氧原子），证实生成的氧气全部是¹⁸O₂，根据这一事实回答下列问题：
①H₂O₂仅作还原剂的化学方程式是

 

（填“A”、“B”或“C”）．
②H₂SO₄在上述反应中表现的性质是

 

（填编号）．
A．酸性
B．氧化性
C．吸水性
D．脱水性
③研究三个化学方程式中各组系数的变化规律，写出符合该规律的一个新的化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应

专题：氧化还原反应专题

分析：（1）MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高；Mn²⁺+H₂O₂═MnO₂+2H⁺中Mn元素的化合价升高，O元素的化合价降低，但由两个反应可知，反应实质为二氧化锰在催化剂，结合得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，氧化剂对应的产物是还原产物，还原剂对应的产物是氧化产物分析；
（2）A.7H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+6O₂↑+K₂SO₄+10H₂O中，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高也降低；
B.5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高；
C.9H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+7O₂↑+K₂SO₄+12H₂O，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高也降低；
①H₂O₂仅作还原剂，其O元素的化合价只升高；
②H₂SO₄在上述反应中均生成硫酸盐；
③由化学计量数的变化可知，H₂O₂的系数增加2，则生成的氧气系数增加1，生成水的系数增加2，以此解答．

解答： 解：（1）A．MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高；Mn²⁺+H₂O₂═MnO₂+2H⁺中Mn元素的化合价升高，O元素的化合价降低，则H₂O₂在①中是还原剂，在②中是氧化剂，故A错误；
B．Mn²⁺在①中是还原产物，在②中是还原剂，故B错误；
C．在①中每生成1molO₂，转移2mol电子，则转移的电子数为1.204×10²⁴，故C错误；
D．由①②可知，2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O，则在二氧化锰催化作用下，1 mol H₂O₂分解生成0.5mol O₂，故D正确；
故答案为：D；
（2）A.7H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+6O₂↑+K₂SO₄+10H₂O中，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高也降低；
B.5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+5O₂↑+K₂SO₄+8H₂O，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高；
C.9H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+7O₂↑+K₂SO₄+12H₂O，Mn元素的化合价降低，H₂O₂中O元素化合价升高也降低；
①H₂O₂仅作还原剂，其O元素的化合价只升高，2molKMnO₄得到10mol电子，则只有B符合只作还原剂遵循电子守恒，故答案为：B；
②H₂SO₄在上述反应中均生成硫酸盐，则体现酸性，故答案为：A；
③由化学计量数的变化可知，H₂O₂的系数增加2，则生成的氧气系数增加1，生成水的系数增加2，符合条件的反应为11H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+8O₂↑+K₂SO₄+14H₂O，故答案为：11H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+8O₂↑+K₂SO₄+14H₂O．

点评：本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中的元素化合价变化及基本概念为解答的关键，侧重分析能力及知识迁移应用能力的考查，题目难度较大．