Question

1．醫(yī)學上常用酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液的反應用于測定血鈣的含量．回答下列問題：
（1）配平以下離子方程式，并填上所需的微粒．
6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
（2）該反應中的還原劑是H₂C₂O₄．
（3）反應轉(zhuǎn)移了0.4mol電子，則消耗KMnO₄的物質(zhì)的量為0.08mol．
 （4）把由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物，溶于足量水中后有0.58 g白色沉淀生成，在所得的渾濁液中，逐滴加入0.5 mol/L鹽酸，加入鹽酸的體積（V）與生成沉淀的質(zhì)量（W）關系如圖所示：
①混合物中NaOH的質(zhì)量為1.8g．
②P點表示鹽酸的體積是90mL．

Answer 1

分析 （1）該反應中，Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?4價，其得失電子最小公倍數(shù)是5，再結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平方程式；
（2）失電子化合價升高的反應物是還原劑，發(fā)生氧化反應產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物；
（3）根據(jù)高錳酸鉀和轉(zhuǎn)移電子之間的關系式計算；
（4）將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應后得到0.58g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時，0-10mL時沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，白色沉淀為Mg（OH）₂，根據(jù)Mg元素守恒：n（MgCl₂）=n【Mg（OH）₂】；
加入鹽酸10-20mL，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，根據(jù)離子方程計算n【Al（OH）₃】，再根據(jù)Al元素守恒計算n（AlCl₃）；
加入20-PmL鹽酸，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鎂，溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，P點所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時所加鹽酸物質(zhì)的量：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大時，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl），進而計算P點加入鹽酸的體積．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒知，生成物中還含有水，該反應中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?4價，其轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為10，所以MnO₄^-、H₂C₂O₄的計量數(shù)分別是2、5，再結(jié)合原子守恒配平方程式為6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：6；2；5；10；2；8H₂O；
（2）失電子化合價升高的反應物H₂C₂O₄是還原劑，發(fā)生氧化反應，
故答案為：H₂C₂O₄； 
（3）根據(jù)MnO₄^-～5e^-得，反應轉(zhuǎn)移了0.4mol電子，則消耗KMnO₄的物質(zhì)的量=$\frac{0.4mol}{5}$=0.08mol，
故答案為：0.08，
（4）將由NaOH、AlCl₃、MgCl₂三種固體組成的混合物溶于足量水，充分反應后得到0.58g白色沉淀，向所得的濁液中加入鹽酸時，0-10mL時沒有沉淀生成，說明溶液中NaOH過量，則鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，白色沉淀為Mg（OH）₂，加入鹽酸10-20mL，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，沉淀最大時，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，沉淀為Mg（OH）₂、Al（OH）₃，加入20-PmL鹽酸，氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鎂，溶液中的溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，
①未加鹽酸時的沉淀是氫氧化鎂，則n【Mg（OH）₂】=$\frac{0.58g}{58g/mol}$=0.01mol，根據(jù)Mg原子守恒得n（MgCl₂）=n【Mg（OH）₂】=0.02mol，鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，離子反應方程式為H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，根據(jù)HCl的體積知，n（AlO₂^-）=n（HCl）=0.5mol/L×（0.02-0.01）L=0.005mol，根據(jù)鋁原子守恒得n（AlCl₃）=n（AlO₂^-）=0.005mol，沉淀最大時，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×2+0.005mol×3+0.02L×0.5mol/L=0.045mol，m（NaOH）=0.045mol×40g/mol=1.8g，
故答案為：1.8；
②P點溶質(zhì)是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉，所加鹽酸用于中和原混合物中的NaOH，此時所加鹽酸物質(zhì)的量為：n（HCl）=n（NaOH），沉淀最大時，溶液中存在的溶質(zhì)是氯化鈉，由Na⁺離子和Cl^-離子守恒得，原混合物中n（NaOH）=n（NaCl）=n（Cl^-）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃）+n（HCl）=0.01mol×2+0.005mol×3+0.02L×0.5mol/L=0.045mol，
所以P點加入鹽酸的體積為：$\frac{0.045mol}{0.5L}$=0.09L=90mL，
故答案為：90．

點評 本題考查氧化還原反應以及關于化學反應圖象混合物的計算，明確氧化還原反應中得失電子守恒是解題關鍵，第（4）小題綜合考查學生分析計算能力，注意利用守恒進行解答，有一定難度．