Question

18．高錳酸鉀可用于除去地下水的硫化氫異味的原理是高錳酸鉀將硫化氫氧化生成的硫，可過(guò)濾除去．水體呈弱酸性時(shí)，高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO和MnO₂，且MnO和MnO₂的物質(zhì)的量比為3：1．
（1）實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（2）在處理飲用水時(shí)，活性炭應(yīng)在高錳酸鉀反應(yīng)結(jié)束后投加，否則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：4KMnO₄+3C+H₂O═4MnO₂+2X+K₂CO₃X的化學(xué)式為KHCO₃．1mol氧化劑被還原（填“氧化”或“還原”）時(shí)，生成0.75mol氧化產(chǎn)物
（3）常溫下，氫氧化錳的K_SP=2.0×10^-13，往含Mn²⁺的溶液中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的PH=8.0，有氫氧化錳沉淀產(chǎn)生，則此時(shí)Mn²⁺的物質(zhì)的量濃度最小為0.2 mol/L．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣；
（2）根據(jù)氧化還原法配平KMn0₄、C的系數(shù)，再根據(jù)元素守恒確定X的化學(xué)式；反應(yīng)中KMn0₄是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，被還原；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成的氧化物的物質(zhì)的量；
（3）溶液的PH=8.0，則c（OH^-）=10^-6mol/L，根據(jù)Ksp=c（Mn²⁺）×c²（OH^-）計(jì)算．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣，其反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）反應(yīng)中KMnO₄→Mn0₂，Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+4價(jià)，共降低變化3價(jià)，C→K₂CO₃，C元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+4價(jià)，共升高4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為12，故KMnO₄系數(shù)為4，C的系數(shù)為3，由C、K的原子數(shù)目關(guān)系可知K₂CO₃系數(shù)為1，故X含有+4價(jià)的C原子、且C原子與K原子之比為1：1，故X為KHCO₃；
反應(yīng)中KMn0₄是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，被還原，1molKMn0₄被還原，氧化產(chǎn)物為KHCO₃、K₂CO₃，每摩爾KHCO₃、K₂CO₃都含1molC原子，令生成的氧化產(chǎn)物為amol，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有1mol×（7-4）=amol×（4-0），解得a=0.75；
故答案為：KHCO₃；還原；0.75；
（3）溶液的PH=8.0，則c（OH^-）=10^-6mol/L，已知Ksp=c（Mn²⁺）×c²（OH^-），則c（Mn²⁺）=$\frac{2×1{0}^{-13}}{（1{0}^{-6}）^{2}}$=0.2 mol/L；
故答案為：0.2 mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)計(jì)算、配平、基本概念和溶度積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，（2）中X的判斷為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，實(shí)質(zhì)是考查氧化還原反應(yīng)的配平，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力和計(jì)算能力．