Question

3．過氧化氫在二氧化錳作用下分解放出氧氣的反應機理如下：
①MnO₂+H₂O₂+2H⁺→Mn²⁺+O₂↑+2H₂O
②Mn²⁺+H₂O₂→MnO₂+2H⁺
（1）下列說法正確的是D
A、H₂O₂在①是氧化劑，在②中是還原劑
B、Mn²⁺在①中是還原產物，在②中是氧化產物
C、在①中每生成1mol O₂ 轉移的電子數為2.408×10²⁴
D、在二氧化錳催化作用下，1mol H₂O₂分解生成0.5mol O₂
（2）在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能發(fā)生氧化還原反應，紫紅色溶液退去成為無色溶液
①寫出并配平該氧化還原反應的化學方程式：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0．
②反應中氧化劑是KMnO₄；被氧化元素是氧元素；若有0.5mol H₂O₂參加此反應，電子轉移個數為N_A．
（3）有人說過氧化氫可視為二元弱酸，則其電離方程式為H₂O₂?HO₂^-+H⁺，HO₂^-?H⁺+O₂^2-；把過氧化氫滴入含有酚酞的氫氧化鈉溶液中，溶液顏色褪去，其原因有兩種說法，一種認為過氧化氫的酸性起作用，另一種說法認為過氧化氫的票百姓，你的實驗驗證方法和結論是在褪色后的溶液中，加入適量的NaOH溶液，若又出現紅色，則第一同學的觀點正確；若未出現紅色，則另一同學的觀點正確；
（4）還有人說過氧化氫有漂白性是因為它有氧化性性質．過氧化氫分子是極性分子，其分子空間構型是不對稱（填對稱或不對稱）．

Answer 1

分析 （1）①MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合價降低，過氧化氫中O元素的化合價升高；
②Mn²⁺+H₂O₂=MnO₂+2H⁺中，Mn元素的化合價升高，O元素的化合價降低，以此來解答；
（2）由H₂O₂→O₂知，雙氧水在反應中作還原劑，所以還必須有氧化劑參加反應，在反應中得電子化合價降低，根據化合價知，高錳酸根離子作氧化劑，還原產物是錳離子，同時反應后生成水，
①反應的化學方程式為：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0；
②反應中氧化劑是 KMnO₄；被氧化元素是氧元素；若有0.5mol H₂O₂參加此反應，電子轉移個數為0.5×2N_A；
（3）H₂O₂為二元弱酸分步電離；如是酸堿中和，可在褪色后再加入堿，觀察溶液是否變紅；
（4）過氧化氫具有氧化性而漂白性，過氧化氫是極性分子，正負電荷中心不重合．

解答 解：（1）①MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O中，Mn元素的化合價降低，過氧化氫中O元素的化合價升高；
②Mn²⁺+H₂O₂=MnO₂+2H⁺中，Mn元素的化合價升高，O元素的化合價降低，
A．H₂O₂在①中是還原劑，在②中是氧化劑，故A錯誤；
B．Mn²⁺在①中是還原產物，在②中是還原劑，故B錯誤；
C．由元素的化合價升降可知，在①中每生成1 molO₂，轉移1mol×2×（1-0）=2mo電子l，轉移的電子數為1.204×10²⁴，故C錯誤；
D．反應①+②可得2H₂O₂=2H₂O+O₂↑，在二氧化錳催化作用下，1 mol H₂O₂分解生成0.5molO₂，故D正確；
故選D；（2）由H₂O₂→O₂知，雙氧水在反應中作還原劑，所以還必須有氧化劑參加反應，在反應中得電子化合價降低，根據化合價知，高錳酸根離子作氧化劑，還原產物是錳離子，同時反應后生成水，
①反應的化學方程式為：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0，故答案為：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂0；
②反應中氧化劑是 KMnO₄；被氧化元素是氧元素；若有0.5mol H₂O₂參加此反應，電子轉移個數為0.5×2N_A，故答案為：KMnO₄；氧元素；N_A；
（3）H₂O₂為二元弱酸，其酸性比碳酸弱，水溶液中分步電離，電離方程式為：H₂O₂?HO₂^-+H+，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，如是酸堿中和，可在褪色后再加入堿，觀察溶液是否變紅，若變紅，則第一同學的觀點正確；若未出現紅色，則另一同學的觀點正確，故答案為：H₂O₂?HO₂^-+H⁺，HO₂^-?H⁺+O₂^2-；在褪色后的溶液中，加入適量的NaOH溶液，若又出現紅色，則第一同學的觀點正確；若未出現紅色，則另一同學的觀點正確；
（4）過氧化氫具有氧化性而漂白性，過氧化氫是極性分子，正負電荷中心不重合，故答案為：氧化性；不對稱．

點評 本題考查氧化還原反應，明確反應中元素的化合價升降是解答的關鍵，側重基本概念和轉移電子數的考查，題目難度不大．