Question

17．不同價態(tài)錳的微粒的能量（△G）如圖．若某種含錳微粒（如Mn³⁺）的能量處于相鄰價態(tài)兩種微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量連線左上方，則該微粒不穩(wěn)定并發(fā)生歧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為相鄰價態(tài)的微粒．
（1）MnO₄^2-能否穩(wěn)定存在于pH=0的溶液中？
答：不能（“能”或“不能”）；
（2）將Mn³⁺歧化反應(yīng)設(shè)計為原電池，可測定反應(yīng)平衡常數(shù)．電池負(fù)極反應(yīng)為Mn³⁺+2H₂O-e^-=MnO₂+4H⁺，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（M{n}^{2+}）•{c}^{4}（{H}^{+}）}{{c}^{2}（M{n}^{3+}）}$；
（3）實驗室可利用以下反應(yīng)檢驗Mn²⁺存在：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O→16H⁺+10SO₄^2-+2MnO₄^-；確認(rèn)Mn²⁺存在的現(xiàn)象是溶液呈紫紅色；檢驗時必須控制Mn²⁺濃度和用量不能過大，否則實驗失�。�理由是過量的Mn²⁺能與反應(yīng)生成的MnO₄^-反應(yīng)，影響實驗現(xiàn)象的觀察．

Answer 1

分析 （1）若某種含錳微粒（如Mn³⁺）的能量處于相鄰價態(tài)兩種微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量連線左上方，則該微粒不穩(wěn)定并發(fā)生歧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為相鄰價態(tài)的微粒，則依據(jù)圖象分析判斷，MnO₄^2-在MnO₄^-和MnO₂之間；
（2）將Mn³⁺歧化反應(yīng)得到Mn²⁺和MnO₂，2Mn³⁺+2H₂O=MnO₂+Mn²⁺+4H⁺，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
（3）MnO₄^-溶液中呈紫紅色，檢驗時必須控制Mn²⁺濃度和用量不能過大過量的Mn²⁺能與反應(yīng)生成的MnO₄^-反應(yīng)，影響實驗現(xiàn)象的觀察．

解答 解：（1）若某種含錳微粒（如Mn³⁺）的能量處于相鄰價態(tài)兩種微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量連線左上方，則該微粒不穩(wěn)定并發(fā)生歧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為相鄰價態(tài)的微粒，則依據(jù)圖象分析判斷，MnO₄^2-在MnO₄^-和MnO₂之間，則MnO₄^2-在pH=0的溶液中不能穩(wěn)定存在，
故答案為：不能；
（2）將Mn³⁺歧化反應(yīng)得到Mn²⁺和MnO₂，2Mn³⁺+2H₂O=MnO₂+Mn²⁺+4H⁺，設(shè)計為原電池反應(yīng)，電池負(fù)極反應(yīng)為Mn³⁺失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Mn²⁺，電極反應(yīng)為：Mn³⁺+2H₂O-e^-=MnO₂+4H⁺，K=$\frac{c（M{n}^{2+}）•{c}^{4}（{H}^{+}）}{{c}^{2}（M{n}^{3+}）}$，
故答案為：Mn³⁺+2H₂O-e^-=MnO₂+4H⁺；K=$\frac{c（M{n}^{2+}）•{c}^{4}（{H}^{+}）}{{c}^{2}（M{n}^{3+}）}$；
（3）MnO₄^-溶液中呈紫紅色，檢驗時必須控制Mn²⁺濃度和用量不能過大過量的Mn²⁺能與反應(yīng)生成的MnO₄^-反應(yīng)，影響實驗現(xiàn)象的觀察，
故答案為：溶液呈紫紅色；過量的Mn²⁺能與反應(yīng)生成的MnO₄^-反應(yīng)，影響實驗現(xiàn)象的觀察．

點評 本題考查了離子性質(zhì)、難溶物質(zhì)溶度積常數(shù)的計算、氧化還原反應(yīng)實質(zhì)理解，注意圖象的理解應(yīng)用，題目難度中等．