Question

已知：氧化性：KMnO₄＞HNO₃；Bi位于周期表中VA族，+3价较稳定，Bi₂O₃为碱性氧化物，Bi³⁺的溶液为无色．取一定量硝酸酸化的Mn（NO₃）₂溶液依次进行下列实验，现象记录如下：
①向其中加入适量的NaBiO₃，溶液变为紫红色．
②继续滴加适量H₂O₂，紫红色褪去，并有气泡产生．
③再加入适量的PbO₂固体，固体溶解，溶液又变为紫红色．
回答下列问题：
（1）写出实验①反应的离子方程式：______．
（2）KMnO₄、H₂O₂、PbO₂氧化性由强到弱的顺序为______．
（3）向反应③得到的溶液中通入SO₂气体，看到的现象是______．
（4）若实验②放出了336mL气体（标准状况），则反应①被氧化的Mn（NO₃）₂ 为______mol．

Answer 1

解：（1）硝酸酸化的Mn（NO₃）₂溶液，加入适量的NaBiO₃，溶液变为紫红色，发生氧化还原反应生成高锰酸根离子和Bi³⁺、水，离子反应为5BiO₃^-+2Mn²⁺+14H⁺═5Bi³⁺+2MnO₄^-+7H₂O，故答案为：5BiO₃^-+2Mn²⁺+14H⁺═5Bi³⁺+2MnO₄^-+7H₂O；
（2）在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，②中Mn元素的化合价降低，O元素的化合价升高，则氧化性KMnO₄＞H₂O₂，③中Pb元素的化合价降低，Mn元素的化合价升高，则氧化性PbO₂＞KMnO₄，则氧化性的强弱为PbO₂＞KMnO₄＞H₂O₂，故答案为：PbO₂＞KMnO₄＞H₂O₂；
（3）③得到的溶液中通入SO₂气体，高锰酸根离子氧化二氧化硫，生成硫酸铅，观察到紫红色褪去，生成（白色）沉淀，故答案为：紫红色褪去，生成（白色）沉淀；
（4）实验②放出了336mL气体（标准状况），n（O₂）==0.015mol，由电子守恒可知，5O₂～2Mn（NO₃）₂，则反应①被氧化的Mn（NO₃）₂ 为0.015mol×=0.006mol，故答案为：0.006mol．
分析：（1）硝酸酸化的Mn（NO₃）₂溶液，加入适量的NaBiO₃，溶液变为紫红色，发生氧化还原反应生成高锰酸根离子和Bi³⁺、水；
（2）在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，②中Mn元素的化合价降低，O元素的化合价升高，则氧化性KMnO₄＞H₂O₂，③中Pb元素的化合价降低，Mn元素的化合价升高，则氧化性PbO₂＞KMnO₄；
（3）③得到的溶液中通入SO₂气体，高锰酸根离子氧化二氧化硫，生成硫酸铅；
（4）实验②放出了336mL气体（标准状况），n（O₂）==0.015mol，由电子守恒可知，5O₂～2Mn（NO₃）₂，以此计算．
点评：本题考查离子反应和氧化还原反应，明确发生的反应及反应中元素的化合价变化是解答的关键，注意利用电子守恒计算时氧元素由-1价升高为0为易错点，题目难度中等．