Question

4．在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能发生氧化还原反应．
氧化反应：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
还原反应：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O
（1）写出该氧化还原反应的化学方程式：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（2）反应中氧化剂是KMnO₄；被氧化元素是氧；若有0.5mol H₂O₂参加此反应，电子转移个数为6.02×10²³．
（3）若KMnO₄的量不足，在Mn²⁺的催化作用下，H₂O₂仍能分解，分解反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；这时若有0.5mol H₂O₂发生分解，电子转移个数为3.01×10²³．

Answer 1

分析 （1）依据氧化反应和还原反应电子守恒，合并书写离子方程式；
（2）根据元素化合价变化判断氧化剂，元素化合价降低的物质做氧化剂，元素化合价升高做还原剂被氧化，依据离子方程式计算电子转移数；
（3）锰离子催化过氧化氢分解生成水和氧气，依据分解反应计算电子转移数．

解答 解：（1）在稀硫酸中，KMnO₄和H₂O₂能发生氧化还原反应：
①氧化反应：H₂O₂-2e^-═2H⁺+O₂↑
②还原反应：MnO₄^-+5e^-+8H⁺═Mn²⁺+4H₂O
①×5+②×2得到：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
故答案为：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（2）依据反应中化合价降低的元素是锰元素，从+7价降到+2价，所以氧化剂是KMnO₄，过氧化氢中氧元素化合价从-1价升高到0价，做还原剂被氧化，若有0.5mol H₂O₂参加此反应，根据离子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；可知转移电子数1mol，转移电子个数为6.02×10²³；故答案为：KMnO₄，氧，6.02×10²³；
（3）若KMnO₄的量不足，在Mn²⁺的催化作用下，H₂O₂仍能分解，分解反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； H₂O₂发生分解，氧元素化合价从-1价变化为0价和-2价，每2mol过氧化氢反应转移电子为2mol，若有0.5mol H₂O₂发生分解，则转移电子个数为0.5mol，即转移电子个数为3.01×10²³；
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 3.01×10²³．

点评 本题考查了氧化还原反应的离子方程式书写，氧化还原反应的概念分析判断，反应电子转移的计算，难度中等．