Question

金屬及其化合物在生活、科研、生產(chǎn)中有著重要的作用．
（1）皮膚粘上高錳酸鉀形成的黑斑很久才能消除，如果用H₂C₂O₄（乙二酸為二元弱酸）的稀溶液洗滌，黑斑可以迅速褪去，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）如圖為某蓄電系統(tǒng)的示意圖．反應(yīng)原理為：2Na₂S₂+NaBr₃

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr．當(dāng)蓄電池放電時(shí)，Na⁺的移動(dòng)方向是從

 

到

 

（填a、b）．電極b的電極反應(yīng)式為

 

．用該電池做電源，用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.1mol Cu₂（OH）₂CO₃后恰好恢復(fù)到電解前的狀態(tài)（不考慮CO₂溶解），電解池的陽極反應(yīng)為

 

，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目

 

．
（3）某工業(yè)生產(chǎn)中，向含有大量Ca²⁺、Mn²⁺的溶液中加入足量NH₄HCO₃，生成MnCO₃沉淀和CO₂，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．剩余溶液中

c(Ca2+)

c(Mn2+)

＜

 

．
[已知K_sp（MnCO₃）=1×10^-11（mol?L^-1）²，K_sp（CaCO₃）=5×10^-9（mol?L^-1）²]．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）高錳酸鉀具有氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子；
（2）根據(jù)電池充、放電的化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na₂S₂+NaBr₃

放電

充電

Na₂S₄+3NaBr可知，負(fù)極反應(yīng)為2Na₂S₂-2e^-=2Na⁺+Na₂S₄，正極反應(yīng)為NaBr₃+2Na⁺+2e^-=3NaBr，根據(jù)電解硫酸銅的原理：第一階段：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，第二階段：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，根據(jù)所加入的 Cu₂ （OH）₂CO₃的量根據(jù)電極反應(yīng)來計(jì)算即可；
（3）依據(jù)原子守恒結(jié)合反應(yīng)特征分子推斷反應(yīng)產(chǎn)物，根據(jù)沉淀溶解平衡常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）高錳酸鉀具有氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，該反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）閉合K時(shí)，a為原電池的負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Br₃^-+2e^-=3Br^-，電解質(zhì)中的鈉離子從負(fù)極流向正極，即從a到b；
電解硫酸銅時(shí)，陽極上是氫氧根離子失電子的過程：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，初階段：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，后階段：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，如果只按照第一階段的電解，反應(yīng)只需要加入CuO或CuCO₃就可以，但是現(xiàn)在加入的是Cu₂（OH）₂CO₃，相當(dāng)于多加入了0.1molCuO和0.1molH₂O，這0.1mol的水，應(yīng)該是第二階段的反應(yīng)進(jìn)行，該階段轉(zhuǎn)移了0.4mol電子，第一階段轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，所以總共轉(zhuǎn)移電子0.6mol，個(gè)數(shù)為0.6N_A，
故答案為：a；b；Br₃^-+2e^-=3Br^-；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；0.6N_A；
（3）錳離子和碳酸氫根離子之間可以發(fā)生雙水解反應(yīng)，即Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑，K_sp（MnCO₃）=c（Mn²⁺）?c（CO₃^2-）=1×10^-11（mol?L^-1）²，K_sp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）?c（CO₃^2-）=5×10^-9（mol?L^-1）²，兩式子相除，得到：剩余溶液中

c(Ca2+)

c(Mn2+)

＜500，故答案為：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑；500．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及電解池、原電池的工作原理以及沉淀的轉(zhuǎn)化和沉淀溶解平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度大．