已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下能将草酸钠氧化：MnO-4+C2O2-4+H+→Mn2++CO2↑+H2O；MnO2+C2O2-4

题文

已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下能将草酸钠（Na₂C₂O₄）氧化：
MnO -4+C₂O 2-4+H⁺→Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）；
MnO₂+C₂O 2-4+H⁺→Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）．
为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数，准确称量1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热（杂质不参加反应），充分反应后冷却，将所得溶液转移到容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，从中取出25.0mL，用0.0200mol•L^-1高锰酸钾溶液进行滴定．当加入20.0mL溶液时恰好完全反应，试根据以上信息完成下列各题：
（1）配平上述两个离子方程式：
______MnO 14+______C₂O 2-4+______H⁺═______Mn²⁺+______CO₂↑+______H₂O；
______MnO₂+______C₂O 2-4+______H⁺═______Mn²⁺+______CO₂↑+______H₂O．
（2）欲求得软锰矿中二氧化锰的质量分数，还缺一个数据，这个数据是______（填数据所代表的意义）．
（3）若该数据的数值为250，求该软锰矿中二氧化锰的质量分数（写出计算过程）．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）反应中MnO₄^-→Mn²⁺，锰元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，C₂O₄^2-→CO₂，碳元素化合价由+3价升高为+4，共升高2价，化合价最小公倍数为10，故MnO₄^-系数为2，C₂O₄^2-系数为5，再根据元素守恒可知Mn²⁺系数为2、CO₂系数为10，根据电荷守恒可知H⁺系数为16，根据氢元素守恒可知H₂O系数为8，配平后离子方程式为2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O．
反应中MnO₂→Mn²⁺，锰元素化合价由+4价降低为+2价，共降低2价，C₂O₄^2-→CO₂，碳元素化合价由+3价升高为+4，共升高2价，化合价最小公倍数为2，故MnO₂系数为1，C₂O₄^2-系数为1，再根据元素守恒可知Mn²⁺系数为1、CO₂系数为2，根据电荷守恒可知H⁺系数为4，根据氢元素守恒可知H₂O系数为2，配平后离子方程式为MnO₂+C₂O₄^2-+4H⁺=Mn²⁺+2CO₂+2H₂O．
故答案为：2、5、16=2、10、8； 1、1、4=1、2、2．
（2）锰酸钾溶液滴定稀释后25.0mL溶液中未反应的C₂O₄^2-，需要知道总共剩余的C₂O₄^2-，才能计算二氧化锰的质量分数，还需要知道稀释后溶液的体积，即该体积为容量瓶的容积．
故答案为：容量瓶的容积．
（3）n（C₂O₄^2-）=2.68g134g/mol=0.02 mol，
滴定250 mL稀释后的溶液，消耗n（MnO₄^-）=0.0200 mol•L^-1×0.02 L×10=0.004 mol，
根据氧化还原反应中得失电子数相等，有：
n（MnO₂）×2+0.004 mol×5=0.02 mol×2，
所以n（MnO₂）=0.01 mol，
所以w（MnO₂）=0.01mol×87g/mol1.20g×100%=72.5%．
答：该软锰矿中二氧化锰的质量分数为72.5%．

解析

2.68g134g/mol

考点

据考高分专家说，试题“已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下能将草.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。

氧化还原反应的配平

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。


再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)₂→CaS_x+Ca₂S₂O₃+H₂O
生成物CaS_x、Ca₂S₂O₃中的S_x、S₂作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
S_x  0→-2  降2×2
S₂  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H₂O、H⁺或OH^-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

1. 一般方法：从左向右配。
2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。

• 标出元素化合价变化的始态和终态
• 求升价元素或降价元素化合价的变化数
• 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
• 配平变价元素
• 用观察法配平其他元素
• 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
  如：
  
  
  

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。

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