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tag 标签: 亚硫酸钠

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热度 24 席琳 2014-12-12 08:03
2014-12-10 姐姐问一道高中的化学题,potassium permanganate(高锰酸钾)和亚硫酸钠在酸性环境下如何反应?开始并没有看清高锰酸钾的分子式,心想世界上怎么会有这么一个化合物?再仔细一看,原来才认出是这老兄,化学界大名鼎鼎的强氧化剂,换上了美国英文马甲,就有点儿不认识了!其化学反应的方程式如下: 2KMnO ₄ + 3H2SO ₄ + 5Na2SO3 = 2MnSO ₄ + 5Na2SO ₄ + K2SO ₄ + 3H2O 反应发生在紫颜色的高锰酸根离子和无色的亚硫酸根离子之间,是一种氧化还原反应。高锰酸钾是强氧化剂,亚硫酸根是还原剂。随着亚硫酸根 (SO3^2- ) 中正四价的硫被氧化成为硫酸根 (SO4^2- )中正六价的硫,溶液中的紫颜色快速消失,因为高锰酸根( MnO4- )中正七价的锰,在酸性条件下被还原成没有颜色的正二价的锰( Mn2+ )。 MnO ₄ - + SO3^2- -- Mn2+ + SO ₄ ^2- 2(8H+ + MnO ₄ - + 5e- -- Mn2+ + 4H2O) 5(SO3^2- + H2O -- SO ₄ ^2- + 2H+ + 2e-) 16H+ + 2MnO ₄ - + 5SO3^2- + 5H2O -- 2Mn2+ + 5SO ₄ ^2- + 8H2O + 10H+ 简化一下方程式,就成了刚开始时的化学反应式,只不过是以离子的形式存在: 6H+ + 2MnO ₄ - + 5SO3^2- -- 2Mn2+ + 5SO ₄ ^2- + 3H2O 同样是高锰酸钾和亚硫酸钠的氧化还原反应,在中性和碱性的情况下,化学反应的结果就可能不同。亚硫酸钠本身是弱碱性环境,具有还原性,高锰酸根具有氧化性,可将亚硫酸根氧化为硫酸根,本身被还原成二氧化锰。化学反应方程式如下: 2KMnO ₄ + 3Na2SO3+ H2O = 3Na2SO ₄ + 2MnO2+ + 2KOH (注意这个,是中性条件,逐渐变成弱碱性至强碱性) 先加高锰酸钾,在中性条件时,先是深紫色,逐渐出现棕色沉淀。 3SO₃²- + 2MnO₄2- + H₂O = 3SO₄²- + 2MnO₂ + 2OH-。 可是高锰酸钾和亚硫酸钠在强碱性条件下,正七价锰的高锰酸根被亚硫酸根还原成正六价锰的锰酸根,亚硫酸根同样被氧化为硫酸根,溶液则从深紫色变成深绿色,因为 MnO4是深绿色溶液 : 2KMnO ₄ +Na2SO 3 +2NaOH = K2MnO ₄ +Na2MO ₄ + Na2SO ₄ +H2O 碱性时,一直是深绿色,久置过后变成棕黄色。这是 因为NaOH或者KOH的消耗, 变成 在中性或弱碱性条件下的反应: 2KMnO ₄ +3Na2SO3+H2O = 2MnO2(沉淀)+3Na2SO ₄ +2KOH 也就是说,在碱性和弱碱性条件下,高锰酸钾和亚硫酸钠达成一种氧化与还原反应的化学平衡: 2KMnO ₄ + 2Na2SO3 = 2Na2SO ₄ + K2MnO ₄ + MnO2 所以,高锰酸根的还原产物在酸性条件下为二价锰离子,在中性条件下为二氧化锰,在弱碱性条件下为二氧化锰和锰酸根的混合物,而在强碱性条件下,为锰酸根MnO ₄2- 。其中水合 MnO2是棕色沉淀,高锰酸根是深紫色溶液,锰酸根是深绿色溶液,锰离子是无色的溶液。 这些,都应该可以很快用实验,在家里来展示的。
个人分类: 科学实验|4365 次阅读|6 个评论

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