Question

【題目】某小組研究Na2S溶液與KMnO4溶液反應，探究過程如下。

資料：ⅰ. 在強酸性條件下被還原為Mn2+，在近中性條件下被還原為MnO2。

ⅱ. 單質硫可溶于硫化鈉溶液，溶液呈淡黃色。

（1）根據實驗可知，Na2S具有________性。

（2）甲同學預測實驗I中S2–被氧化成。

①根據實驗現象，乙同學認為甲的預測不合理，理由是________。

②乙同學取實驗I中少量溶液進行實驗，檢測到有，得出S2–被氧化成的結論，丙同學否定了該結論，理由是________。

③同學們經討論后，設計了如下實驗，證實該條件下的確可以將S2–氧化成。

a.右側燒杯中的溶液是________。

b.連通后電流計指針偏轉，一段時間后，________（填操作和現象）。

（3）實驗I的現象與資料i存在差異，其原因是新生成的產物（Mn2+）與過量的反應物（）發生反應，該反應的離子方程式是________。

（4）實驗II的現象與資料也不完全相符，丁同學猜想其原因與（3）相似，經驗證猜想成立，他的實驗方案是______。

（5）反思該實驗，反應物相同，而現象不同，體現了物質變化不僅與其自身的性質有關，還與________因素有關。

Answer 1

【答案】 還原 溶液呈紫色，說明酸性KMnO4溶液過量， 能被其繼續氧化 因KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，故溶液中出不一定是氧化新生成的 0.01mol/L KMnO4溶液（H2SO4酸化至pH=0） 取左側燒杯中的溶液，用鹽酸酸化后，滴加BaCl2溶液，觀察到有白色沉淀生成 2Mn+3Mn2+-+ 2H2O = 5MnO2↓+ 4H+ 將實驗I中生成的MnO2分離洗滌后，加入0.1mol/L Na2S溶液，觀察到有淺粉色沉淀，且溶液呈黃色，證明新生成的MnO2與過量的S2-反應，故沒得到MnO2沉淀 濃度、用量、溶液中的酸堿性

【解析】（1）實驗I中KMnO4反應生成MnO2，Mn元素由+7降到+4價，KMnO4被還原，體現了Na2S的還原性。實驗II中KMnO4反應生成MnS，Mn元素由+7降到+2價，KMnO4被還原，體現Na2S的還原性。故答案為：還原性。

（2）①反應I，溶液紫色變淺，但紫色并未褪去，說明酸性KMnO4過量，KMnO4能與SO32-反應，則甲的預測不合理。故答案為：溶液呈紫色，說明酸性KMnO4溶液過量，SO32-能被其繼續氧化。

②檢驗到溶液中存在SO42-，也不能說明S2-被氧化為SO42-，因KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，溶液中本身就存在SO42-。

③要證明實驗I中MnO4-的確將S2-氧化為SO42-，則要先排除酸性高錳酸鉀溶液中SO42-的干擾。可以將MnO4-與S2-的氧化還原反應設計成帶鹽橋的原電池，將Na2S和酸性高錳酸鉀分開反應。如圖，如果能在左側燒杯中檢驗到SO42-，說明S2-被氧化為SO42-。

a、由圖可知，右側燒杯中應放0.01mol/L KMnO4溶液（H2SO4酸化至pH=0）；

b、根據上述分析，取左側燒杯中的溶液，用鹽酸酸化后，滴加BaCl2溶液，觀察到有白色沉淀生成。

（3）根據資料i可知，在強酸性條件下MnO4-被還原為Mn2+，實驗I結束后溶液依然呈強酸性，但事實上了生成了MnO2。原因是高錳酸鉀過量與生成的Mn2+可以反應生成MnO2，反應離子方程式：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+ 4H+ 。

(4) 根據資料i可知，MnO4-在近中性條件下被還原為MnO2，實驗II中反應結束后溶液pH≈8，接近中性，但生成了MnS。可猜測是因為過量的Na2S與一開始生成的MnO2繼續反應。根據資料ⅱ，單質硫可溶于硫化鈉溶液，溶液呈淡黃色，則Na2S與MnO2反應時，S2-被氧化為S單質，MnO2被還原為Mn2+。若要驗證猜想，只需向MnO2中加入過量Na2S溶液，若溶液呈淡黃色，且生成淺粉色的MnS，即可證明猜想。故可設計實驗方案：將實驗I中生成的MnO2分離洗滌后，加入0.1mol/L Na2S溶液，觀察到有淺粉色沉淀，且溶液呈黃色，證明新生成的MnO2與過量的S2-反應，故沒得到MnO2沉淀。

（5）物質變化還與反應物的濃度或用量有關，反應I中KMnO4溶液過量，濃度較大，反應II中Na2S過量，濃度較大；也與溶液中的酸堿性有關，強酸性溶液時和中性時產物不同。故答案為：濃度、用量、溶液中的酸堿性。