某小組同學探究

M

n

O

-

4

、

M

n

O

2

-

4

的性質。
資料：i.

M

n

O

-

4

的氧化能力與溶液的酸堿度有關，在酸性環境、中性環境、堿性環境能被

SO

2

-

3

分別還原為Mn²⁺（無色）、MnO₂、

M

n

O

2

-

4

（綠色）。
ii.

M

n

O

2

-

4

在強堿溶液中能穩定存在，在酸性或純水環境中易轉化為

M

n

O

-

4

和MnO₂。
Ⅰ.驗證

M

n

O

-

4

與

SO

2

-

3

的反應，實驗如下：

實驗	序號	試劑X	現象
	①	2滴3mol?L-1H2SO4 3滴0.1mol?L-1Na2SO3	溶液褪為無色
	②	2滴純水 3滴0.1mol?L-1Na2SO3	產生棕色沉淀
	③	2滴6mol?L-1NaOH 3滴0.1mol?L-1Na2SO3	溶液變為綠色
	④	2滴6mol?L-1NaOH 10滴0.1mol?L-1Na2SO3	溶液變為綠色溶液，有渾濁，綠色很快消失，有大量棕色沉淀生成

（1）實驗①參與反應的高錳酸鉀和亞硫酸鈉物質的量之比為

2：5

2：5

。
（2）實驗④中綠色很快消失，有大量棕色沉淀生成，結合離子方程式分析可能的原因

SO

2

-

3

過量，過量的

SO

2

-

3

與

M

n

O

2

-

4

反應，發生

M

n

O

2

-

4

+

SO

2

-

3

+H₂O=MnO₂↓+

SO

2

-

4

+2OH^-

SO

2

-

3

過量，過量的

SO

2

-

3

與

M

n

O

2

-

4

反應，發生

M

n

O

2

-

4

+

SO

2

-

3

+H₂O=MnO₂↓+

SO

2

-

4

+2OH^-

。甲同學補做了實驗

取③的綠色溶液少量，向其中滴加Na₂SO₃溶液可以觀察到相同的現象（綠色很快消失，有大量棕色沉淀生成）

取③的綠色溶液少量，向其中滴加Na₂SO₃溶液可以觀察到相同的現象（綠色很快消失，有大量棕色沉淀生成）

（填操作和現象），證明猜測合理。
Ⅱ.驗證

M

n

O

2

-

4

的性質。
某同學用b試管得到的綠色溶液設計實驗如圖：

（3）c試管中得到紫色溶液和棕色渾濁的離子反應方程式為

3

M

n

O

2

-

4

+4CH₃COOH=MnO₂↓+2

M

n

O

-

4

+2H₂O+4CH₃COO^-

3

M

n

O

2

-

4

+4CH₃COOH=MnO₂↓+2

M

n

O

-

4

+2H₂O+4CH₃COO^-

。繼續滴加醋酸，沉淀溶解，得到無色透明溶液，有如下兩種猜想：
①

M

n

O

-

4

、MnO₂可能被CH₃COOH還原。
設計實驗：將1mL0.01mol?L^-1KMnO₄溶液與少量MnO₂固體混合，再向其中加入少許2mol?L^-1CH₃COOH溶液，

無明顯現象

無明顯現象

（填現象），證明猜想不合理。
②

M

n

O

-

4

、MnO₂可能被

SO

2

-

3

（ Na₂SO₃）

SO

2

-

3

（ Na₂SO₃）

還原，發生的反應：

2

M

n

O

-

4

+5

SO

2

-

3

+6CH₃COOH=2Mn²⁺+5

SO

2

-

4

+3H₂O+6CH₃COO^-

2

M

n

O

-

4

+5

SO

2

-

3

+6CH₃COOH=2Mn²⁺+5

SO

2

-

4

+3H₂O+6CH₃COO^-

，

MnO₂+

SO

2

-

3

+2CH₃COOH=Mn²⁺+

SO

2

-

4

+H₂O+2CH₃COO^-

MnO₂+

SO

2

-

3

+2CH₃COOH=Mn²⁺+

SO

2

-

4

+H₂O+2CH₃COO^-

。
經實驗驗證，猜想合理。
由以上實驗可知：

SO

2

-

3

、MnO₂的性質不僅與溶液的酸堿度有關；還與試劑的用量等有關。