15.MnO2是一種重要的化工試劑,在合成工業(yè)用途廣泛,在實(shí)驗(yàn)室我們也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)它的身影.
(1)實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制氧氣時(shí)用到了MnO2,其作用為:催化劑,實(shí)驗(yàn)后剩余的MnO2要回收利用,回收時(shí)從反應(yīng)混合物中分離出MnO2的方法為:過濾(或蒸發(fā)).
(2)實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的反應(yīng)為:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O其中MnO2的作用為:氧化劑(填氧化劑或還原劑),該反應(yīng)體積了HCl的酸性、還原性性,當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),被氧化的HCl為1mol.
(3)1892年德貝萊鈉首次提出用MnO2催化KClO3熱分解的反應(yīng)制備O2,當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)氣態(tài)產(chǎn)物有異常的氣體,后來證明其中含有少量Cl2.甲、乙兩名同學(xué)對(duì)產(chǎn)生Cl2的原因分別提出假設(shè):
①甲同學(xué)認(rèn)為是殘余的KClO3氧化了生成的KCl;
②乙同學(xué)認(rèn)為是MnO2氧化了生成的KCl.
請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,幫助甲、乙同學(xué)證明哪種假設(shè)是正確的:可以定量檢測反應(yīng)前后MnO2的質(zhì)量是否變化或加水溶解后測定溶液中是否含有Mn2+

分析 (1)MnO2在實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制氧氣時(shí),其作用為催化劑,有過濾的方法分離實(shí)驗(yàn)后剩余的MnO2;
(2)在4HCl(濃)+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+MnCl2+2H2O中,Mn元素的化合價(jià)降低,Cl元素得化合價(jià)升高,則MnO2為氧化劑,HCl為還原劑,氧化劑中Mn元素得到電子被還原,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),被氧化的HCl為2mol,由此分析解答;
(3)①甲同學(xué)認(rèn)為是殘余的KClO3氧化了生成的KCl,此時(shí)二氧化錳的質(zhì)量不變;
②乙同學(xué)認(rèn)為是MnO2氧化了生成的KCl,此時(shí)+4價(jià)的轉(zhuǎn)化為+2價(jià)的錳.

解答 解:(1)MnO2在實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制氧氣時(shí),其作用為催化劑,有過濾的方法分離實(shí)驗(yàn)后剩余的MnO2,故答案為:催化劑;過濾(或蒸發(fā));
(2)在4HCl(濃)+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+MnCl2+2H2O中,Mn元素的化合價(jià)降低,Cl元素得化合價(jià)升高,則MnO2為氧化劑,HCl為還原劑和酸性,氧化劑中Mn元素得到電子被還原,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),被氧化的HCl為2mol,所以當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),被氧化的HCl為1mol,故答案為:氧化劑;酸性、還原性;1;
(3)①甲同學(xué)認(rèn)為是殘余的KClO3氧化了生成的KCl,此時(shí)二氧化錳的質(zhì)量不變;
②乙同學(xué)認(rèn)為是MnO2氧化了生成的KCl,此時(shí)+4價(jià)的轉(zhuǎn)化為+2價(jià)的錳,所以可以定量檢測反應(yīng)前后MnO2的質(zhì)量是否變化(或加水溶解后測定溶液中是否含有Mn2+),故答案為:可以定量檢測反應(yīng)前后MnO2的質(zhì)量是否變化或加水溶解后測定溶液中是否含有Mn2+

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng),明確元素的化合價(jià)變化及氧化還原反應(yīng)中的基本概念即可解答,并注意該反應(yīng)中HCl的作用來解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.A、B、C、D、E五種短周期元素中,A、B、C位于同一周期相鄰位置,A、C的原子序數(shù)之比為3:4,A、B、C分別與D形成化合物分子中都含有10個(gè)電子,E的原子結(jié)構(gòu)中從內(nèi)到外各電子層的電子數(shù)之比為1:4:1.下列敘述中,正確的是( 。
A.A、B、C分別與D形成的化合物的熱穩(wěn)定性依次減弱
B.B、D原子構(gòu)成的一種分子B2D4只含有極性共價(jià)單鍵
C.B、C、D三種元素可以形成酸、堿或者鹽三種物質(zhì)
D.C的離子半徑小于E的離子半徑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.下來氣體有顏色的是(  )
A.Cl2B.O2C.NOD.CO

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3.下列溶液中的c(Cl-)與50mL 1mol/L  FeCl3溶液中c(Cl-)相等的是( 。
A.75mL  1mol/L的AlCl3溶液B.75mL 2mol/L的NaCl溶液
C.100mL  1.5mol/L的NH4Cl溶液D.150mL  1mol/L的KCl溶液

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10.對(duì)于某些常見物質(zhì)的檢驗(yàn)及結(jié)論一定正確的是( 。
A.加稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體,將氣體通過澄清石灰水中,溶液變濁,一定有SO32-
B.加氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸沉淀不消失,一定有SO42-
C.加氫氧化鈉并加熱,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán),一定有NH4+
D.某溶液焰色反應(yīng)為黃色,則待測液中一定不含鉀元素

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20.化學(xué)與社會(huì)、生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列說法正確的是( 。
A.生石灰用作食品抗氧化劑
B.從海水中提取物質(zhì)都必須通過化學(xué)反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)
C.航天飛機(jī)上的陶瓷防護(hù)片屬于新型無機(jī)非金屬材料
D.草木灰與(NH42HPO4可混合施用為植物提供N、P、K三種營養(yǎng)元素

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,鐵的氧化物、鹵化物以及含氧酸鹽均為重要的化合物.
(1)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料.已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1648kJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393kJ•mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)△H=-1480kJ•mol-1
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(2)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料.該材料可用于制造高容量鋰電池,該電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式為FeS2+4e-=Fe+2S2-
(3)FeCl3具有凈水作用,其凈水的原理是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,F(xiàn)e3+水解,生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)(寫出離子方程式及必要的文字說明).但FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是2Fe3++Fe=3Fe2+(用離子方程式表示).
(4)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3
①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol•L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol•L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol•L-1,則該溶液的pH約為2.
②完成并配平離子方程式:
1ClO3-+6Fe2++6H+=1Cl-+6Fe3++3H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

4.寫出下列化學(xué)方程式:
(1)濃硫酸與紅熱的碳反應(yīng)C+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(2)銅和稀硝酸反應(yīng)3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O.
(3)鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.

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5.等物質(zhì)的量的${\;}_{1}^{1}{H}_{2}$、${\;}_{1}^{2}{H}_{2}$、${\;}_{1}^{3}{H}_{2}$的質(zhì)量比為1:2:3;相同條件下等質(zhì)量的三種氣體${\;}_{1}^{1}{H}_{2}$、${\;}_{1}^{2}{H}_{2}$、${\;}_{1}^{3}{H}_{2}$的體積比為6:3:2.

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