20.(2010·上海静安区模拟)可以通过实验探究有关物质氧化性和还原性的强弱。
Ⅰ.探究有关物质氧化性的强弱。
已知Bi位于周期表中VA族,+3价较稳定,NaBiO3溶液为无色,Bi3+无色;Mn2+无色,MnO4-呈紫红色;Pb位于周期表中IVA族,+2价较稳定,PbSO4是一种白色沉淀。取一定量的Mn(NO3)2溶液依次进行实验,现象记录如下。
①滴加适量的NaBiO3溶液,溶液变为紫红色。
②继续滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有气泡产生。
③再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色。
④最后通入足量的SO2气体。
请回答下列问题:
(1)推测实验④中的现象为____________________________。
(2)分析上述现象,KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为________。
Ⅱ.探究镁、铝、铜金属单质还原性的强弱。
现有镁条、铝片、铝粉、铜片、氧化镁、氧化铝、氧化铁、盐酸、硝酸银溶液、硫酸铜溶液及其它常用的实验用品和仪器,根据现有药品,请你设计简单实验验证镁、铝、铜金属单质的还原性强弱。
依据你设计的实验方案,回答下列问题:
(3)实验原理:用化学方程式表示实验中的反应:
①________________________________________;
②________________________________________;
③________________________________________。
(4)实验现象:能够充分说明镁、铝、铜金属单质还原性强弱的明显现象是________。
[解析]Ⅰ.①向Mn(NO3)2溶液中滴加NaBiO3溶液时,溶液变为紫红色,说明有MnO4-生成,即Mn2+被氧化成MnO4-,NaBiO3溶液被还原成Bi3+,所以氧化性NaBiO3>KMnO4;②向所得到的KMnO4溶液中滴加H2O2,紫红色褪去,说明MnO4-被还原成Mn2+,H2O2被氧化成O2,所以氧化性KMnO4>H2O2;③向含Mn2+的溶液中加入PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色,说明Mn2+又被氧化成MnO4-,PbO2被还原成Pb2+,所以氧化性PbO2>KMnO4;④MnO4-可以将SO2氧化成SO42-,SO42-和Pb2+结合生成白色的PbSO4沉淀。
Ⅱ.镁、铝是活泼金属,能够和盐酸反应放出氢气,但是更活泼的镁反应更为剧烈;铜是不活泼金属,不能和盐酸反应放出氢气,但是可以和硝酸银溶液发生置换反应生成更不活泼的单质银。
[答案]
(1)紫红色褪去,生成白色沉淀
(2)PbO2>KMnO4>H2O2
(3)Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 2 Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(4)镁条、铝片分别与盐酸反应时,镁条与盐酸反应更剧烈;铜和硝酸银溶液反应时,铜片表面有银白色物质析出。