题目内容
MnO2在酸性溶液中具有强氧化性,可被还原为Mn2+,它还对H2O2的分解具有良好的催化效果.某兴趣小组通过实验研究MnO2的性质.
(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是 .
A、把MnO2固体加入到FeSO4溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红
B、把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红
C、把MnO2固体加入到Na2SO3溶液中,再加入BaCl2观察是否有白色沉淀生成
D、把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成
(2)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力,他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同,恒定实验温度在298K,设计如下对比试验.
该小组从上述对比实验中,可以得出的结论是 .
写出在酸性条件下,MnO2氧化I-的离子方程式 .
(3)欲探究MnO2的催化效果,需要用30%的H2O2溶液(密度近似为1g/cm3)配制浓度3%的H2O2溶液(密度近似为1g/cm3)100mL.其配制方法是:用量筒量取 mL30%H2O2溶液放入 (填仪器名称)中,再加入一定量的水,搅拌均匀.
(4)在实验时,某同学把1滴KI溶液误滴入到过量的5mL3%的H2O2溶液中,发现产生了大量气泡.该小组查阅到KI与H2O2可发生如下反应:2KI+H2O2=KOH+I2,认为有可能是反应产物I2起了催化H2O2分解的作用.请设计一个简单实验证明该假设是否正确.
.
(5)实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,下列仪器可作为该反应的反应容器的是 (填序号).

(6)二氧化锰可用于制作干电池,电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,则其正极的电极反应式为 .
(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是
A、把MnO2固体加入到FeSO4溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红
B、把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红
C、把MnO2固体加入到Na2SO3溶液中,再加入BaCl2观察是否有白色沉淀生成
D、把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成
(2)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力,他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同,恒定实验温度在298K,设计如下对比试验.
| 实验 | 酸或碱 | 现象 |
| A | 1滴0.2mol/LNaOH溶液 | 不变色 |
| B | 1滴水 | 缓慢变浅棕褐色 |
| C | 1滴0.1mol/L硫酸溶液 | 迅速变棕褐色 |
写出在酸性条件下,MnO2氧化I-的离子方程式
(3)欲探究MnO2的催化效果,需要用30%的H2O2溶液(密度近似为1g/cm3)配制浓度3%的H2O2溶液(密度近似为1g/cm3)100mL.其配制方法是:用量筒量取
(4)在实验时,某同学把1滴KI溶液误滴入到过量的5mL3%的H2O2溶液中,发现产生了大量气泡.该小组查阅到KI与H2O2可发生如下反应:2KI+H2O2=KOH+I2,认为有可能是反应产物I2起了催化H2O2分解的作用.请设计一个简单实验证明该假设是否正确.
(5)实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气,下列仪器可作为该反应的反应容器的是
(6)二氧化锰可用于制作干电池,电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,则其正极的电极反应式为
考点:性质实验方案的设计,化学实验方案的评价
专题:实验设计题
分析:(1)三价铁离子和KSCN溶液反应:Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3颜色为血红色,亚硫酸钡为白色沉淀,二氧化锰与稀盐酸在常温下不反应;
(2)碘单质在水中的颜色为棕褐色,二氧化锰氧化碘离子生成单质碘,碘浓度越大,颜色越深;根据锰的氧化性和碘离子的还原性解答;
(3)根据实验操作的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器;根据所需30%的H2O2溶液的浓度与3%的H2O2溶液的关系确定所需的量筒的体积;
(4)要探究反应产物I2起了催化H2O2分解的作用,可以向双氧水中加入碘单质;
(5)根据浓盐酸和二氧化锰的装置来选择仪器;
(6)依据电池反应,原电池中元素化合价降低的在正极发生还原反应.
(2)碘单质在水中的颜色为棕褐色,二氧化锰氧化碘离子生成单质碘,碘浓度越大,颜色越深;根据锰的氧化性和碘离子的还原性解答;
(3)根据实验操作的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器;根据所需30%的H2O2溶液的浓度与3%的H2O2溶液的关系确定所需的量筒的体积;
(4)要探究反应产物I2起了催化H2O2分解的作用,可以向双氧水中加入碘单质;
(5)根据浓盐酸和二氧化锰的装置来选择仪器;
(6)依据电池反应,原电池中元素化合价降低的在正极发生还原反应.
解答:
解:(1)A.把MnO2固体加入到FeSO4溶液中,如果二氧化锰具有氧化性,将+2价的铁氧化成+3价的铁,则再加入KSCN溶液,三价铁离子和KSCN溶液反应:Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3颜色为血红色,所以观察溶液是否变红可判断,故A正确;
B.把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红,不加MnO2固体也能变红,变红是三价铁离子和KSCN溶液反应的结果,故B错误;
C.把Na2SO3溶液再加入BaCl2溶液,有白色沉淀亚硫酸钠生成,MnO2固体加入与否无关,故C错误;
D.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成,反应产物I2起了催化H2O2分解的作用稀盐酸且常温,不反应,故D错误;
故选A.
(2)①该小组从上述对比实验中,碘浓度越大,颜色越深,说明生成的碘越多,与此对应的条件是酸性强,
在酸性条件下MnO2氧化I-,二氧化锰被还原成+2价的锰离子,碘离子被还原成单质碘,所以离子方程式为:2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O,
故答案为:酸性越强,MnO2氧化性越强;2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O;
(3)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,用30%的H2O2溶液(密度按1g/cm3)配制浓度为3%的H2O2溶液(密度按1g/cm3)100mL,过氧化氢的浓度为原来的
,量筒的精确度为0.1mL,所以需用量筒10.0mL量取药品,在烧杯中溶解,冷却,故答案为:10.0;烧杯;
(4)要探究反应产物I2起了催化H2O2分解的作用,可以向双氧水中加入碘单质,看是否会产生气体即可,
故答案为:取5mL3%的H2O2溶液于试管中,滴入1滴碘水,观察是否有大量气泡产生,若有说明假设正确;反之假设不正确;
(5)浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水,可以供选择的能加热的反应容器是圆底烧瓶或是硬质试管,故答案为:AD;
(6)MnO2可用于制作干电池,电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,则其正极的电极反应式为2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,
故答案为:2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O.
B.把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红,不加MnO2固体也能变红,变红是三价铁离子和KSCN溶液反应的结果,故B错误;
C.把Na2SO3溶液再加入BaCl2溶液,有白色沉淀亚硫酸钠生成,MnO2固体加入与否无关,故C错误;
D.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成,反应产物I2起了催化H2O2分解的作用稀盐酸且常温,不反应,故D错误;
故选A.
(2)①该小组从上述对比实验中,碘浓度越大,颜色越深,说明生成的碘越多,与此对应的条件是酸性强,
在酸性条件下MnO2氧化I-,二氧化锰被还原成+2价的锰离子,碘离子被还原成单质碘,所以离子方程式为:2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O,
故答案为:酸性越强,MnO2氧化性越强;2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O;
(3)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,用30%的H2O2溶液(密度按1g/cm3)配制浓度为3%的H2O2溶液(密度按1g/cm3)100mL,过氧化氢的浓度为原来的
| 1 |
| 10 |
(4)要探究反应产物I2起了催化H2O2分解的作用,可以向双氧水中加入碘单质,看是否会产生气体即可,
故答案为:取5mL3%的H2O2溶液于试管中,滴入1滴碘水,观察是否有大量气泡产生,若有说明假设正确;反之假设不正确;
(5)浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水,可以供选择的能加热的反应容器是圆底烧瓶或是硬质试管,故答案为:AD;
(6)MnO2可用于制作干电池,电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,则其正极的电极反应式为2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,
故答案为:2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O.
点评:本题是一道物质的性质实验方案设计题,考查学生分析和解决问题的能力,注意知识的迁移和应用是关键,难度较大.
练习册系列答案
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下列类比关系正确的是( )
| A、Fe在冷的浓硝酸中发生钝化,Cu在冷的浓硝酸中也发生钝化 |
| B、Na2O2 与CO2反应生成Na2CO3和O2,与SO2反应可生成Na2SO3和O2 |
| C、Fe与Cl2反应生成FeCl3,则与I2反应可生成FeI3 |
| D、Al与Fe2O3能发生铝热反应,则Al与MnO2也能发生铝热反应 |
在物质分类中,前者包含后者的是( )
| A、氧化物、化合物 |
| B、固体、晶体 |
| C、溶液、胶体 |
| D、碱性氧化物、酸性氧化物 |