题目内容

7．锰、铝、铁、钠的单质及其化合物在工业生产中有着广泛应用．请回答下列问题：
（1）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO2）反应来冶炼锰．
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是3MnO2+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al2O3（用化学方程式来表示）．
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂．若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中，MnO2溶解产生Mn2+，该反应的离子方程式是MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O．
（2）将一定量的铁粉在氯气中燃烧后所得固体溶于水可得到溶液X．取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色；另一份中加入黄色铁氰化钾 （K3[Fe（CN）6]）溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀．已知：K3[Fe（CN）6]的电离方程式为K3[Fe（CN）6]=3K++[Fe（CN）6]3-．请分析：
①用化学方程式表示产生两种金属阳离子的原因．
②蓝色沉淀是由铁氰化钾与低价态阳离子反应的结果，试写出该反应的离子方程式3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓．
（3）将15.6g Na2O2和5.4g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入HCl气体6.72L（标准状况），若忽略反应过程中溶液的体积变化．
请完成下列问题：
①反应过程中共得到的气体的体积为8.96L（标准状况）；
②最终是否有沉淀产生？是（填“是”或“否”），若有沉淀产生，其质量为7.8g． （若不存在，则不必回答第（2）问）

分析 （1）①高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，为铝热反应；
②根据提供的反应物和产物及氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价，氧元素化合价肯定升高；
（2）Fe在氯气中燃烧生成氯化铁，取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色，则X中含Fe3+，另一份中加入黄色铁氰化钾 （K3[Fe（CN）6]）溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀，则X中还含具有还原性的Fe2+，即Fe与氯气的反应中Fe过量，以此解答；
（3）15.6gNa2O2的物质的量为$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，5.4gAl的物质的量为$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，6.72LHCl气体的物质的量为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol；先计算过氧化钠、铝及HCl的物质的量，再利用发生的化学反应：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑、NaOH+HCl═NaCl+H2O、NaAlO2+HCl+H2O═Al（OH）3↓+NaCl来分析解答．

解答 解：（1）①高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，反应的方程式为3MnO2+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al2O3，
故答案为：3MnO2+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al2O3；
②根据氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价，氧化合价肯定升高，所以产物有氧气生成，反应为MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O；
（2）Fe在氯气中燃烧生成氯化铁，取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色，则X中含Fe3+，另一份中加入黄色铁氰化钾 （K3[Fe（CN）6]）溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀，则X中还含具有还原性的Fe2+，即Fe与氯气的反应中Fe过量，
①由上述分析可知，X中含金属离子为Fe3+、Fe2+，发生的反应有：2Fe+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，
故答案为：2Fe+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2；
②蓝色沉淀是由铁氰化钾与低价态阳离子反应的结果，低价阳离子为亚铁离子，则反应的离子方程式为：3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓，
故答案为：3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓；
（3）15.6gNa2O2的物质的量为$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，5.4gAl的物质的量为$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，6.72LHCl气体的物质的量为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
0.2mol               0.4mol   2.24L
2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑
0.2mol      0.2mol     0.2mol      6.72L
显然氢氧化钠过量，铝完全反应，
①反应中共得到气体的体积为：2.24L+6.72L=8.96L，
故答案为：8.96L；
②将15.6gNa2O2和5.4gAl同时放入一定量的水中，反应后溶液的成分为0.2molNaOH和0.2molNaAlO2，加入0.3molHCl，0.2mol氢氧化钠消耗0.2mol氯化氢，剩余的0.1mol氯化氢与偏铝酸钠反应NaAlO2+HCl+H2O═Al（OH）3↓+NaCl生成0.1mol氢氧化铝沉淀，
生成的氢氧化铝的质量为：78g/mol×0.1mol=7.8g，
故答案为：是；7.8g．

点评 本题考查了金属及其化合物性质的综合应用、离子方程式的计算，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力，注意掌握常见金属单质及其化合物性质，能够根据根据发生的反应完成相关计算．

练习册系列答案
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