MnO2常用于实验室和电池工业.回答下列问题:(1)MnO2主要存在于软锰矿中．写出舍勒用软锰矿制取Cl2的离子方程式MnO2+2Cl-+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O． (2)检验溶液中Mn2+的方法为:向待测溶液中加入硝酸.无明显现象,继续加入难溶于水的NaBiO3 (还原产物为Bi3+).溶液呈� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．MnO₂常用于实验室和电池工业，回答下列问题：

（1）MnO₂主要存在于软锰矿中．写出舍勒用软锰矿制取Cl₂的离子方程式MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）检验溶液中Mn²⁺的方法为：向待测溶液中加入硝酸，无明显现象；继续加入难溶于水的NaBiO₃ （还原产物为Bi³⁺），溶液呈紫红色，写出反应的离子方程式2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O．某生取实验室制备Cl₂后的冷却澄清溶液，依次加入硝酸、少量NaBiO₃，发现溶液变为紫红色后立即褪去，简述紫红色褪去的原因生成的MnO₄^-在酸性溶液中被Cl^-还原为Mn²⁺．
（3）甲、乙分别为工业制备电解锰和电解MnO₂的原理图．
①甲池中阳极放出的气体是氧气．
②要配制乙池的电解质溶液250mL，需要称取MnSO₄37.75g．
③写出乙池中反应的化学方程式MnSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$MnO₂↓+H₂SO₄+H₂↑．
（4）丙所示电解池，通电后阴极和阳极上分别得到单质Mn和MnO₂．
①写出丙池电解总反应的离子方程式2Mn²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mn+MnO₂↓+4H⁺．
②与甲、乙比较，丙的突出优点是制备等量的目标产物，丙的能耗最低．
（5）上述方法制备的MnO₂常用于制造电池．写出碱性锌锰电池放电时的总反应式Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂．

分析（1）二氧化锰在加热条件下与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水；
（2）在酸性介质中，Mn²⁺被氧化成MnO₄^-，NaBiO₃被还原成Bi³⁺，有高锰酸根离子生成，高锰酸根离子为紫红色；酸性条件下，高锰酸根离子把氯离子氧化为氯气；
（3）①阳极上氢氧根离子放电；
②根据质量浓度计算；
③乙池中阳极上锰离子失电子生成二氧化锰，阴极上氢离子得电子生成氢气；
（4）①已知阴极和阳极上分别得到单质Mn和MnO₂，说明电解时Mn²⁺在阳极上失电子，在阴极上得电子；
②丙中存在离子交换膜，只允许部分离子通过；
（5）碱性锌锰电池放电时，负极上Zn失电子生成氢氧化锌，正极上二氧化锰得电子生成MnOOH．

解答解：（1）二氧化锰在加热条件下与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，其反应的方程式为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）NaBiO₃具有强氧化性（比KMnO₄氧化性强），将Mn²⁺氧化为高锰酸根离子，有高锰酸根离子生成，高锰酸根离子为紫红色，该反应的离子方程式为：2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O；酸性条件下，高锰酸根离子把氯离子氧化为氯气，因此溶液紫红色褪去；
故答案为：溶液变为紫红色；2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O；生成的MnO₄^-在酸性溶液中被Cl^-还原为Mn²⁺；
（3）①硫酸锰溶液中，阳极上氢氧根离子放电生成氧气；
故答案为：氧气；
②溶液中Mn²⁺的c（Mn²⁺）=55g/L，则溶液中MnSO₄的质量为55g/L×0.25L×$\frac{151}{55}$=37.75，故答案为：37.75；
③乙池中阳极上锰离子失电子生成二氧化锰，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以电解硫酸锰溶液的得到二氧化锰、氢气和硫酸，其方程式为：MnSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$MnO₂↓+H₂SO₄+H₂↑；
故答案为：MnSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$MnO₂↓+H₂SO₄+H₂↑；
（4）①已知阴极和阳极上分别得到单质Mn和MnO₂，说明电解时Mn²⁺在阳极上失电子，在阴极上得电子；
②丙中存在离子交换膜，只允许部分离子通过，提高了电流效率，所以制备等量的目标产物，丙的能耗最低；
故答案为：制备等量的目标产物，丙的能耗最低；
（5）碱性锌锰电池放电时，负极上Zn失电子生成氢氧化锌，正极上二氧化锰得电子生成MnOOH，则电池放电时的总反应式Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂；
故答案为：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂．

点评本题考查了电解池原理和原电池原理的应用，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握两极上离子的放电顺序以及电极方程式的书写方法．

练习册系列答案

优翼专项小学升学总复习系统强化训练系列答案

19．某烧杯中盛有100mL FeCl₃和CuCl₂的混合液，混合溶液中c（FeCl₃）=2mol/L，c（CuCl₂）=1mol/L．请回答下列问题：
（1）该混合溶液中，Fe³⁺的物质的量n（Fe³⁺）=0.2mol．氯离子的物质的量浓度c（Cl^-）=8mol/L．
（2）向上述烧杯中加入足量铁粉并使之充分反应．写出有关的离子方程式：
①2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
②Cu²⁺+Fe═Cu+Fe²⁺．

16．在体积均为1.0L的两个恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分别充入0.1molCO₂和0.2molCO₂，在不同温度下发生反应CO₂（g）+c（s）?2CO（g）达到平衡，平衡时c（CO₂）随温度的变化如图所示（图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上）．下列说法正确的是（　　）

	A．	反应CO₂（g）+c（s）?2CO（g）△H＜0
	B．	反应速率：V_逆（状态Ⅰ）＞V_逆（状态Ⅲ）
	C．	体系中c（CO）：c（CO，状态Ⅱ）＜2c（CO，状态Ⅲ）
	D．	体系的压强：2P_总（状态Ⅰ）＞P_总（状态Ⅱ）＞P_总（状态Ⅰ）

3．在密闭容器中一定量混合气体发生反应：2A（g）+2B（g）?xC（g），达到平衡时测得A的浓度为0.5mol/L，在温度不变的条件下，将容器中的容积扩大到原来2倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.3mol/L，下列有关判断正确的是（　　）

	A．	x=4		B．	平衡向正反应方向移动
	C．	B的转化率降低		D．	C的体积分数增大

13．N_A代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）

	A．	室温下向1 L pH=1的醋酸溶液中加水，所得溶液的H+数目大于0.1N_A
	B．	60g乙酸与足量乙醇发生酯化反应，充分反应后断裂的C-O键数目为N_A
	C．	某无水乙醇与足量金属钠反应生成5.6 L H₂，该乙醇分子中共价键总数为4 N_A
	D．	已知C₂H₄（g）+H₂（g）═C₂H₆（g）△H=-137.0 kI/mol，乙烯与H2加成时放出68.5 kJ热量，则反应过程中被破坏的碳原子之间共用电子对数目为N_A