题目内容

【题目】某化学小组研究盐酸被氧化的条件,进行如下实验。

(1)研究盐酸被MnO2氧化。

实验

操作

现象

Ⅰ

常温下将MnO2和12mol·L-1浓盐酸混合

溶液呈浅棕色,有刺激泩气味

Ⅱ

将Ⅰ中混合物过滤,加热滤液

生成大量黄绿色气体

Ⅲ

加热MnO2和4mol·L-1稀盐酸混合物

无明显现象

①已知MnO2呈弱碱性。Ⅰ中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应,化学方程是________ 。

②Ⅱ中发生了分解反应,反应的化学方程式是________ 。

③Ⅲ中无明显现象的原因,可能是c(H+)或c(Cl-)较低,设计实验Ⅳ进行探究:

将实验Ⅲ、Ⅳ作对比,得出的结论是________。

④用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验V:

i. K闭合时,指针向左偏转

ⅱ. 向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7mol·L-1,指针偏转幅度变化不大ⅲ.再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7mol·L-1,指针向左偏转幅度增大

将i和ⅱ、ⅲ作对比,得出的结论是________。

(2)研究盐酸能否被氧化性酸氧化。

①烧瓶中放入浓H2SO4,通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸,烧瓶上方立即产生白雾,用湿润的淀粉KI试纸检验,无明显现象。由此得出浓硫酸________(填“能”或“不能”)氧化盐酸。

②向试管中加入3mL浓盐酸,再加入1mL浓HNO3,试管内液体逐渐变为橙色,加热,产生棕黄色气体,经检验含有NO2。

实验

操作

现象

Ⅰ

将湿润的淀粉KI试纸伸入棕黄色气体中

试纸先变蓝,后褪色

Ⅱ

将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净Cl2中

试纸先变蓝,后褪色

Ⅲ

……

……

通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ证明混合气体中含有Cl2,Ⅲ的操作是________。

(3)由上述实验得出:盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、________有关。

【答案】MnO2+4HCl=MnCl4+2H2O MnCl4Cl2↑+MnCl2 Ⅲ中没有明显现象的原因是c(H+)、c(Cl-)较低,需要增大到一定浓度才能被MnO2氧化 HCl的还原性与c(H+)无关;MnO2的氧化性与c(H+)有关,c(H+)越大,MnO2的氧化性越强 不能 将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO2中 c(Cl-)、c(H+)(或浓度)

【解析】

(1)①MnO2呈弱碱性与浓盐酸发生复分解反应,生成四氯化锰和水;

②MnCl4加热发生分解反应,产生的黄绿色气体Cl2;

③对比实验Ⅳ、实验Ⅲ,增大c(H+)或c(Cl-)后,均能产生黄绿色气体,即可得出结论;

④右管中滴加浓H2SO4,溶液中c(H+)增大,但指针偏转幅度不大,说明c(H+)不影响HCl的还原性;左管中滴加浓H2SO4,溶液中c(H+)增大,指针偏转幅度增大,说明c(H+)对MnO2的氧化性有影响,且c(H+)越大,MnO2的氧化性越强;

(2)①烧瓶上方立即产生白雾,用湿润的淀粉KI试纸检验,无明显现象,说明产生的白雾中没有Cl2;

②实验Ⅱ中将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的Cl2中,观察到试纸先变蓝,后褪色,因此实验Ⅲ需检验NO2对湿润的淀粉KI试纸的颜色变化,从而证明混合气体中是否含有Cl2;

(3)由上述实验过程分析可得,盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、c(H+)或c(Cl-)有关。

(1)①由于MnO2呈弱碱性,与浓盐酸发生复分解反应,则该反应的化学方程式为:MnO2+4HCl=MnCl4+2H2O;

②将Ⅰ中混合物过滤后,所得滤液为MnCl4溶液,加热后产生的黄绿色气体为Cl2,由于该反应为分解反应,因此反应的化学方程式为:MnCl4MnCl2+Cl2↑;

③实验Ⅳ中增大c(H+)或c(Cl-)后,均能产生黄绿色气体,因此说明实验Ⅲ中无明显现象是由于溶液中c(H+)、c(Cl-)较低引起的,需要增大到一定浓度才能被MnO2氧化;

④右管中滴加浓H2SO4,溶液中c(H+)增大,但指针偏转幅度不大,说明c(H+)不影响HCl的还原性;左管中滴加浓H2SO4,溶液中c(H+)增大, 指针偏转幅度增大,说明c(H+)对MnO2的氧化性有影响,且c(H+)越大,MnO2的氧化性越强;

(2)①烧瓶上方立即产生白雾,用湿润的淀粉KI试纸检验,无明显现象,说明产生的白雾中没有Cl2,因此说明HCl不能被浓硫酸氧化;

②实验Ⅱ中将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的Cl2中,观察到试纸先变蓝,后褪色,因此实验Ⅲ需检验NO2对湿润的淀粉KI试纸的颜色变化,从而证明混合气体中是否含有Cl2,因此实验Ⅲ的操作是将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO2中;

(3)由上述实验过程分析可得,盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、c(H+)或c(Cl-)有关。

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