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4.实验室常用MnO2与浓盐酸反应来制备氯气:MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑,在此反应中(1)氧化产物是Cl2
(2)氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(3)用双线桥法标出电子转移的方向和数目:
(4)若要产生112mL氯气,则转移的电子数目是0.01NA
(5)将此反应改写成离子方程式MnO2+4H++Cl-=Mn2++2H2O+Cl2↑.

分析 反应MnO2+4HCl═MnCl2+Cl2+2H2O中,Mn元素化合价降低,被还原,MnO2为氧化剂,Cl元素化合价升高,被氧化,HCl为还原剂,Cl2为氧化产物,MnCl2为还原产物,结合电子转移相等解答.

解答 解:反应MnO2+4HCl═MnCl2+Cl2+2H2O中,Mn元素化合价降低,被还原,MnO2为氧化剂,Cl元素化合价升高,被氧化,HCl为还原剂,Cl2为氧化产物,MnCl2为还原产物,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:2,氧化剂和还原剂得失电子数目相等,由元素化合价的变化可知转移的电子数目为2,用“双线桥法”表示氧化还原反应中电子转移情况为:
故答案为:(1)Cl2;(2)1:2    (3)
(4)根据HCl中Cl元素化合价升高生成Cl2,所以若要产生112mL氯气,则转移的电子数目是$\frac{112×10{\;}^{-3}}{22.4}$×2=0.01NA,故答案为:0.01NA
 (5)反应MnO2+4HCl═MnCl2+Cl2+2H2O中,改写成离子方程式为MnO2+4H++Cl-=Mn2++2H2O+Cl2↑,故答案为:MnO2+4H++Cl-=Mn2++2H2O+Cl2↑.

点评 本题考查氧化还原反应,侧重于学生的分析能力的考查,为高考高频考点和常见题型,注意从元素化合价的角度分析,难度不大.

练习册系列答案
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14.李强在学习了高中化学《铁及其化合物》一节的知识后,对初中“铁丝在氧气中燃烧”实验中的产物产生了疑惑,他认为燃烧时溅落下来的黑色物质中除了Fe3O4外可能还含有其他物质,为了验证自己的猜想,他在实验室中重做该实验,并进行了如下探究活动:查阅资料:①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种,FeO高温时极易被氧化为Fe2O3,而Fe2O3在高温时又容易分解成Fe3O4和一种气体;②铁的氧化物的分解温度及铁的熔点:
Fe3O4Fe2O3Fe
分解温度/°C15381400-
熔点/°C--1535
(1)根据以上资料,李强提出猜想:黑色物质的成分可能为Fe和Fe3O4.为了确定黑色物质的成分,李强设计了如下几个实验方案:
方案1:取该黑色物质溶于足量的稀硫酸中,观察是否有大量气体生成.
方案2:称取碾碎成粉末状的黑色物质a g,在空气中充分灼烧,待反应完全后,在干燥器里冷却,再称重,反复多次直到固体恒重,称得质量为b g,比较a、b的关系.
方案3:取少量碾碎成粉末状的黑色物质,用磁铁吸引,看是否被吸起.
你认为能够证明李强猜想的合理实验方案是方案2,其他方案不合理的原因是黑色固体中Fe含量很少,同时在溶液中发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,则方案1看不到明显现象(只说其中的一个理由).
(2)针对李强的质疑,研究性学习小组又设计了新的探究方案,装置如下图所示.

a.若反应都进行完全,要想确定黑色固体成分必须测定下列物理量中的②③⑤(只填序号).
①通入氢气体积V ②反应前,黑色固体+硬质玻璃管的总质量m1 ③完全反应后黑色固体+硬质玻璃管的总质量m2 ④实验前,干燥管质量m3 ⑤硬质玻璃管质量m4 ⑥锌粒质量m5 ⑦稀硫酸中含溶质的量n ⑧实验后,干燥管质量m6
b.根据测定的实验数据,计算出黑色固体中Fe3O4的质量分数为$\frac{29(m1-m2)}{8(m2-m3)}$.
(3)向一定量FeO、Fe和Fe3O4的混合物中加入100 mL l.5 mol•L-1的盐酸,使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)气体,再向反应后的溶液中加入1 mol•L-1NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液的体积最少为C
A.90 mL             B.100 mL         C.150 mL            D.200 mL.

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