(2011•抚顺一模)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

(2011•抚顺一模)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溶液,观察是否有白色沉淀生成
D.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄氯色气体生成
(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,设计如下对比实验:
实验 外加试剂 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 迅速变棕褐色
①该小组从上述对比实验中,可以得出的结论是______.
②写出在酸性条件下MnO2氧化I-的离子方程式______.
(3)为了探究MnO2的催化效果,需要用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.配制过程中除了用到量筒、烧杯、100mL容量瓶外,还需用到的玻璃仪器名称是______,需用量筒量取______mL30%的H2O2溶液.MnO2催化H2O2分解的化学方程式为
2H2O2
MnO2
.
2H2O+O2
2H2O2
MnO2
.
2H2O+O2
,反应结束后将液体与MnO2分离的实验操作名称叫______.
(4)实验室用MnO2制取氯气的化学方程式为
MnO2+4HCl(浓)
.
MnCl2+Cl2 ↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓)
.
MnCl2+Cl2 ↑+2H2O

(5)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______.
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ee机遇安徽 幼苗

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解题思路:(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;根据固体和液体的分离方法解答;
(4)根据浓盐酸和二氧化锰的性质判断生成物,从而确定方程式;
(5)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.

(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,二氧化锰与浓盐酸反应需在加热的条件下,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,
故答案为:酸性越强,MnO2氧化性越强;
②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: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],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,冷却后转移到100mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管;过氧化氢在二氧化锰的作用下分解出水和氧气;反应后的溶液为二氧化锰和水,二氧化锰难溶于水,固体和液体分离可采用过滤的方法,
故答案为:玻璃棒、胶头滴管;10.0;2H2O2

MnO2
.
2H2O+O2↑;过滤;
(4)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,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)


.
MnCl2+Cl2 ↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)


.
MnCl2+Cl2 ↑+2H2O,
(5)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:
本题考点: 性质实验方案的设计;原电池和电解池的工作原理;配制一定物质的量浓度的溶液;化学实验方案的评价.

考点点评: 本题考查了MnO2的氧化能力的探究,解答须根据二氧化锰、过氧化氢的性质解答,题目难度中等.

1年前

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