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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.该小组设计了如下4个方案

题文

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,观察是否有黄绿色气体生成
(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A1滴0.2mol/LNaOH溶液不变色B1滴水缓慢变浅棕褐色C1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______,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______.

题型:未知 难度:其他题型

答案

(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110,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;

解析

110

考点

据考高分专家说,试题“MnO2在酸性溶液中具有强氧化性,可被还.....”主要考查你对 [氧化还原反应的本质和特征 ]考点的理解。

氧化还原反应的本质和特征

氧化还原反应的本质:
电子的转移(得失或偏移)
氧化还原反应的特征:
化合价升降(某些元素化合价在反应前后发生变化,是氧化还原反应判别的依据)

氧化还原反应的发展史:

  1. 物质与氧气发生的反应属于氧化反应,含氧化合物中氧被夺去的反应属于还原反应。
  2. 有化合价升降的反应属于氧化还原反应。
  3. 有电子得失或偏移的反应属于氧化还原反应。

对物质的认识存在发展的过程,从最初的隔离开的氧化反应、还原反应,到从表面上看化合价变化的氧化还原反应,把氧化与还原统一在一个概念下,再透过现象看本质,化合价的变化是有电子得失或偏移引起的。

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氧化还原反应中应注意的几个问题:

 1、氧化剂氧化性的强弱,不是看得电子的多少,而是看得电子的难易;
还原剂还原性的强弱,不是看失电子的多少,而是看失电子的难易。
eg:氧化性:浓HNO3>稀HNO3还原性:Na>Al

2、有新单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应 eg:C(金刚石)==C(石墨);3O2==2O3(放电);P4(白磷)==4P(红磷)

3、任何元素在化学反应中,从游离态变为化合态,或由化合态变为游离态,均发生氧化还原反应(比如置换反应,化合反应,分解反应)

4、置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。

5、元素具有最高价的化合物不一定具有强氧化性! eg.H3PO4、H2SiO3(或H4SiO4)两酸均无强氧化性但硝酸有强氧化性。

氧化还原的表示可用单线桥也可用双线桥:

一、双线桥法:

此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子或原子团。

标变价 明确标出所有发生氧化还原反应的元素的化合价,不变价的元素不标化合价。

连双线 将标化合价的同一元素用直线加箭头从反应物指向生成物(注意:箭头的起止一律对准各元素)

标得失 1.标电子转移或偏离数 明确标出得失电子数,格式为“得/失发生氧化还原反应原子个数×单位原子得失电子数”

                   2.标化合价变化 一律标出化合价的变化,只有“化合价升高”“化合价降低”这两种写法,不可写为“升价”“降价”等

                   3.标出元素反应类型 一律标出元素所发生的反应,“被氧化”或“被还原”,其余写法均不正确

                   4.检查得失电子守恒 检查得失电子数是否相等,如不相等则重新分析。

例如:
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.该小组设计了如下4个方案

二、单线桥法:

在氧化还原反应中,有电子发生转移(得失或偏移),也就是在反应物中有元素电子发生得失或偏移,这时用一条带箭头的曲线从失去电子的元素指向得到电子的元素,并在“桥”上标出转移的电子数,这种表示方法叫单线桥法。

(1)标价态明确标明发生氧化还原反应的元素的化合价

(2)连单线连接方程式左边的氧化剂与还原剂,箭头一律指向氧化剂

 (3)不注得失标出转移的电子的总数,这里不用像双线桥那样,仅需直接标出电子总数

例如:
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.该小组设计了如下4个方案

注意事项: 

(1)不得标明"得"或"失",否则是错的

(2)箭头表示电子转移的方向,指向氧化剂注意:为了规范起见,单线桥法最好不用于自身氧化还原的反应,因为那样标记会使反应中的电子去向不明确,故在自身氧化还原的反应方程式中最好用双线桥法表示电子转移。

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