某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现,二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止,对此现象开展探究。
(1)二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓) △ MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+4HCl(浓) △ MnCl2+Cl2↑+2H2O。
【提出猜想】ⅰ.随着反应进行,c(Cl-)降低,不能被二氧化锰氧化
ⅱ.随着反应进行,……
【进行实验】将反应后的固液混合物倒出,平均分在2个试管中,分别进行以下实验,证实了猜想ⅰ不成立。
△
△
序号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ | 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;____,充分振荡,继续加热 | 试纸未变蓝 |
Ⅱ | 将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口,加热试管;滴入2滴浓硫酸,充分振荡,继续加热 | 滴入浓硫酸前,试纸不变蓝;滴入浓硫酸后,试纸变蓝 |
加入固体NaCl
加入固体NaCl
。(3)Ⅱ中试纸变蓝说明试管中的反应产生了
Cl2
Cl2
(填化学式)。【进一步实验】设计如下实验进一步探究。
序号 | 实验装置 | 实验操作 | 现象 |
Ⅲ |
![]() |
向左侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 | 滴加浓硫酸前,电流表指针不偏转; 滴加浓硫酸后,电流表指针偏转 |
Ⅳ | 向右侧烧杯中滴加2滴浓硫酸 | 电流表指针始终不偏转 |
MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O
MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O
。(5)依据实验Ⅰ-Ⅳ,解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是
c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-
c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-
。【新的探究】小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。
序号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅴ | 在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水 | 产生气泡 |
Ⅵ | 在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸,再加入2毫升5%双氧水 | 产生气泡,黑色固体消失,生成无色溶液 |
MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O
MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O
。(7)结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论,解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因
滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
。【考点】氯气的实验室制法.
【答案】MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;加入固体NaCl;Cl2;MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O;c(H+)减少,降低了MnO2的氧化性,不能继续氧化Cl-;MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O;滴入浓硫酸,c(H+)增大,增强了MnO2的氧化性,MnO2与双氧水发生氧化还原反应被消耗,同时生成无色的Mn2+
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【解答】
【点评】
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