某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價錳化合物的反應(yīng)。查閱資料顯示:
a.Mn2+在一定條件下能被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(綠色)、(紫色)。
b.濃堿條件下,可被OH-還原為。
c.Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關(guān),NaClO的氧化性隨堿性增強(qiáng)而減弱。
d.Mn(OH)2為白色沉淀。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持裝置略):
序號 |
物質(zhì)X |
C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
通入Cl2前 |
通入Cl2后 |
Ⅰ |
水 |
得到無色溶液 |
產(chǎn)生棕黑色沉淀,且放置后不發(fā)生變化 |
Ⅱ |
5%NaOH溶液 |
產(chǎn)生白色沉淀,在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 |
棕黑色沉淀增多,放置后溶液變?yōu)樽仙?,仍有沉?/td>
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Ⅲ |
40%NaOH溶液 |
產(chǎn)生白色沉淀,在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀 |
棕黑色沉淀增多,放置后溶液變?yōu)樽仙?,仍有沉?/td>
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(1)A中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:2KMnO
4+16HCl═2KCl+2MnCl
2+5Cl
2↑+8H
2O。用雙線橋標(biāo)出該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目
。
(2)通入Cl
2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)樽睾谏幕瘜W(xué)方程式為
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
。
(3)對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ通入Cl
2后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對于Mn
2+還原性與溶液酸堿性的認(rèn)識是
二價錳化合物在中性或弱酸性條件下只能被氧化到MnO2,在堿性條件下可以被氧化到更高價態(tài),Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)
二價錳化合物在中性或弱酸性條件下只能被氧化到MnO2,在堿性條件下可以被氧化到更高價態(tài),Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)
。
(4)根據(jù)資料b,Ⅲ中應(yīng)得到綠色溶液,而實(shí)驗(yàn)中得到紫色溶液,分析現(xiàn)象與資料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl
2導(dǎo)致溶液的堿性減弱。
原因二:可能是氧化劑過量,氧化劑將
氧化為
。
①用化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
。
②?、笾蟹胖煤蟮?mL懸濁液,加入4mL40%NaOH溶液,觀察到溶液紫色迅速變?yōu)榫G色,且有無色無味的氣體產(chǎn)生,該氣體的化學(xué)式為
O2
O2
,同時還可觀察到溶液的綠色緩慢加深,即可證明Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量。
③從化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢的角度,分析實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因:
溶液中存在反應(yīng)i 4
+4OH
-=4
+O
2↑+2H
2O、反應(yīng)ii 3ClO
-+2MnO
2+2OH
-=2
+3Cl
-+H
2O,c(OH
-)、c(ClO
-)均很大時,反應(yīng)ii的速率大于反應(yīng)i
溶液中存在反應(yīng)i 4
+4OH
-=4
+O
2↑+2H
2O、反應(yīng)ii 3ClO
-+2MnO
2+2OH
-=2
+3Cl
-+H
2O,c(OH
-)、c(ClO
-)均很大時,反應(yīng)ii的速率大于反應(yīng)i
。
【答案】;2Mn(OH)
2+O
2=2MnO
2+2H
2O;二價錳化合物在中性或弱酸性條件下只能被氧化到MnO
2,在堿性條件下可以被氧化到更高價態(tài),Mn
2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng);Cl
2+2NaOH=NaCl+NaClO+H
2O;O
2;溶液中存在反應(yīng)i 4
+4OH
-=4
+O
2↑+2H
2O、反應(yīng)ii 3ClO
-+2MnO
2+2OH
-=2
+3Cl
-+H
2O,c(OH
-)、c(ClO
-)均很大時,反應(yīng)ii的速率大于反應(yīng)i