某小組同學(xué)探究不同條件下氯氣與二價(jià)錳化合物的反應(yīng)
資料:i.Mn2+在一定條件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(綠色)、(紫色)。
ii.濃堿條件下,可被OH-還原為。
iii.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。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持裝置略)
序號 |
物質(zhì)a |
C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
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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>
|
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)樽仙杂谐恋?/td>
|
(1)B中試劑是
飽和NaCl溶液
飽和NaCl溶液
。
(2)通入Cl
2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色變?yōu)楹谏幕瘜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,對于二價(jià)錳化合物還原性的認(rèn)識是
Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)
Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng)
。
(4)根據(jù)資料ii,Ⅲ中應(yīng)得到綠色溶液,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化學(xué)方程式表示可能導(dǎo)致溶液堿性減弱的原因
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
,但通過實(shí)驗(yàn)測定溶液的堿性變化很小。
②?、笾蟹胖煤蟮?mL懸濁液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速變?yōu)榫G色,且綠色緩慢加深。溶液紫色變?yōu)榫G色的離子方程式為
,溶液綠色緩慢加深,原因是MnO
2被
Cl2
Cl2
(填“化學(xué)式”)氧化,可證明Ⅲ的懸濁液中氧化劑過量;
③?、蛑蟹胖煤蟮?mL懸濁液,加入4mL水,溶液紫色緩慢加深,發(fā)生的反應(yīng)是
3ClO
-+2MnO
2+2OH
-=2
+3Cl
-+H
2O
3ClO
-+2MnO
2+2OH
-=2
+3Cl
-+H
2O
。
④從反應(yīng)速率的角度,分析實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液的可能原因
過量Cl
2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaClO,使溶液的堿性減弱,c(OH
-)降低,溶液中的
被還原為
的速率減小,因而實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液
過量Cl
2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaClO,使溶液的堿性減弱,c(OH
-)降低,溶液中的
被還原為
的速率減小,因而實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液
。
【答案】飽和NaCl溶液;2Mn(OH)
2+O
2=2MnO
2+2H
2O;Mn
2+的還原性隨溶液堿性的增強(qiáng)而增強(qiáng);Cl
2+2OH
-=Cl
-+ClO
-+H
2O;4
+4OH
-=4
+O
2↑+2H
2O;Cl
2;3ClO
-+2MnO
2+2OH
-=2
+3Cl
-+H
2O;過量Cl
2與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生NaClO,使溶液的堿性減弱,c(OH
-)降低,溶液中的
被還原為
的速率減小,因而實(shí)驗(yàn)Ⅲ未得到綠色溶液