某小組同學用二氧化錳與過量濃鹽酸反應制備氯氣過程中發(fā)現(xiàn),二氧化錳仍有剩余時就觀察到反應停止,對此現(xiàn)象開展探究。
(1)二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣的化學方程式是 MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
。
【提出猜想】?。S著反應進行,c(Cl-)降低,不能被二氧化錳氧化
ⅱ.隨著反應進行,??????
【進行實驗】將反應后的固液混合物倒出,平均分在2個試管中,分別進行以下實驗,證實了猜想ⅰ不成立。
序號 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
Ⅰ |
將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放置于試管口,加熱試管; 加入固體NaCl 加入固體NaCl ,充分振蕩,繼續(xù)加熱 |
試紙未變藍 |
Ⅱ |
將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放置于試管口,加熱試管;滴入2滴濃硫酸,充分振蕩,繼續(xù)加熱 |
滴入濃硫酸前,試紙不變藍;滴入濃硫酸后,試紙變藍 |
(2)將Ⅰ中操作補充完整:
加入固體NaCl
加入固體NaCl
。
(3)Ⅱ中試紙變藍說明試管中的反應產生了
Cl2
Cl2
(填化學式)。
【進一步實驗】設計如下實驗進一步探究。
序號 |
實驗裝置 |
實驗操作 |
現(xiàn)象 |
Ⅲ |
|
向左側燒杯中滴加2滴濃硫酸 |
滴加濃硫酸前,電流表指針不偏轉;滴加濃硫酸后,電流表指針偏轉 |
Ⅳ |
向右側燒杯中滴加2滴濃硫酸 |
電流表指針始終不偏轉 |
(4)滴加濃硫酸后,左邊燒杯中反應的電極反應式是
MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O
MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O
。
(5)依據(jù)實驗Ⅰ~Ⅵ,解釋“二氧化錳仍有剩余時就觀察到反應停止”的原因是
c(H+)減少,降低了MnO2的氧化性,不能繼續(xù)氧化Cl-
c(H+)減少,降低了MnO2的氧化性,不能繼續(xù)氧化Cl-
。
【新的探究】小組同學又進行了實驗Ⅴ、Ⅵ。
序號 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
Ⅴ |
在0.5g二氧化錳中加入2毫升5%雙氧水 |
產生氣泡 |
Ⅵ |
在0.5g二氧化錳中滴加2滴濃硫酸,再加入2毫升5%雙氧水 |
產生氣泡,黑色固體消失,生成無色溶液 |
(6)Ⅵ中反應的離子方程式是
MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O
MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O
。
(7)結合依據(jù)實驗Ⅰ~Ⅵ得出的結論,解釋Ⅴ、Ⅵ中現(xiàn)象不同的原因
滴入濃硫酸,c(H+)增大,增強了MnO2的氧化性,MnO2與雙氧水發(fā)生氧化還原反應被消耗,同時生成無色的Mn2+
滴入濃硫酸,c(H+)增大,增強了MnO2的氧化性,MnO2與雙氧水發(fā)生氧化還原反應被消耗,同時生成無色的Mn2+
。