某小組探究鹵素參與的氧化還原反應(yīng),從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。
(1)濃鹽酸與MnO2混合加熱生成氯氣。氯氣不再逸出時(shí),固液混合物A中仍存在鹽酸和MnO2。
①反應(yīng)的離子方程式是 MnO2+4H++2Cl- △ Mn2++Cl2↑+2H2OMnO2+4H++2Cl- △ Mn2++Cl2↑+2H2O。
②電極反應(yīng)式:
ⅰ.還原反應(yīng):MnO2+2e-+4H+═Mn2++2H2O
ⅱ.氧化反應(yīng):2Cl--2e-=Cl2↑2Cl--2e-=Cl2↑
③根據(jù)電極反應(yīng)式,分析A中仍存在鹽酸和MnO2的原因。
ⅰ.隨c(H+)降低或c(Mn2+)升高,MnO2氧化性減弱。
ⅱ.隨c(Cl-)降低,Cl-還原性減弱或Cl2的氧化性增強(qiáng)Cl-還原性減弱或Cl2的氧化性增強(qiáng)。
④補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)證實(shí)了③中的分析。
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序號(hào) | 實(shí)驗(yàn) | 加入試劑 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ | 較濃硫酸 | 有氯氣 | |
Ⅱ | a | 有氯氣 | |
Ⅲ | a和b | 無氯氣 |
KCl固體(或濃/飽和溶液)
KCl固體(或濃/飽和溶液)
,b是 MnSO4固體(或濃/飽和溶液)
MnSO4固體(或濃/飽和溶液)
。(2)利用c(H+)對MnO2氧化性的影響,探究鹵素離子的還原性。相同濃度的KCl、KBr和KI溶液,能與MnO2反應(yīng)所需的最低c(H+)由大到小的順序是
KCl>KBr>KI
KCl>KBr>KI
,從原子結(jié)構(gòu)角度說明理由 Cl、Br、I位于第VIIA族,從上到下電子層數(shù)逐漸增加,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱,陰離子的還原性逐漸增強(qiáng)
Cl、Br、I位于第VIIA族,從上到下電子層數(shù)逐漸增加,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱,陰離子的還原性逐漸增強(qiáng)
。(3)根據(jù)(1)中結(jié)論推測:酸性條件下,加入某種化合物可以提高溴的氧化性,將Mn2+氧化為MnO2。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了推測。該化合物是
AgNO3或Ag2SO4
AgNO3或Ag2SO4
。(4)Ag分別與1 mol?L-1的鹽酸、氫溴酸和氫碘酸混合,Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)。試解釋原因:
比較AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-=AgI↓使得Ag還原性增強(qiáng)的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++H2↑反應(yīng)得以發(fā)生
比較AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-=AgI↓使得Ag還原性增強(qiáng)的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++H2↑反應(yīng)得以發(fā)生
。(5)總結(jié):物質(zhì)氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是
氧化劑(還原劑)的濃度越大,其氧化性(還原性)越強(qiáng),還原產(chǎn)物(氧化產(chǎn)物)的濃度越大,氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)越??;反應(yīng)物濃度越大或生成物濃度越小,氧化劑氧化性越強(qiáng)
氧化劑(還原劑)的濃度越大,其氧化性(還原性)越強(qiáng),還原產(chǎn)物(氧化產(chǎn)物)的濃度越大,氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)越小;反應(yīng)物濃度越大或生成物濃度越小,氧化劑氧化性越強(qiáng)
。【考點(diǎn)】探究原電池及其工作原理.
【答案】MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O;2Cl--2e-=Cl2↑;Cl-還原性減弱或Cl2的氧化性增強(qiáng);KCl固體(或濃/飽和溶液);MnSO4固體(或濃/飽和溶液);KCl>KBr>KI;Cl、Br、I位于第VIIA族,從上到下電子層數(shù)逐漸增加,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱,陰離子的還原性逐漸增強(qiáng);AgNO3或Ag2SO4;比較AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-=AgI↓使得Ag還原性增強(qiáng)的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++H2↑反應(yīng)得以發(fā)生;氧化劑(還原劑)的濃度越大,其氧化性(還原性)越強(qiáng),還原產(chǎn)物(氧化產(chǎn)物)的濃度越大,氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)越??;反應(yīng)物濃度越大或生成物濃度越小,氧化劑氧化性越強(qiáng)
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:703引用:6難度:0.5
相似題
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1.實(shí)驗(yàn)小組探究鋁片做電極材料時(shí)的原電池反應(yīng),設(shè)計(jì)下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄。
【實(shí)驗(yàn)1】裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 左側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),燈泡亮
右側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),鎂條、鋁條表面產(chǎn)生無色氣泡
【實(shí)驗(yàn)2】將實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2。
(2)該小組同學(xué)認(rèn)為,此時(shí)原電池的總反應(yīng)為2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,據(jù)此推測應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
實(shí)驗(yàn)2實(shí)際獲得的現(xiàn)象如下:裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ⅰ.電流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn),鎂條表面無氣泡,鋁條表面有氣泡
ⅱ.電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù),經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條表面開始時(shí)無明顯現(xiàn)象,一段時(shí)間后有少量氣泡逸出,鋁條表面持續(xù)有氣泡逸出
(4)ⅱ中“電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)”的原因是
【實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4】
為了排除Mg條的干擾,同學(xué)們重新設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4,獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:編號(hào) 裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)3 電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現(xiàn)象;約10分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少。 實(shí)驗(yàn)4
煮沸冷卻后的溶液電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現(xiàn)象:約3分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁條表面氣泡略有減少。
A.上述兩裝置中,開始時(shí)銅片表面得電子的物質(zhì)是O2
B.銅片表面開始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)
C.銅片表面產(chǎn)生的氣泡為H2
D.由“鋁條表面氣泡略有減少”能推測H+在銅片表面得電子
(6)由實(shí)驗(yàn)1~實(shí)驗(yàn)4可推知,鋁片做電極材料時(shí)的原電池反應(yīng)與發(fā)布:2024/9/20 0:0:11組卷:84引用:3難度:0.5 -
2.某化學(xué)興趣小組對原電池中鹽橋的作用進(jìn)行探究,并設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)裝置:
(1)以上四個(gè)裝置中,能發(fā)揮鹽橋作用的是
(2)若以A、B為電源,分別電解等濃度、等體積的NaCl溶液,當(dāng)消耗等質(zhì)量Zn時(shí),產(chǎn)生的H2
(3)如果C裝置中U形銅導(dǎo)體在插入溶液前是粗細(xì)均勻的,插入足夠長時(shí)間后,仔細(xì)比較兩端的變化是
(4)D裝置充分作用后,左側(cè)溶液中的濃度SO2-4的濃度.SO2-4發(fā)布:2024/12/11 8:0:1組卷:23引用:0難度:0.9 -
3.某化學(xué)興趣小組為了探索Al電極在原電池中的作用,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如表。
編號(hào) 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向 ① Mg Al 稀鹽酸 偏向Al ② Al Cu 稀鹽酸 偏向Cu ③ Mg Al NaOH溶液 偏向Mg
(1)實(shí)驗(yàn)1、2的Al所作的電極是否相同?
(2)寫出實(shí)驗(yàn)2中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。鋁電極 銅電極 電池總反應(yīng)
(4)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果引起了興趣小組的重視,他們以Al、Zn為電極材料,濃硝酸為電解質(zhì)溶液組成了一套裝置,請結(jié)合實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果推斷電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向應(yīng)為
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié):在原電池中金屬鋁作正極還是負(fù)極受到哪些因素的影響?發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:1難度:0.5