Question

20．某課外小組對一些金屬單質和化合物的性質進行研究．
（1）如表為“鋁與氯化銅溶液反應”實驗報告的一部分：

實驗報告	實驗現象
將打磨過的鋁片過量放入一定濃度的CuCl2溶液中	產生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變為無色．
反應結束后分離出溶液備用
紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕的空氣中	一段時間后固體由紅色變為綠色（視其主要成分為）
Cu2OH2CO3

按反應類型寫出實驗中發生反應的化學方程式各一個（是離子反應的只寫離子方程式）?
置換反應2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃，
化合反應2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產生氣泡．持續電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現象是有白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失．解釋此現象的離子方程式是Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（3）工業上可用鋁與軟錳礦?主要成分為MnO₂?反應來冶煉金屬錳．
①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是?用化學方程式表示?3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃．
②MnO₂在H₂O₂分解反應中作催化劑．若將適量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解產生Mn²⁺，該反應的離子方程式MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動性順序中，鋁排在銅的前面，故鋁可以把氯化銅中的銅置換出來，得到的紅色固體為銅，露置在空氣中會與氧氣、水、二氧化碳共同作用生成銅銹，其成分為堿式碳酸銅，此物質不穩定，受熱易分解，根據這些知識就可以按要求寫出有關反應的化學方程式．
（2）實驗分離出的溶液是氯化鋁溶液，惰性電極電解陽極氯離子放電生成氯氣，陰極氫離子放電生成氫氣，附近氫氧根離子和鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀，隨氫氧根離子濃度增大，氫氧化鋁可以溶解于堿中；
（3）①高溫時，鋁與二氧化錳發生置換反應生成錳，為鋁熱反應；
②根據提供的反應物和產物及氧化還原反應可知Mn由+4價變為+2價，氧元素化合價肯定升高．

解答 解：（1）置換反應就是一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應，將打磨過的鋁片放入氯化銅溶液中，析出紅色固體，說明鋁與氯化銅反應，銅被置換出來，同時生成氯化鋁，該反應為置換反應，化合反應就是由兩種或兩種以上的物質生成一種其他物質的化學反應，紅色的銅放在潮濕的空氣中變為綠色，是因為與氧氣、二氧化碳、水共同作用生成了銅銹堿式碳酸銅，該反應為化合反應，
故答案為：2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃；2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）實驗分離出的溶液是氯化鋁溶液，惰性電極電解陽極氯離子放電生成氯氣，陰極氫離子放電生成氫氣，附近氫氧根離子和鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀，隨氫氧根離子濃度增大，氫氧化鋁可以溶解于堿中，反應的離子方程式為：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：有白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失；Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）①高溫時，鋁與二氧化錳發生置換反應生成錳，反應的方程式為3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃，故答案為：3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃；
②根據氧化還原反應可知Mn由+4價變為+2價，氧化合價肯定升高，所以產物有氧氣生成，反應為MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．

點評 本題通過常見金屬及其化合物化學性質的實驗，考查了化學方程式的書寫及電解原理的產物判斷，完成此類題目，根據化學反應事實，寫出符合題意的化學方程式，題目難度中等．