Question

15．MnO₂是一種重要的化工試劑，在合成工業用途廣泛，在實驗室我們也經常發現它的身影．
（1）實驗室用雙氧水制氧氣時用到了MnO₂，其作用為：催化劑，實驗后剩余的MnO₂要回收利用，回收時從反應混合物中分離出MnO₂的方法為：過濾（或蒸發）．
（2）實驗室制備Cl₂的反應為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O其中MnO₂的作用為：氧化劑（填氧化劑或還原劑），該反應體積了HCl的酸性、還原性性，當轉移1mol電子時，被氧化的HCl為1mol．
（3）1892年德貝萊鈉首次提出用MnO₂催化KClO₃熱分解的反應制備O₂，當時發現氣態產物有異常的氣體，后來證明其中含有少量Cl₂．甲、乙兩名同學對產生Cl₂的原因分別提出假設：
①甲同學認為是殘余的KClO₃氧化了生成的KCl；
②乙同學認為是MnO₂氧化了生成的KCl．
請你設計實驗方案，幫助甲、乙同學證明哪種假設是正確的：可以定量檢測反應前后MnO₂的質量是否變化或加水溶解后測定溶液中是否含有Mn²⁺．

Answer 1

分析 （1）MnO₂在實驗室用雙氧水制氧氣時，其作用為催化劑，有過濾的方法分離實驗后剩余的MnO₂；
（2）在4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O中，Mn元素的化合價降低，Cl元素得化合價升高，則MnO₂為氧化劑，HCl為還原劑，氧化劑中Mn元素得到電子被還原，當轉移2mol電子時，被氧化的HCl為2mol，由此分析解答；
（3）①甲同學認為是殘余的KClO₃氧化了生成的KCl，此時二氧化錳的質量不變；
②乙同學認為是MnO₂氧化了生成的KCl，此時+4價的轉化為+2價的錳．

解答 解：（1）MnO₂在實驗室用雙氧水制氧氣時，其作用為催化劑，有過濾的方法分離實驗后剩余的MnO₂，故答案為：催化劑；過濾（或蒸發）；
（2）在4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O中，Mn元素的化合價降低，Cl元素得化合價升高，則MnO₂為氧化劑，HCl為還原劑和酸性，氧化劑中Mn元素得到電子被還原，當轉移2mol電子時，被氧化的HCl為2mol，所以當轉移1mol電子時，被氧化的HCl為1mol，故答案為：氧化劑；酸性、還原性；1；
（3）①甲同學認為是殘余的KClO₃氧化了生成的KCl，此時二氧化錳的質量不變；
②乙同學認為是MnO₂氧化了生成的KCl，此時+4價的轉化為+2價的錳，所以可以定量檢測反應前后MnO₂的質量是否變化（或加水溶解后測定溶液中是否含有Mn²⁺），故答案為：可以定量檢測反應前后MnO₂的質量是否變化或加水溶解后測定溶液中是否含有Mn²⁺．

點評 本題考查氧化還原反應，明確元素的化合價變化及氧化還原反應中的基本概念即可解答，并注意該反應中HCl的作用來解答此題．