Question

4．某化學(xué)小組研究鹽酸被氧化的條件，進(jìn)行如下實驗．
（1）研究鹽酸被MnO₂氧化．

實驗	操作	現(xiàn)象
I	常溫下將MnO2和12mol•L-1濃鹽酸混合	溶液呈淺棕色，略有刺激性氣味
II	將 I中混合物過濾，加熱濾液	生成大量黃綠色氣體
III	加熱MnO2和4mol•L-1稀鹽酸混合物	無明顯現(xiàn)象

①已知MnO₂呈弱堿性． I中溶液呈淺棕色是由于MnO₂與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式是MnO₂+4HCl═MnCl₄+2H₂O．
②II中發(fā)生了分解反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是MnCl₄═Cl₂↑+MnCl₂．
③III中無明顯現(xiàn)象的原因，可能是c（H⁺）或c（Cl^-）較低，設(shè)計實驗（圖1）IV進(jìn)行探究：

將實驗 III、IV作對比，得出的結(jié)論是III中沒有明顯現(xiàn)象的原因是c（H⁺）、c（Cl^-）較低，需要增大到一定濃度才能被MnO₂氧化；將 i、ii作對比，得出的結(jié)論是MnO₂氧化鹽酸的反應(yīng)中c（H⁺）變化的影響大于c（Cl^-）．
④用圖2裝置（a、b均為石墨電極）進(jìn)行實驗 V：
�。甂閉合時，指針向左偏轉(zhuǎn)
ⅱ．向右管中滴加濃H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指針偏轉(zhuǎn)幅度變化不大
ⅲ．再向左管中滴加濃H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指針向左偏轉(zhuǎn)幅度增大
將ⅰ和ⅱ、ⅲ作對比，得出的結(jié)論是HCl的還原性與c（H⁺）無關(guān)；MnO₂的氧化性與c（H⁺）有關(guān)，c（H⁺）越大，MnO₂的氧化性越強(qiáng)．
（2）研究鹽酸能否被氧化性酸氧化．
①燒瓶中放入濃H₂SO₄，通過分液漏斗向燒瓶中滴加濃鹽酸，燒瓶上方立即產(chǎn)生白霧，用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，無明顯現(xiàn)象．由此得出濃硫酸不能（填“能”或“不能”）氧化鹽酸．
②向試管中加入3mL濃鹽酸，再加入1mL濃HNO₃，試管內(nèi)液體逐漸變?yōu)槌壬�，加熱，產(chǎn)生棕黃色氣體，經(jīng)檢驗含有NO₂．

實驗	操作	現(xiàn)象
I	將濕潤的淀粉KI試紙伸入棕黃色氣體中	試紙先變藍(lán)，后褪色
II	將濕潤的淀粉KI試紙伸入純凈Cl2中	試紙先變藍(lán)，后褪色
III	…	…

通過實驗 I、II、III證明混合氣體中含有Cl₂，III的操作是將濕潤的淀粉KI試紙伸入純凈的NO₂中．
（3）由上述實驗得出：鹽酸能否被氧化與氧化劑的種類、c（Cl^-）、c（H⁺）有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）①已知MnO₂呈弱堿性． I中溶液呈淺棕色是由于MnO₂與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，化合物相互交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)；
②將 I中混合物過濾，加熱濾液生成大量黃綠色氣體為氯氣，說明分解產(chǎn)物有氯氣，結(jié)合氧化還原反應(yīng)單質(zhì)守恒分析錳元素被還原的價態(tài)和物質(zhì)；
③III中無明顯現(xiàn)象的原因，可能是c（H⁺）或c（Cl^-）較低，將 i、ii作對比加熱MnO₂和4mol•L^-1稀鹽酸混合物，加入硫酸和加入氯化鈉都生成黃綠色氣體，其中氫離子濃度小于氯離子；
④向右管中滴加濃H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指針偏轉(zhuǎn)幅度變化不大說明氫離子濃度影響不大；再向左管中滴加濃H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指針向左偏轉(zhuǎn)幅度增大
，說明氫離子濃度對二氧化錳影響大；
（2）①燒瓶中放入濃H₂SO₄，通過分液漏斗向燒瓶中滴加濃鹽酸，燒瓶上方立即產(chǎn)生白霧，用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，無明顯現(xiàn)象，無氯氣生成，為鹽酸小液滴；
②向試管中加入3mL濃鹽酸，再加入1mL濃HNO₃，試管內(nèi)液體逐漸變?yōu)槌壬�，加熱，產(chǎn)生棕黃色氣體，經(jīng)檢驗含有NO₂．說明硝酸鋇還以為二氧化氮；操作Ⅲ對比驗證二氧化氮是否能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀變藍(lán)判斷氣體成分；
（3）上述分析可知，鹽酸被氧化和氯離子濃度、氫離子濃度有關(guān)；

解答 解：（1）①常溫下將MnO₂和12mol•L^-1濃鹽酸混合，溶液呈淺棕色，略有刺激性氣味，已知MnO₂呈弱堿性． I中溶液呈淺棕色是由于MnO₂與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，結(jié)合元素化合價不變書寫化學(xué)方程式MnO₂+4HCl═MnCl₄+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl═MnCl₄+2H₂O；
②將 I中混合物過濾，加熱濾液生成大量黃綠色氣體為氯氣，說明分解產(chǎn)物有氯氣，錳元素化合價降低是氯化錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnCl₄═Cl₂↑+MnCl₂ ，
故答案為：MnCl₄═Cl₂↑+MnCl₂ ；
③III中無明顯現(xiàn)象的原因，可能是c（H⁺）或c（Cl^-）較低，將實驗 III、IV作對比，得出的結(jié)論是III中沒有明顯現(xiàn)象的原因是c（H⁺）、c（Cl^-） 較低，需要增大到一定濃度才能被MnO₂氧化，將 i、ii作對比，加熱MnO₂和4mol•L^-1稀鹽酸混合物，加入硫酸和加入氯化鈉都生成黃綠色氣體，其中氫離子濃度小于氯離子，得出的結(jié)論是MnO₂氧化鹽酸的反應(yīng)中c（H⁺）變化的影響大于c（Cl^-），
故答案為：III中沒有明顯現(xiàn)象的原因是c（H⁺）、c（Cl^-） 較低，需要增大到一定濃度才能被MnO₂氧化；MnO₂氧化鹽酸的反應(yīng)中c（H⁺）變化的影響大于c（Cl^-）；
④向右管中滴加濃H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指針偏轉(zhuǎn)幅度變化不大說明氫離子濃度影響不大；再向左管中滴加濃H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指針向左偏轉(zhuǎn)幅度增大
，說明氫離子濃度對二氧化錳影響大，將ⅰ和ⅱ、ⅲ作對比，得出的結(jié)論是HCl的還原性與c（H⁺）無關(guān)；MnO₂的氧化性與c（H⁺）有關(guān)，c（H⁺）越大，MnO₂的氧化性越強(qiáng)，
故答案為：HCl的還原性與c（H⁺）無關(guān)；MnO₂的氧化性與c（H⁺）有關(guān)，c（H⁺）越大，MnO₂的氧化性越強(qiáng)；
（2）①燒瓶中放入濃H₂SO₄，通過分液漏斗向燒瓶中滴加濃鹽酸，燒瓶上方立即產(chǎn)生白霧，用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，無明顯現(xiàn)象，無氯氣生成，說明鹽酸未被濃硫酸氧化，白霧為鹽酸小液滴，
故答案為：不能；
②將濕潤的淀粉KI試紙伸入棕黃色氣體中試紙先變藍(lán)，后褪色，將濕潤的淀粉KI試紙伸入純凈Cl₂中試紙先變藍(lán)，后褪色，氣體中含氯氣、二氧化氮，通過實驗 I、II、III證明混合氣體中含有Cl₂，操作Ⅲ是驗證純凈二氧化氮遇到濕潤的淀粉KI試紙變化，操作是將濕潤的淀粉KI試紙伸入純凈的NO₂中，
故答案為：將濕潤的淀粉KI試紙伸入純凈的NO₂中；
（3）由上述實驗得出：鹽酸能否被氧化與氧化劑的種類、c（Cl^-）、c（H⁺）濃度有關(guān)，
故答案為：c（Cl^-）、c（H⁺）；

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)、操作的實驗分析判斷、對比試驗推斷結(jié)論、氧化還原反應(yīng)影響因素的判斷等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．