Question

某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。

（1）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：

按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）

置换反应____________________________________________________________；

化合反应____________________________________________________________。

（2）用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。

持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是__________________________　__________________________________。

解释此现象的离子方程式是________________________、_________________________。

（3）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应来冶炼金属锰。

①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式表示）

____________________________________________________________________。

②MnO₂在H₂O₂分解反应中作催化剂。若将适量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解产生Mn²⁺，该反应的离子方程式是______________________________________。

Answer 1

【答案】

（1）2Al+6H⁺====2Al³⁺+3H₂↑或2Al+3Cu²⁺====2Al³⁺+3Cu

2Cu+O₂+H₂O+CO₂====Cu₂（OH）₂CO₃

（2）白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失

Al³⁺+3OH^-====Al（OH）₃↓

Al（OH）₃+OH^-====+2H₂O

（3）①3MnO₂+4Al  3Mn+2Al₂O₃

②MnO₂+H₂O₂+2H⁺====Mn²⁺+O₂↑+2H₂O

【解析】本题是一道主要考查金属性质及电解的综合题。CuCl₂溶液中由于Cu²⁺水解呈酸性，Al与H⁺、Cu²⁺发生置换反应，置换生成的铜置于潮湿的空气中，与空气中CO₂、O₂、H₂O反应：2Cu+CO₂+O₂+H₂O===Cu₂(OH)₂CO₃，用石墨作电极，电解AlCl₃溶液，电极反应式阳极：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^－===H₂↑，破坏了H₂O的电离平衡，使溶液呈碱性，Al³⁺+3OH^－===Al(OH)₃↓，持续电解，Al(OH)₃又溶于过量的碱，Al(OH)₃+OH^－===+2H₂O。铝与MnO₂发生铝热反应，4Al+3MnO₂2Al₂O₃+3Mn。在酸性条件下MnO₂具有氧化性，把H₂O₂氧化成O₂，MnO₂变成Mn²⁺。MnO₂+H₂O₂+2H⁺===Mn²⁺+2H₂O+O₂↑