Question

4．某化学小组研究盐酸被氧化的条件，进行如下实验．
（1）研究盐酸被MnO₂氧化．

实验	操作	现象
I	常温下将MnO2和12mol•L-1浓盐酸混合	溶液呈浅棕色，略有刺激性气味
II	将 I中混合物过滤，加热滤液	生成大量黄绿色气体
III	加热MnO2和4mol•L-1稀盐酸混合物	无明显现象

①已知MnO₂呈弱碱性． I中溶液呈浅棕色是由于MnO₂与浓盐酸发生了复分解反应，化学方程式是MnO₂+4HCl═MnCl₄+2H₂O．
②II中发生了分解反应，反应的化学方程式是MnCl₄═Cl₂↑+MnCl₂．
③III中无明显现象的原因，可能是c（H⁺）或c（Cl^-）较低，设计实验（图1）IV进行探究：

将实验 III、IV作对比，得出的结论是III中没有明显现象的原因是c（H⁺）、c（Cl^-）较低，需要增大到一定浓度才能被MnO₂氧化；将 i、ii作对比，得出的结论是MnO₂氧化盐酸的反应中c（H⁺）变化的影响大于c（Cl^-）．
④用图2装置（a、b均为石墨电极）进行实验 V：
ⅰ．K闭合时，指针向左偏转
ⅱ．向右管中滴加浓H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指针偏转幅度变化不大
ⅲ．再向左管中滴加浓H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指针向左偏转幅度增大
将ⅰ和ⅱ、ⅲ作对比，得出的结论是HCl的还原性与c（H⁺）无关；MnO₂的氧化性与c（H⁺）有关，c（H⁺）越大，MnO₂的氧化性越强．
（2）研究盐酸能否被氧化性酸氧化．
①烧瓶中放入浓H₂SO₄，通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸，烧瓶上方立即产生白雾，用湿润的淀粉KI试纸检验，无明显现象．由此得出浓硫酸不能（填“能”或“不能”）氧化盐酸．
②向试管中加入3mL浓盐酸，再加入1mL浓HNO₃，试管内液体逐渐变为橙色，加热，产生棕黄色气体，经检验含有NO₂．

实验	操作	现象
I	将湿润的淀粉KI试纸伸入棕黄色气体中	试纸先变蓝，后褪色
II	将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净Cl2中	试纸先变蓝，后褪色
III	…	…

通过实验 I、II、III证明混合气体中含有Cl₂，III的操作是将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO₂中．
（3）由上述实验得出：盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、c（Cl^-）、c（H⁺）有关．

Answer 1

分析 （1）①已知MnO₂呈弱碱性． I中溶液呈浅棕色是由于MnO₂与浓盐酸发生了复分解反应，化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应；
②将 I中混合物过滤，加热滤液生成大量黄绿色气体为氯气，说明分解产物有氯气，结合氧化还原反应单质守恒分析锰元素被还原的价态和物质；
③III中无明显现象的原因，可能是c（H⁺）或c（Cl^-）较低，将 i、ii作对比加热MnO₂和4mol•L^-1稀盐酸混合物，加入硫酸和加入氯化钠都生成黄绿色气体，其中氢离子浓度小于氯离子；
④向右管中滴加浓H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指针偏转幅度变化不大说明氢离子浓度影响不大；再向左管中滴加浓H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指针向左偏转幅度增大
，说明氢离子浓度对二氧化锰影响大；
（2）①烧瓶中放入浓H₂SO₄，通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸，烧瓶上方立即产生白雾，用湿润的淀粉KI试纸检验，无明显现象，无氯气生成，为盐酸小液滴；
②向试管中加入3mL浓盐酸，再加入1mL浓HNO₃，试管内液体逐渐变为橙色，加热，产生棕黄色气体，经检验含有NO₂．说明硝酸钡还以为二氧化氮；操作Ⅲ对比验证二氧化氮是否能使湿润的淀粉碘化钾变蓝判断气体成分；
（3）上述分析可知，盐酸被氧化和氯离子浓度、氢离子浓度有关；

解答 解：（1）①常温下将MnO₂和12mol•L^-1浓盐酸混合，溶液呈浅棕色，略有刺激性气味，已知MnO₂呈弱碱性． I中溶液呈浅棕色是由于MnO₂与浓盐酸发生了复分解反应，结合元素化合价不变书写化学方程式MnO₂+4HCl═MnCl₄+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl═MnCl₄+2H₂O；
②将 I中混合物过滤，加热滤液生成大量黄绿色气体为氯气，说明分解产物有氯气，锰元素化合价降低是氯化锰，反应的化学方程式为：MnCl₄═Cl₂↑+MnCl₂ ，
故答案为：MnCl₄═Cl₂↑+MnCl₂ ；
③III中无明显现象的原因，可能是c（H⁺）或c（Cl^-）较低，将实验 III、IV作对比，得出的结论是III中没有明显现象的原因是c（H⁺）、c（Cl^-） 较低，需要增大到一定浓度才能被MnO₂氧化，将 i、ii作对比，加热MnO₂和4mol•L^-1稀盐酸混合物，加入硫酸和加入氯化钠都生成黄绿色气体，其中氢离子浓度小于氯离子，得出的结论是MnO₂氧化盐酸的反应中c（H⁺）变化的影响大于c（Cl^-），
故答案为：III中没有明显现象的原因是c（H⁺）、c（Cl^-） 较低，需要增大到一定浓度才能被MnO₂氧化；MnO₂氧化盐酸的反应中c（H⁺）变化的影响大于c（Cl^-）；
④向右管中滴加浓H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指针偏转幅度变化不大说明氢离子浓度影响不大；再向左管中滴加浓H₂SO₄至c（H⁺）≥7mol•L^-1，指针向左偏转幅度增大
，说明氢离子浓度对二氧化锰影响大，将ⅰ和ⅱ、ⅲ作对比，得出的结论是HCl的还原性与c（H⁺）无关；MnO₂的氧化性与c（H⁺）有关，c（H⁺）越大，MnO₂的氧化性越强，
故答案为：HCl的还原性与c（H⁺）无关；MnO₂的氧化性与c（H⁺）有关，c（H⁺）越大，MnO₂的氧化性越强；
（2）①烧瓶中放入浓H₂SO₄，通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸，烧瓶上方立即产生白雾，用湿润的淀粉KI试纸检验，无明显现象，无氯气生成，说明盐酸未被浓硫酸氧化，白雾为盐酸小液滴，
故答案为：不能；
②将湿润的淀粉KI试纸伸入棕黄色气体中试纸先变蓝，后褪色，将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净Cl₂中试纸先变蓝，后褪色，气体中含氯气、二氧化氮，通过实验 I、II、III证明混合气体中含有Cl₂，操作Ⅲ是验证纯净二氧化氮遇到湿润的淀粉KI试纸变化，操作是将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO₂中，
故答案为：将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO₂中；
（3）由上述实验得出：盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、c（Cl^-）、c（H⁺）浓度有关，
故答案为：c（Cl^-）、c（H⁺）；

点评 本题考查了物质性质、操作的实验分析判断、对比试验推断结论、氧化还原反应影响因素的判断等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．