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：

实验步骤	实验现象
①将打磨过的铝片（过量）放入一定浓度的CuCl2溶液中．	产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色．
②反应结束后分离出溶液备用．
③红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中．	一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2（OH）2CO3]．

按实验中发生反应的现象写出下列化学方程式（是离子反应的只写离子方程式）
①析出疏松的红色固体

 

；
③一段时间后固体由红色变为绿色

 

．
（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）反应来治炼金属锰．
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

考点：性质实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）在金属活动性顺序中，铝排在铜的前面，故铝可以把氯化铜中的铜置换出来，得到的红色固体为铜，露置在空气中会与氧气、水、二氧化碳共同作用生成铜锈，其成分为碱式碳酸铜，此物质不稳定，受热易分解，根据这些知识就可以按要求写出有关反应的化学方程式；
（2）实验分离出的溶液是氯化铝溶液，惰性电极电解阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气，附近氢氧根离子和铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，随氢氧根离子浓度增大，氢氧化铝可以溶解于碱中；
（3）①高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，为铝热反应；
②根据提供的反应物和产物及氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价，氧元素化合价肯定升高．

解答： 解：（1）将打磨过的铝片放入氯化铜溶液中，析出红色固体，说明铝与氯化铜反应，铜被置换出来，同时生成氯化铝，反应为2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃，
离子方程式为：2Al+3Cu²⁺═2Al³⁺+3Cu 红色的铜放在潮湿的空气中变为绿色，是因为与氧气、二氧化碳、水共同作用生成了铜锈碱式碳酸铜，该反应为2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案为：2Al+3Cu²⁺═2Al³⁺+3Cu；2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）实验分离出的溶液是氯化铝溶液，惰性电极电解阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气，附近氢氧根离子和铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，随氢氧根离子浓度增大，氢氧化铝可以溶解于碱中，反应的离子方程式为：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失；Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）①高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，反应的方程式为3MnO₂+4Al

高温  .

3Mn+2Al₂O₃，故答案为：3MnO₂+4Al

高温  .

3Mn+2Al₂O₃；
②根据氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价，氧化合价肯定升高，所以产物有氧气生成，反应为MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．

点评：本题通过常见金属及其化合物化学性质的实验，考查了化学方程式的书写及电解原理的产物判断，完成此类题目，根据化学反应事实，写出符合题意的化学方程式．