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

（1）①2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu      ③2Cu+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^－=AlO₂^－+2H₂O
（3）①3MnO₂+4Al3Mn+2Al₂O₃    ②MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O

试题分析：（1）①置换反应就是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，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，该反应为置换反应，所以本题答案为：2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃；
③化合反应就是由两种或两种以上的物质生成一种其他物质的化学反应，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，该反应为化合反应，所以本题答案为：2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃
（2）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。
（4）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↑