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    10．MnO2是一种重要的无机功能材料，也是中学实验室常用试剂．
    （Ⅰ）碱性镁锰干电池是新开发的一种干电池，比普通锌锰干电池具有更加优越的性能，具有较大应用前景，其工作时总反应为：Mg+2MnO2+H2O=Mg（OH）2+Mn2O3；则工作时，正极发生还原反应（填反应类型），写出负极的电极反应式：Mg+2OH--2e-=Mg（OH）2．
    （Ⅱ）图中a、b、c、d表示止水夹，请按要求回答下列问题：

    （1）用浓盐酸和MnO2加热反应制取氯气时，需选用上述装置（填字母，除杂和干燥装置略）A和C；还需补充装置E，请在答卷上画出装置简图，并标注其所盛药品的名称．
    （2）若用此套装置比较Cl-和Br-还原性强弱，需在装置C中盛装的溶液是溴化钾（或溴化钠）溶液
    （3）欲用D装置验证收集于试管甲中的Cl2与NaOH溶液（滴有酚酞）的反应，其操作步骤为：①关闭止水夹b、d，②打开止水夹C，③然后双手紧握（或微热）试管甲使试管中气体逸出（写具体操作），观察到的现象有烧杯中有气泡冒出，随后水倒流至试管甲中，甲中溶液逐渐褪色．
    （4）MnO2也可用于制取高锰酸钾．MnO2与过量KOH和KClO3固体在高温下反应，生成K2MnO4．请配平下列化学方程式：
    3MnO2+6KOH+1KClO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO41+KCl+3H2O．
    电解K2MnO4制KMnO4，总反应方程式为：
    2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2KMnO4+2KOH+H2↑．若电解K2MnO4溶液时，维持电流强度为5.0A，电解20min，理论上可生成KMnO49.8g．
    （己知：Q=It，F=96500C/mol．答案保留两位有效数字）

    分析 （I）正极是MnO2得到电子发生还原反应生成Mn2O3，负极镁失电子生成的镁离子和氢氧根结合生成氢氧化镁沉淀；
    （II）（1）制备气体需要发生装置和收集装置，尾气处理装置，依据制备气体用的原料的状态和反应条件选择合适的发生装置；氯气有毒，不能直接排放到空气中，能够与氢氧化钠溶液反应，可以用氢氧化钠溶液吸收氯气；
    （2）依据氧化还原反应规律：氧化性强的制取氧化性弱的物质选择合适的试剂；
    （3）氯气与氢氧化钠反应气体的压强减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管甲，氯气与氢氧化钠反应，而且生成的次氯酸钠具有漂白性；
    （4）反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，得失电子相等，即化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平；结合Q=It，F=96500C/mol，计算电子转移物质的量，依据化学方程式电量关系计算得到高锰酸钾物质的量，得到质量．

    解答 解：（I）正极是MnO2得到电子发生还原反应生成Mn2O3，负极镁失电子生成的镁离子和氢氧根结合生成氢氧化镁沉淀，Mg-2e-+2OH-=Mg（OH）2，
    故答案为：还原；Mg+2OH--2e-=Mg（OH）2；
    （II）（1）制备气体需要发生装置和收集装置，尾气处理装置，实验室用固体二氧化锰与液体浓盐酸，在加热条件下制备氯气，所以应选择发生装置A；
    氯气有毒，不能直接排放到空气中，能够与氢氧化钠溶液反应，可以用氢氧化钠溶液吸收氯气，装置图为：
    ；
    故答案为：A；；
    （2）比较Cl-和Br-还原性强弱，需在装置C中盛装的溶液溴化钾（或溴化钠）溶液，若氯气氧化性强于溴，则能够置换溴单质；
    故答案为：溴化钾（或溴化钠）溶液；
    （3）若氯气与氢氧化钠反应气体的压强减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管甲，所以先关闭止水夹b、d，再打开止水夹 c，双手紧握（或微热）试管，使试管中气体逸出，Cl2与NaOH溶液接触后液体倒流，使烧杯中的液体进入试管甲，Cl2与NaOH反应生成NaCl和次氯酸钠，溶液碱性减弱，而且次氯酸钠具有漂白性，所以甲中溶液逐渐褪色；
    故答案为：双手紧握（或微热）试管甲使试管中气体逸出；烧杯中有气泡冒出，随后水倒流至试管甲中，甲中溶液逐渐褪色；
    （4）由软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据得失电子相等，即化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平方程式为3MnO2+6KOH+KClO3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O；
    已知电解总反应方程式为：2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KMnO4+2KOH+H2↑，若电解K2MnO4溶液时，维持电流强度为5.0A，电解20min，通过电量为Q=It=5.0A×20×60s=6000C，F=96500C/mol，电子物质的量=$\frac{6000C}{96500C/mol}$=0.062mol，化学方程式计算可知电子转移2mol生成2molKMnO4，则电子转移0.062mol生成KMnO4物质的量也为0.062mol，质量=0.062mol×158g/mol≈9.8g，理论上可生成KMnO4 质量为9.8g，
    故答案为：3，6，1，3，1，3；9.8．

    点评 本题考查了原电池原理的应用、气体的制备和性质的检验，熟悉氯气的备原理和性质是解题关键，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl-═Fe2++TiOCl42-+2H2O
    （1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是+2．
    （2）滤渣A的成分是SiO2．
    （3）滤液B中TiOCl42-和水反应转化生成TiO2的离子方程式是TiOCl42-+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO2↓+2H++4Cl-．
    （4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示．反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解．
    （5）反应③的化学方程式是（NH4）2Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3•H2O（或2NH3+2H2O）．
    （6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是$\frac{20}{9}$．
    （7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12+3LiFePO4 $?_{放电}^{充电}$Li7Ti5O12+3FePO4该电池充电时阳极反应式是：LiFePO4-e-=FePO4+Li+．

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    11．下列关于物质检验的说法正确的是（　　）
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    B．加入烧碱溶液后加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中一定有NH4+
    C．加入盐酸，放出能使澄清的石灰水变浑浊的无色的气体，则原溶液中一定含有CO32-
    D．加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，在原溶液中一定含有Cl-

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．下列平衡常数中，其中是表示水的离子积常数的是（　　）
    A．KB．KaC．KbD．Kw

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    5．a，b，c，d，e五种无色气体，进行如下实验：
    实验步聚 　                 实验现象
    ①a，b相混合　              气体变成棕色    　
    ②c，d相混合　              产生白烟
    ③c，e分别通入少量溴水中 　  溴水均成无色透明溶液
    ④b，e分别通入氢硫酸中　    都产生淡黄色的沉淀．
    则a，b，c，d，e可能依次是（　　）
    A．O2，NO，HCl，NH3，CO2B．O2，NO，NH3，HCl，SO2
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    15．下列事实能说明醋酸是弱电解质的是（　　）
    ①醋酸与水以任意比例互溶　②醋酸溶液能导电　③醋酸溶液中存在醋酸分子　④0.1mol•L-1醋酸的pH比盐酸pH大　⑤在漂白剂溶液中滴加醋酸能增强漂白效果　⑥0.1mol•L-1醋酸溶液的pH=2  ⑦大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应，醋酸产生氢气速率慢　⑧CH3COOK溶液能使酚酞试液变红色．
    A．②④⑥⑧B．③④⑥⑦C．④⑤⑥⑧D．③④⑥⑦⑧

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

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