Question

锰、铝、铁、钠的单质及其化合物在工业生产中有着广泛应用．请回答下列问题：
（1）工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应来冶炼锰．
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式来表示）

 

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

 

．
（2）将一定量的铁粉在氯气中燃烧后所得固体溶于水可得到溶液X．取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色；另一份中加入黄色铁氰化钾 （K₃[Fe（CN）₆]）溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀．已知：K₃[Fe（CN）₆]的电离方程式为K₃[Fe（CN）₆]=3K⁺+[Fe（CN）₆]^3-．请分析：
①用化学方程式表示产生两种金属阳离子的原因

 

．
②蓝色沉淀是由铁氰化钾与低价态阳离子反应的结果，试写出该反应的离子方程式

 

．
（3）将15.6g Na₂O₂和5.4g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入HCl气体6.72L（标准状况），若忽略反应过程中溶液的体积变化．
请完成下列问题：
①反应过程中共得到的气体的体积为

 

（标准状况）；
②最终是否有沉淀产生？

 

（填“是”或“否”），若有沉淀产生，其质量为

 

． （若不存在，则不必回答第（2）问）

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,氧化还原反应,铁盐和亚铁盐的相互转变,有关混合物反应的计算

专题：

分析：（1）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；
（2）Fe在氯气中燃烧生成氯化铁，取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色，则X中含Fe³⁺，另一份中加入黄色铁氰化钾 （K₃[Fe（CN）₆]）溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀，则X中还含具有还原性的Fe²⁺，即Fe与氯气的反应中Fe过量，以此解答；
（3）15.6gNa₂O₂的物质的量为

15.6g

78g/mol

=0.2mol，5.4gAl的物质的量为

5.4g

27g/mol

=0.2mol，6.72LHCl气体的物质的量为

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol；先计算过氧化钠、铝及HCl的物质的量，再利用发生的化学反应：2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑、NaOH+HCl═NaCl+H₂O、NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl来分析解答．

解答： 解：（1）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；
（2）Fe在氯气中燃烧生成氯化铁，取少量X溶液两份，一份加入KSCN溶液时，溶液显红色，则X中含Fe³⁺，另一份中加入黄色铁氰化钾 （K₃[Fe（CN）₆]）溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀，则X中还含具有还原性的Fe²⁺，即Fe与氯气的反应中Fe过量，
①由上述分析可知，X中含金属离子为Fe³⁺、Fe²⁺，发生的反应有：2Fe+Cl₂

点燃  .

2FeCl₃、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，
故答案为：2Fe+Cl₂

点燃  .

2FeCl₃、2FeCl₃+Fe=3FeCl₂；
②蓝色沉淀是由铁氰化钾与低价态阳离子反应的结果，低价阳离子为亚铁离子，则反应的离子方程式为：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓，
故答案为：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；
（3）15.6gNa₂O₂的物质的量为

15.6g

78g/mol

=0.2mol，5.4gAl的物质的量为

5.4g

27g/mol

=0.2mol，6.72LHCl气体的物质的量为

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，
2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
0.2mol     0.4mol 2.24L 
2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑
0.2mol 0.2mol 0.2mol 6.72L
显然氢氧化钠过量，铝完全反应，
①反应中共得到气体的体积为：2.24L+6.72L=8.96L，
故答案为：8.96L；
②将15.6gNa₂O₂和5.4gAl同时放入一定量的水中，反应后溶液的成分为0.2molNaOH和0.2molNaAlO₂，加入0.3molHCl，0.2mol氢氧化钠消耗0.2mol氯化氢，剩余的0.1mol氯化氢与偏铝酸钠反应NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl生成0.1mol氢氧化铝沉淀，
生成的氢氧化铝的质量为：78g/mol×0.1mol=7.8g，
故答案为：是；7.8g．

点评：本题考查了金属及其化合物性质的综合应用、离子方程式的计算，题目难度较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力，注意掌握常见金属单质及其化合物性质，能够根据根据发生的反应完成相关计算．