Question

某課外小組對一些金屬單質和化合物的性質進行研究。
（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應”實驗報告的一部分：

實驗步驟	實驗現象
①將打磨過的鋁片（過量）放入一定濃度的CuCl­2溶液中。	產生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變為無色。
②反應結束后分離出溶液備用。
③紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中。	一段時間后固體由紅色變為綠色[視其主要成分為Cu2(OH)2CO3]。

 
按實驗中發生反應的現象寫出下列化學方程式（是離子反應的只寫離子方程式）
①析出疏松的紅色固體                                                ；
③一段時間后固體由紅色變為綠色                                      。
（2）用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產生氣泡。持續電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現象是                                                                            。
解釋此現象的離子方程式是                           、                                。
（3）工業上可用鋁與軟錳礦（主要成分為MnO₂）反應來治煉金屬錳。
①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是（用化學方程式表示）
                                                                   。
②MnO₂在H₂O₂分解反應中作催化劑。若將適量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解產生Mn²⁺，該反應的離子方程式是                                                                   。

Answer 1

（1）①2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu      ③2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂(OH)₂CO₃
（2）白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失   Al³⁺+3OH^－=Al(OH)₃↓    Al(OH)₃+OH^－=AlO₂^－+2H₂O
（3）①3MnO₂+4Al3Mn+2Al₂O₃    ②MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O

解析試題分析：（1）①置換反應就是一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應，將打磨過的鋁片放入氯化銅溶液中，析出紅色固體，說明鋁與氯化銅反應，銅被置換出來，同時生成氯化鋁，該反應為置換反應，所以本題答案為：2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃；
③化合反應就是由兩種或兩種以上的物質生成一種其他物質的化學反應，紅色的銅放在潮濕的空氣中變為綠色，是因為與氧氣、二氧化碳、水共同作用生成了銅銹堿式碳酸銅，該反應為化合反應，所以本題答案為：2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃
（2）用石墨作電極，電解AlCl₃溶液，電極反應式陽極：2Cl^－－2e^－=Cl₂↑，陰極：2H⁺+2e^－=H₂↑，破壞了H₂O的電離平衡，使溶液呈堿性，Al³⁺+3OH^－=Al(OH)₃↓，持續電解，Al(OH)₃又溶于過量的堿，Al(OH)₃+OH^－=+2H₂O。
（4）鋁與MnO₂發生鋁熱反應，4Al+3MnO₂2Al₂O₃+3Mn。在酸性條件下MnO₂具有氧化性，把H₂O₂氧化成O₂，MnO₂變成Mn²⁺。MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+2H₂O+O₂↑
考點：考查金屬性質及電解等相關知識。