高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座:第12讲《副族元素及其化合物》

内容发布更新时间 : 2025/6/20 7:13:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(5)有人设计了在密闭容器里使A和硫酸反应,结果B的产率大大超过按(4)的估计。问:在这种设计操作下,B的最大理论产率多大?试对此作出解释。

分析:(4)A与H2SO4混合发生复分解反应生成SO2气体,同时Cu+ 在酸性条件下歧化为Cu2+ 和Cu。2Cu+ = Cu2+ + Cu故(3)的产率最大为50%

(5)在密闭容器中反应生成的SO2与Cu2+ 反应,Cu2+ 被还原成Cu+,Cu+ 再歧化,循环往复。故理论产率会接近100%。

解:

(1)A为CuNH4SO3

(2)2Cu(NH3)4SO4 + 3SO2 + 4H2O = 2CuNH4SO3↓+ 3(NH4)2SO4 (3)2CuNH4SO3 + 2H2SO4 = Cu + CuSO4 + 2SO2 + 2H2O + (NH4)2SO4 (4)50%

(5)100%,因为SO2循环使用,直至所有CuSO4还原为Cu,故理论产率可达100%。 例6、在MnCl2溶液中加入适量的HNO3,再加入NaBiO3,溶液中出现紫色后又消失。试说明其原因,并写出有关反应的化学方程式。

分析:NaBiO3固体是极强的氧化剂,在酸性介质中能将Mn2+ 离子氧化为MnO?,4(紫色)

但MnO?4离子也具有强氧化性,如溶液中存在还原剂,氧化还原反应能继续发生。Cl离子具

有还原性,故MnO?MnO?当Mn2+ 过4 离子与Cl离子发生氧化还原反应,4 的紫色立即消失。

多时,Mn2+ 也可作还原剂与MnO?生成中间价态的Mn4+ 的化合物,MnO24 发生氧化还原反应,的存在使溶液产生棕褐色的沉淀。从上面的分析可知,是还原性物质的存在与具有强氧化性的MnO?4发生氧化还原反应而使紫色消失的。

解:NaBiO3在适量的HNO3溶液中,能把Mn2+ 氧化为MnO?4,使溶液呈紫色。即:

3++2 Mn2+ + 5 NaBiO3 + 14H+ = 2 MnO?4 + 5Bi + 5Na + 7H2O

但是,当溶液中有Cl 存在时,紫色出现后会立即腿去。这是由于MnO?4被Cl还原的缘

故。

+2+

2 MnO?4+ 10 Cl+ 16H = 2 Mn + 5Cl2↑+ 8H2O

2+ 的当Mn2+ 过多时,也会在紫色出现后立即消失。这是因为生成的MnO?4 又被过量Mn

还原:

2++2 MnO?4+ 3 Mn + 2H2O = 5MnO2↓(棕褐色) + 4H

例7、在K2Cr2O7的饱和溶液中加入浓硫酸,并加热到200℃时,发现溶液的颜色变为蓝

绿色,经检查反应开始时溶液中并无任何还原剂存在,试说明上述变化的原因。

分析:反应开始时溶液中并无还原剂存在,为何溶液的颜色会变为蓝绿色?(有Cr3+存在)解答本题的关键要知道CrO3的熔点为196℃,加热到200℃时则分解成Cr2O3(绿色)。

解:在K2Cr2O7的饱和溶液中加入浓硫酸,即可析出暗红色的CrO3晶体:

K2Cr2O7 + H2SO4(浓) = 2CrO3↓+ K2SO4 + H2O

CrO3的熔点为196℃,对热不稳定。加热超过熔点则分解放出氧气:

CrO3

2Cr2O3 + 3O2↑

Cr2O3是溶解或熔融皆难的两性氧化物,和浓硫酸反应生成Cr2(SO4)3和H2O:

Cr2O3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O

Cr2O3是绿色物质,部分Cr2O3与H2SO4反应后生成蓝绿色的Cr2(SO4)3溶液,我们观察到溶液的颜色即为Cr3+离子的显色(蓝绿色)。

例8、金属M溶

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