【題目】高錳酸鉀可用于生活消毒,是中學(xué)化學(xué)常見的氧化劑。工業(yè)上,用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下(部分條件和產(chǎn)物省略):
請回答下列問題:
(1)寫出KOH的電子式 。
(2)寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)的方程式: 。
(3)從經(jīng)濟性考慮試劑X宜選擇(填名稱): 。上述流程中,設(shè)計步驟IV和V的目的是 。
(4)已知:常溫下,。工業(yè)上,調(diào)節(jié)pH沉淀廢水中Mn2+.當pH=10時,溶液中c(Mn2)= 。
(5)測定高錳酸鉀樣品純度:向高錳酸鉀溶液中滴定硫酸錳溶液,產(chǎn)生黑色沉淀。當溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不變色,表明達到滴定終點。寫出離子方程式: 。
(6)以惰性材料為電極,采用電解錳酸鉀溶液的方法完成步驟III轉(zhuǎn)化。
①陽極反應(yīng)式為 。
②電解過程中,陰極附近電解質(zhì)溶液的pH將 (填:增大、減小或不變)。
【答案】(14分)(1)
(2)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O(2分)
(3)石灰乳(或生石灰)(1分)
循環(huán)利用二氧化錳、氫氧化鉀,提高原料利用率(2分)
(4)2.0×10-5mol·L-1(2分)
(5)2MnO4+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+(2分)
(6)①MnO42-e=MnO4(2分)②增大(2分)
【解析】
試題分析:軟錳礦的主要成分為MnO2,由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應(yīng)生成K2MnO4,向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2,通過過濾,分離出二氧化錳,濾液中含KMnO4和K2CO3,根據(jù)KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式可分離出高錳酸鉀和碳酸鉀,對粗高錳酸鉀進行重結(jié)晶、干燥得到純凈的高錳酸鉀;向碳酸鉀溶液中加入石灰生成碳酸鈣和氫氧化鉀;
(1)KOH是離子型化合物,其電子式為;
(2)由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應(yīng)生成K2MnO4,根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水.反應(yīng)中錳元素由+4價升高為+6價,總升高2價,氧元素由0價降低為-2價,總共降低4價,化合價升降最小公倍數(shù)為4,所以MnO2系數(shù)2,O2系數(shù)為1,根據(jù)錳元素守恒確定K2MnO4系數(shù)為2,根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)為4,根據(jù)氫元素守恒確定H2O系數(shù)為2,所以反應(yīng)化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O;
(3)試劑X是將碳酸鉀反應(yīng)生成氫氧化鉀,所以從經(jīng)濟性考慮試劑X宜選擇石灰乳(或生石灰),上述流程中,步驟IV和V都是物質(zhì)循環(huán)利用,其目的是循環(huán)利用二氧化錳、氫氧化鉀,提高原料利用率;
(4)pH=10時c(OH-)=10-4mol/L,根據(jù)Ksp[Mn(OH)2]=c2(OH-)×c(Mn2+)可知,溶液中c(Mn2)=mol/L=2.0×10-5mol/L;
(5)用高錳酸鉀溶液滴定硫酸錳溶液,產(chǎn)生黑色沉淀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;
(6)電解錳酸鉀溶液時,陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子,電極反應(yīng)式為MnO42--e-=MnO4-,陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子,電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,則陰極溶液的pH增大。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大,A和C同族,B和D同族,C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),A和B、D、E均能形成共價型化合物。A和B形成的化合物在水中呈堿性,C和E形成的化合物在水中呈中性.回答下列問題:
(1)五種元素中,原子半徑最大的是 ,非金屬性最強的是 (填元素符號);
(2)由A和B、D、E所形成的共價型化合物中,熱穩(wěn)定性最差的是____________(用化學(xué)式表示);
(3)A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng),產(chǎn)物的電子式為____________;
(4)E的最高價氧化物的水化物的化學(xué)式為____________;
(5)單質(zhì)C在空氣中燃燒的產(chǎn)物存在的化學(xué)鍵類型為 ;其反應(yīng)化學(xué)方程式為 ;
(6)單質(zhì)E與水反應(yīng)的離子方程式為____________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用如圖裝置,完成很多電化學(xué)實驗.下列有關(guān)此裝置的敘述中,正確的是( )
A.若X為鋅棒,Y為NaCl溶液,開關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕,這種方法稱為犧牲陰極保護法
B.若X為碳棒,Y為NaCl溶液,開關(guān)K置于N處,可加快鐵的腐蝕
C.若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液,開關(guān)K置于M處,銅棒質(zhì)量將增加,此時外電路中的電子向銅電極移動
D.若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液,開關(guān)K置于N處,可用于鐵表面鍍銅,溶液中銅離子濃度將減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓.高鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列敘述不正確的是( )
A.放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1mol K2FeO4被氧化
B.充電時陽極反應(yīng)為:Fe(OH)3﹣3e﹣+5 OH﹣═FeO42﹣+4H2O
C.放電時正極附近溶液的堿性增強
D.放電時負極反應(yīng)為:Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn(OH)2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某興趣小組設(shè)計出下圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實驗,以探究化學(xué)實驗的綠色化。
(1)實驗前,關(guān)閉活塞b,試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口,塞緊試管c和d的膠塞,加熱c。其目的是_____________________________。
(2)在d中加適量NaOH溶液,c中放一小塊銅片,由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。再由a向c中加2 mL蒸餾水,c中的實驗現(xiàn)象是 ___________________________。
(3)下表是制取硝酸銅的三種方案,能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是_____________。理由是_____________。
方案 | 反應(yīng)物 |
甲 | Cu、濃HNO3 |
乙 | Cu、稀HNO3 |
丙 | Cu、O2、稀HNO3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實驗?zāi)塬@得成功的是
A.用溴水可以鑒別苯、CCl4、己烯
B.加濃溴水,然后過濾可除去苯中少量己烯
C.苯、溴水、鐵粉混合制成溴苯
D.可用分液漏斗分離己烷和苯的混合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究發(fā)現(xiàn),NOx和SO2是霧霾的主要成分。
Ⅰ.NOx主要來源于汽車尾氣。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.50 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)2 CO2(g) △H=-566.00kJ·mol-1
(1)為了減輕大氣污染,人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________。
(2)T℃時,將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程(0-15min)中NO的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如右圖所示。
①T℃時該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________;平衡時若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡將_______移動。(填“向左”、“向右”或“不)
②圖中a、b分別表示在一定溫度下,使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時,達到平衡過程中n(NO)的變化曲線,其中表示催化劑表面積較大的曲線是__________(填“a”或“b”)。
③15min時,若改變外界反應(yīng)條件,導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件可能是_______。
Ⅱ.SO2主要來源于煤的燃燒。燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。
(3)用純堿溶液吸收SO2可將其轉(zhuǎn)化為HSO3-。該反應(yīng)的離子方程式是___________________。
(4)如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-。物質(zhì)A的化學(xué)式為_____________,陰極的電極反應(yīng)式是________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z均為短周期元素,X元素的氣態(tài)氫化物的水溶液滴入無色酚酞變紅,Y元素的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,Z元素是短周期元素中原子半徑最大的元素(He、Ne、Ar除外)。
(1)寫出X的元素符號 ,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。
(2)元素Y的最簡單氫化物的化學(xué)式 。
(3)Z元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的電子式為 。
(4)X元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物與氧化鋁反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)Y元素的最高價氧化物和Z元素的過氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(6)在2 L密閉容器中進行下列反應(yīng):CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0 (吸熱),其他條件不變,只改變下列某一反應(yīng)條件,分析化學(xué)反應(yīng)速率的變化趨勢并進行相關(guān)計算。
①增加C,化學(xué)反應(yīng)速率 (填“增大”、“減小”或“不變”)
②減小密閉容器的體積,化學(xué)反應(yīng)速率 (填“增大”、“減小”或“不變”)
③若起始時將2 mol CO充入容器發(fā)生反應(yīng),2S后測得CO2為0.6 mol,則2S內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為 。
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