【題目】[化學(xué)——選修2:化學(xué)與技術(shù)]高錳酸鉀(KMnO4)是一種常用氧化劑,主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下:

回答下列問題:

1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在烘炒鍋中混配,混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎,其作用是 。

2平爐中發(fā)生的化學(xué)方程式為

3平爐中需要加壓,其目的是 。

4)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。

歧化法是傳統(tǒng)工藝,即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體,使體系呈中性或弱酸性,K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng),反應(yīng)中生成K2MnO4、MnO2 (寫化學(xué)式)。

②“電解法為現(xiàn)代工藝,即電解K2MnO4水溶液,電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ,陰極逸出的氣體是 。

電解法歧化法中,K2MnO4的理論利用率之比為

5)高錳酸鉀純度的測(cè)定:稱取1.0800 g樣品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,搖勻。取濃度為0.2000 mol·L1H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的體積為24.48 mL,該樣品的純度為 (列出計(jì)算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。

【答案】1)增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率;

22MnO2+4KOH + O22K2MnO4+2H2O;

3)提高氧氣的壓強(qiáng),加快反應(yīng)速率,增加軟錳礦轉(zhuǎn)化率;

4①KHCO3;②MnO42e=MnO4H2;③3:2

5。

【解析】試題分析:(1MnO2是固體物質(zhì),對(duì)于有固體參加的化學(xué)反應(yīng),由于其濃度不變,因此可通過增大其反應(yīng)接觸表面積的方法來提高反應(yīng)速率,使更多的軟錳礦反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生成物,從而提高其轉(zhuǎn)化率,因此要將其粉碎成細(xì)小的顆粒;(2)根據(jù)流程圖可知,在平爐MnO2、KOHO2在加熱時(shí)會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生K2MnO4,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,另外一種生成物質(zhì)是H2O,根據(jù)原子守恒、電子守恒可得發(fā)生的化學(xué)方程式為2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ;(3)由于上述反應(yīng)中氧氣的狀態(tài)是氣態(tài),在平爐中增大壓強(qiáng),就可以使反應(yīng)物氧氣的濃度增大,根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,增大反應(yīng)物的濃度,可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快;再結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,任何反應(yīng)都具有一定的可逆性,該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。若增大壓強(qiáng),可以使化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng),故可以提高原料的轉(zhuǎn)化率;(4K2MnO4溶液中通入CO2氣體,使體系呈中性或弱酸性,這時(shí)K2MnO4會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng),生成KMnO4、MnO2,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,另外一種生成物是KHCO3;根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒及反應(yīng)的原子守恒,可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3;電解法為現(xiàn)代工藝,即電解K2MnO4水溶液,在電解槽陽極,MnO42失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生MnO4。陽極的電極反應(yīng)式是:MnO42e=MnO4;在陰極,溶液中的水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩,陰極的電極反應(yīng)式是:2H2O+2e=H2↑+2OH。所以陰極逸出的氣體是H2;總反應(yīng)方程式是:2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH;根據(jù)電解法方程式2K2MnO4+ 2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH 可知,K2MnO4完全轉(zhuǎn)化為KMnO4,所以K2MnO4的理論利用率是100%;而在“CO2歧化法” 3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3;中,反應(yīng)的K2MnO4中只有2/3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為KMnO4,所以K2MnO4的理論利用率是2/3,故電解法“CO2歧化法制取KMnO4時(shí)K2MnO4的理論利用率之比為1:2/3=3:2;(5)根據(jù)離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+= 2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,KMnO4與草酸反應(yīng)的關(guān)系式是:2KMnO45H2C2O4。取濃度為0.2000 mol·L1H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的體積為24.48 mL,則配制的溶液的濃度為: 。則1.0800 g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為:n(KMnO4)=c·V= ,由于樣品的質(zhì)量是1.0800g,則該樣品含有的KMnO4的的純度為:ω=。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)物 ,常用于汽水、糖果的添加劑。

(1)分子中官能團(tuán)的名稱是

(2)寫出與Na反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(3)寫出與NaHCO3反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(4)寫出與乙醇完全酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(5)請(qǐng)選擇適當(dāng)試劑,檢驗(yàn)該有機(jī)物分子中含有醇羥基,并寫出實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期元素WX、YZ在元素周期表中的位置如圖所示。下列說法正確的是( )

A. W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸

B. W的非金屬性比Z的弱

C. Y的原子半徑在同周期主族元素中最大

D. Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性在同主族元素中最強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知下列數(shù)據(jù):

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的主要步驟如下:

30 mL的大試管A中按體積比144的比例配制濃硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液;

按下圖連接好裝置(裝置氣密性良好),用小火均勻地加熱裝有混合溶液的大試管510 min

待試管B收集到一定量的產(chǎn)物后停止加熱,撤去試管B并用力振蕩,然后靜置待分層;

分離出乙酸乙酯層、洗滌、干燥。

請(qǐng)根據(jù)題目要求回答下列問題:

1)配制該混合溶液的主要操作步驟為_______________________

2)上述實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉溶液的作用是(填字母)__________ __________。

A.中和乙酸和乙醇

B.中和乙酸并吸收部分乙醇

C.乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分層析出

D.加速酯的生成,提高其產(chǎn)率

3)步驟中需要小火均勻加熱操作,其主要理由是________________________。

4)分離出乙酸乙酯后,為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為(填字母)______。

AP2O5 B.無水Na2SO4

C.堿石灰 DNaOH固體

(5)濃硫酸的作用是: ;

(6)裝置中通蒸氣的導(dǎo)管要插在飽和碳酸鈉溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止 。

(7)若要把制得的乙酸乙酯分離出來,應(yīng)采用的實(shí)驗(yàn)操作是 。

(8)某同學(xué)將收集到的乙酸乙酯滴入飽和NaHCO3溶液中,觀察到有少量氣泡產(chǎn)生,可得出的結(jié)論是 ,該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3NOx反應(yīng)進(jìn)行了探究。回答下列問題:

(1)氨氣的制備

氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置______(按氣流方向,用小寫字母表示)。

(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)

將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

操作步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

解釋原因

打開K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中

Y管中_____________

反應(yīng)的化學(xué)方程式

____________

將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復(fù)到室溫

Y管中有少量水珠

生成的氣態(tài)水凝集

打開K2

_______________

______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將等物質(zhì)的量的A、B兩種物質(zhì)混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率是0.1mol/(L·min),求:

(1)此時(shí)A的濃度c(A)=________及反應(yīng)開始前放入容器中A、B的物質(zhì)的量。n(A) =________;n(B) =________。

(2) B的平均反應(yīng)速率。V(B) =________。

(3) X的值是多少?X=________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)提供條件推斷元素,并按要求填空:

1)原子核外有3個(gè)電子層,其價(jià)電子數(shù)為7,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式________,其單質(zhì)與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________

2) 已知X+、Y2+、Z、W2—四種離子均具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則XY、ZW這四種元素的原子序數(shù)由大到小的順序是_______________,原子半徑由大到小的順序是

3A+、B、C、D 四種粒子(分子或離子),它們都分別含10個(gè)電子,已知它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:A++BC+D↑,則標(biāo)出A+、B的電子式 , ;比較CD的穩(wěn)定性的強(qiáng)弱大小 (用化學(xué)式表示)

4①NH4NO3②NaF ③CO2④K2O2⑤NaOH ⑥CH4

只含有極性鍵的是________,既有離子鍵又有非極性鍵的是______;既有離子鍵又有極性鍵的是______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)化學(xué)反應(yīng)的研究具有指導(dǎo)意義。

(1)機(jī)動(dòng)車廢氣排放已成為城市大氣污染的重要來源。

①氣缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H >0。汽車啟動(dòng)后,氣缸內(nèi)溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,請(qǐng)分析兩點(diǎn)原因 、 。

②汽車汽油不完全燃燒時(shí)還產(chǎn)生CO,若設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO:

2CO(g)2C(s)+O2(g) ΔH>0,該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)? (選填“能”或“不能”),依據(jù)是 。

(2)氯氣在298K、100kPa時(shí),在1L水中可溶解0.09mol,實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶于水的Cl2約有1/3與水反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,在上述平衡體系中加入少量NaOH固體,溶液中Cl濃度 (選填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)一定條件下,F(xiàn)e3+和I在水溶液中的反應(yīng)是2I+2Fe3+I2+2Fe2+,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,加入CCl4充分振蕩,且溫度不變,上述平衡向 (選填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種使該反應(yīng)的化學(xué)平衡逆向移動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方 。

(4)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)A,可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。

反應(yīng)A:4HCl+O22Cl2+2H2O

已知:ⅰ.此條件下反應(yīng)A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。

ⅱ.

①寫出此條件下,反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式

②斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為 kJ。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(實(shí)驗(yàn))化合物H是重要的有機(jī)物,可由E和F在一定條件下合成:(部分反應(yīng)物或產(chǎn)物省略,另請(qǐng)注意箭頭的指向方向)

已知以下信息:

i.A屬于芳香烴,H屬于酯類化合物。

ii.I的核磁共振氫譜為二組峰,且峰的面積比為6:1。

回答下列問題:

(1)E的含氧官能團(tuán)名稱 ,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。

(2)B C和G J兩步的反應(yīng)類型 , 。

(3)① E + F H的化學(xué)方程式 。

I G 的化學(xué)方程式 。

(4)H的同系物K比H相對(duì)分子質(zhì)量小28,K有多種同分異構(gòu)體。

①K的一種同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng),也能使FeCl3溶液顯紫色,苯環(huán)上有兩個(gè)支鏈,苯環(huán)上的氫的核磁共振氫譜為二組峰,且峰面積比為1:1,寫出K的這種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。

②若K的同分異構(gòu)體既屬于芳香族化合物,又能和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2。則滿足該條件的同分異構(gòu)體共有__________種(不考慮立體異構(gòu))。

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