【題目】[化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)]

高錳酸鉀（）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。

①“歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成K2MnO4，MnO2和 （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 。

③“電解法”和“歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為 。

（5）高錳酸鉀純度的測定：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·L1的H2C2O4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

（列出計算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）。

【答案】（1）擴(kuò)大接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；

（2）2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O；

（3）增大反應(yīng)物的濃度，可使化學(xué)反應(yīng)速率加快，同時使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大；

（4） ① K2CO3；②MnO42--e-=MnO4-；③3:2；

（5）95.62%。

【解析】

試題（1） MnO2的狀態(tài)是固體，對于有固體參加的化學(xué)反應(yīng)，可通過增大其反應(yīng)接觸面積的方法提高反應(yīng)速率，故要將其粉碎成細(xì)小的顆粒；（2） 根據(jù)流程圖可知，在“平爐”中MnO2、KOH、O2在加熱時反應(yīng)產(chǎn)生K2MnO4，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知，另外一種物質(zhì)是H2O，則發(fā)生的化學(xué)方程式為2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ；（3）由于上述反應(yīng)中氧氣是氣體，在“平爐”中加壓，就可以使反應(yīng)物氧氣的濃度增大，根據(jù)外界條件對化學(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；任何反應(yīng)都具有一定的可逆性，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，故可以提高原料的轉(zhuǎn)化率； （4） ①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成KMnO4，MnO2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物是K2CO3，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+ 2CO2= 2KMnO4+MnO2+K2CO3；②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽中陽極，MnO42-失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnO4-。電極反應(yīng)式是：MnO42--e-=MnO4-；在陰極，水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩觯姌O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+2H2↑+2KOH；③根據(jù)“電解法”方程式2K2MnO4+ 2H2O2KMnO4+2H2↑+2KOH 可知K2MnO4的理論利用率是100%；而在“CO2歧化法” 3K2MnO4+2CO2 = 2KMnO4+MnO2+K2CO3中，K2MnO4的理論利用率是2/3，所以二者的理論利用率之比為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：2 KMnO4～5H2C2O4。配制的溶液的濃度為：。則1.0800g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為：n=KMnO4的質(zhì)量為：m=" 0.006536mol" × 158g/mol =1.03269g。故其純度為：×100%=95.62%。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】25℃條件下，向10 mL 0.1 mol·Lˉ1的HR溶液中逐滴滴入0.1 mol·Lˉ1的NH3·H2O溶液，所得溶液pH及導(dǎo)電性變化如圖。下列分析不正確的是（ ）

A. a~b點(diǎn)導(dǎo)電能力增強(qiáng)，說明HR為弱酸

B. b點(diǎn)溶液pH=7說明NH4R沒有發(fā)生水解

C. c點(diǎn)溶液存在c(NH4+)>c(Rˉ)、c(OHˉ)>c(H+)

D. b~c任意點(diǎn)溶液均有c(H+)·c(OHˉ)=KW=1.0×10ˉ14

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等，是形成霧霾的重要因素，霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ有纬傻臒熿F。

（1）NOx和SO2在空氣中存在下列平衡：

Ⅰ. 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) H=－113.0 kJ mol-1

Ⅱ. 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H=－196.6 kJ mol-1

二氧化硫通常在二氧化氮的存在下，進(jìn)一步被氧化，生成三氧化硫。

①寫出NO2和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______。

②反應(yīng)Ⅱ自發(fā)進(jìn)行的條件是______（填“較高溫”“較低溫”或“任何溫度”）。

（2）提高2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率，是減少SO2排放的有效措施。

①T溫度時，在2L的密閉容器中加入2.0mol SO2和1.0mol O2，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，該反應(yīng)的平衡常數(shù)是______。

②在①中條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡后改變下列條件，能使SO2的轉(zhuǎn)化率提高的是______（填字母）。

a.溫度和容器體積不變，充入1.0mol He

b.溫度和容器體積不變，充入1.0mol O2

c.在其他條件不變時，減少容器的體積

d.在其他條件不變時，改用高效催化劑

e.在其他條件不變時，升高體系溫度

（3）電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_____________________________，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)是_____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，主要以碘化物形式存在。某課外小組用海帶為原料制取少量碘單質(zhì)，他們將海帶灼燒成灰，用水浸泡一段時間(以讓碘化物充分溶解在水中)，得到 海帶灰懸濁液，再按以下實(shí)驗(yàn)流程提取單質(zhì)碘：

（1）實(shí)驗(yàn)操作①的名稱：__________。

（2）用于灼燒海帶的實(shí)驗(yàn)儀器是_________。(選填字母)

A．燒杯 B．蒸發(fā)皿 C．試管 D．坩堝

（3）操作③中所用的有機(jī)溶劑可以是__________。(選填字母)

A．苯（沸點(diǎn)80℃） B．四氯化碳（沸點(diǎn)76.8℃）

C．酒精（沸點(diǎn) 78℃） D．裂化汽油（易與碘反應(yīng)）

（4）操作過程③可以分解為如下幾步：

A．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；

B．把50mL碘水和15mL有機(jī)溶劑(你所選的)加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；

C．檢驗(yàn)分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；

D．倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，最后關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正；

E．旋開活塞，用燒杯接收溶液；

F．從分液漏斗上口倒出上層液體；

G．將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對準(zhǔn)；

H．靜置、分層。

上述操作的正確順序是：____________(用字母表示)

（5）從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑，還需要經(jīng)過蒸餾，如圖是利用水浴加熱的方式進(jìn)行 蒸餾的實(shí)驗(yàn)裝置，其中錯誤的有_________處。（碘的沸點(diǎn)184.3℃）

（6）該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行蒸餾時，使用水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是________，最后晶態(tài)碘在________里聚集。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】依據(jù)粗鹽提純的原理，除去氯化鉀溶液中少量的氯化鎂、硫酸鎂等雜質(zhì)，可選用氫氧化鋇溶液、稀鹽酸和碳酸鉀溶液三種試劑，按如圖步驟操作：

濾液純凈氯化鉀溶液

（1）A的化學(xué)式是_______，B的化學(xué)式是______，C的名稱是_______。

（2）加入過量A的目的是________。

（3）操作Ⅰ的名稱是______。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】 X、Y、Z、M四種金屬，已知X可以從Y的鹽溶液中置換出Y；X和Z作原電池電極時，Z為正極；Y和Z的離子共存于電解液中，Y離子先放電；M的離子的氧化性強(qiáng)于Y的離子。則這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)橄铝械?

A．X>Y>Z> M B．X>Z>M>Y C．M>Z>X>Y D．X>Z>Y>M

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在體積為V L的恒容密閉容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH＜0。當(dāng)溫度分別為T1、T2，平衡時，H2的體積分?jǐn)?shù)與Br2(g)的物質(zhì)的量變化關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是

A. 由圖可知：T1＜T2

B. a、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：b＞a

C. 為了提高Br2(g)的轉(zhuǎn)化率，可采取將HBr液化并及時移走的方法

D. T1時，隨著Br2(g)加入，平衡時HBr的體積分?jǐn)?shù)不斷增加

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】元素鉻（Cr）在溶液中主要以Cr3+（藍(lán)紫色）、Cr（OH）4（綠色）、Cr2O72（橙紅色）、CrO42（黃色）等形式存在，Cr（OH）3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問題：

（1）Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似，在Cr2（SO4）3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是_________。

（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72）隨c（H+）的變化如圖所示。

①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。

②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________（填“增大“減小”或“不變”）。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。

③升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH_________（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag+與CrO42生成磚紅色沉淀，指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl恰好完全沉淀（濃度等于1.0×105mol·L1）時，溶液中c（Ag+）為_______ mol·L1，此時溶液中c（CrO42）等于__________ mol·L1。（已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×1012和2.0×1010）。

（4）+6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72還原成Cr3+，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】用還原法可以將硝酸廠煙氣中的大量氮氧化物(NOx)，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。常溫下，將NO與H2的混合氣體通入Ce(SO4)2與Ce2(SO4)3的混合溶液中，其轉(zhuǎn)化過程如下圖所示。下列說法不正確的是

A. 反應(yīng)I的離子反應(yīng)方程式為2Ce4++H2=2Ce3++2H+

B. 反應(yīng)II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2

C. 反應(yīng)前溶液中c(Ce4+)一定等于反應(yīng)后溶液中的c(Ce4+)

D. 反應(yīng)過程中混合溶液內(nèi)Ce3+和Ce4+離子的總數(shù)一定保持不變

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