【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(yáng)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(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·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(jì)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(shí)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(duì)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(shí)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(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;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(dòng),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(yáng)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,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+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%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 將SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液 | 有白色沉淀 | SO2中混有SO3 |
B | 向NaAlO2溶液中持續(xù)通入氣體Y | 先出現(xiàn)白色沉淀,最終沉淀又溶解 | Y可能是CO2氣體 |
C | AgCl懸濁液中滴入少量Na2S溶液 | 沉淀變黑色 | Ksp(Ag2S)>Ksp(AgCl) |
D | 向盛有KI3溶液的兩試管中分別加入淀粉溶液和AgNO3溶液 | 前者溶液變藍(lán)色,后者有黃色沉淀 | KI3溶液中存在平衡: I3-I2+I- |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列解釋事實(shí)的離子方程式中,不正確的是( )
A.向FeCl2溶液中通入氯氣,溶液變?yōu)辄S色:2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ 2Cl-
B.向銅粉中滴加稀硝酸,產(chǎn)生氣體:Cu + 4H++ 2NO=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O
C.向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀:Cu2++ 2OH-=Cu(OH)2↓
D.自來水中通入Cl2可以殺菌消毒:Cl2+H2OH++Cl-+HClO
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物,羥基自由基的產(chǎn)生與溶液pH大小有關(guān),F(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響。
(實(shí)驗(yàn)過程)
用圖所示裝置進(jìn)行如下表所示的實(shí)驗(yàn),控制p-CP的初始濃度相同,其余實(shí)驗(yàn)條件見下表,設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn),最終測(cè)量的是p-CP濃度的改變量。
(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | H2O2溶液 | Fe2+溶液 | 蒸餾水 | pH | 溫度 | ||
c/(10-3mol·L-1) | V/mL | c/(10-3mol·L-1) | V/mL | V/mL | T/K | ||
① | 6.0 | 1.5 | 0.30 | 3.5 | 10 | 3 | 298 |
② | 6.0 | 1.5 | 0.30 | 3.5 | 10 | 3 | 313 |
③ | 6.0 | 3.5 | 0.30 | 3.5 | x | 3 | 298 |
④ | 6.0 | 1.5 | 0.30 | 4.5 | 9 | 3 | 298 |
⑤ | 6.0 | 1.5 | 0.30 | 3.5 | 10 | 10 | 298 |
圖2實(shí)驗(yàn)測(cè)得p-CP的濃度隨時(shí)間的變化
(分析與解釋)
(1)實(shí)驗(yàn)③中,x=________。
(2)實(shí)驗(yàn)①、⑤的目的是________。
(3)實(shí)驗(yàn)①、②表明溫度升高,降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高是反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減少,從Fenton法所用試劑H2O2性質(zhì)的角度分析原因_____(請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)解答)。
(4)通過實(shí)驗(yàn)⑤可以得出結(jié)論是是pH等于10時(shí),降解反應(yīng)趨于停止,推測(cè)可能的原因:__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖是在載人航天器艙內(nèi)利用氫氧燃料電池進(jìn)行二氧化碳濃縮富集的裝置。下列說法正確的是
A. a極為電池的正極
B. b極的電極反應(yīng):2CO2 + O2 + 4e- === 2CO32-
C. 該裝置工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能
D. CO32- 向b極移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于檸檬酸(如圖)的性質(zhì)推測(cè)的敘述錯(cuò)誤的是
A.檸檬酸可與 NaHCO3 溶液反應(yīng)生成 CO2
B.檸檬酸分子中具有羥基官能團(tuán),因此可與NaOH 溶液反應(yīng)
C.家里可以用檸檬酸除水垢
D.檸檬酸分子中的兩種官能團(tuán)都能跟金屬鈉反應(yīng)生成氫氣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫下,關(guān)于的溶液,下列分析正確的是( )
A.
B.加入少量水,溶液中增大
C.由水電離產(chǎn)生的
D.加入等體積的鹽酸,所得溶液:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】不同條件下,用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過程中所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測(cè)不合理的是
A. Fe2+的氧化率隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大
B. 由②和③可知,pH越大,Fe2+氧化速率越快
C. 由①和③可知,溫度越高,Fe2+氧化速率越快
D. 氧化過程的離子方程式為:4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + 2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系,則下列說法正確的是( )
A.M在周期表中的位置為:第二周期,IVA族
B.Y和Z兩元素的離子半徑相比,后者較大
C.M、N兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性相比,后者較強(qiáng)
D.Y元素和X元素可以形成Y2X2型化合物,陰、陽(yáng)離子物質(zhì)的量之比為1:1
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