【題目】高錳酸鉀常用作消毒殺菌、水質(zhì)凈化劑等。某小組用軟錳礦(主要含MnO2,還含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì))模擬工業(yè)制高錳酸鉀流程如下。試回答下列問(wèn)題。

1)配平焙燒時(shí)化學(xué)反應(yīng)MnO2+_____+O2K2MnO4+H2O;__________

2)濾渣II的成分有_______(化學(xué)式);第一次通CO2不能用稀鹽酸代替的原因是_________

(3)第二次通入過(guò)量CO2生成MnO2的離子方程式為_________。

4)將濾液Ⅲ進(jìn)行一系列操作得KMnO4。由下圖可知,從濾液Ⅲ得到KMnO4需經(jīng)過(guò)_____、______、洗滌等操作。

5)工業(yè)上按上述流程連續(xù)生產(chǎn)。含MnO2a%的軟錳礦1噸,理論上最多可制KMnO4___噸。

6)利用電解法可得到更純的KMnO4。用惰性電極電解濾液II。

①電解槽陽(yáng)極反應(yīng)式為____________

②陽(yáng)極還可能有氣體產(chǎn)生,該氣體是__________。

【答案】2 4 KOH 1 2 2 Al(OH)3、H2SiO3 稀鹽酸可溶解Al(OH)3,不易控制稀鹽酸的用量 3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2↓+2MnO4+4HCO3 蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過(guò)濾 0.018a MnO42--e-=MnO4 O2

【解析】

軟錳礦主要成分MnO2KOH混合在空氣中焙燒,冷卻得到固體物質(zhì),溶于水過(guò)濾得到濾渣I和濾液I,濾液I中應(yīng)含有K2SiO3,KAlOH4K2MnO4等溶質(zhì),濾渣IFe2O3;向?yàn)V液I中第一次通入CO2K2SiO3、KAlOH4發(fā)生反應(yīng),過(guò)濾得到濾渣和濾液,濾渣AlOH3H2SiO3;濾液Ⅱ含有KHCO3,K2MnO4等溶質(zhì);向?yàn)V液Ⅱ中第二次通入過(guò)量CO2,再次過(guò)濾得到濾液Ⅲ和MnO2,濾液Ⅲ中含有KMnO4KHCO3,再經(jīng)過(guò)一系列操作得到較純的KMnO4,MnO2可以循環(huán)利用。

1)焙燒時(shí)MnO2KOH在空氣中O2的作用下反應(yīng)得到K2MnO4H2O,反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),Mn化合價(jià)升高2O化合價(jià)降低2,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒,所以在MnO2前面配上2O2前面配上1,根據(jù)Mn元素守恒,在K2MnO4前面配上系數(shù)2,再根據(jù)K元素守恒,在KOH前面配上4,最后根據(jù)H元素守恒,在H2O前面配上2,2MnO2+4KOH+1O22K2MnO4+2H2O。

2)濾渣Ⅱ中含有的物質(zhì)有AlOH3、H2SiO3,第一次通CO2不能用稀鹽酸代替,這是由于稀鹽酸酸性較強(qiáng),可溶解AlOH3,不易控制稀鹽酸的用量,溶液中便會(huì)再次混入Al3;

3)第二次通入過(guò)量CO2生成MnO2,溶液中原先是K2MnO4,第二次通入過(guò)量的CO2時(shí)發(fā)生歧化反應(yīng)生成MnO2KMnO4,此時(shí)CO2被轉(zhuǎn)化為HCO3,反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),則反應(yīng)的離子方程式為:3MnO42+4CO2+2H2O=MnO2+2MnO4+4HCO3。

4)將濾液Ⅲ進(jìn)行一系列操作得KMnO4,此時(shí)溶液中還存在KHCO3,根據(jù)溶解度隨溫度變化的圖象分析,隨著溫度升高,二者溶解度均不斷增大,在40℃附近時(shí)二者溶解度相等,超過(guò)這一溫度時(shí),KHCO3溶解度不斷增大,KMnO4溶解度則增大較緩慢,所以從溶液中提取較純的KMnO4,需要蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過(guò)濾,洗滌等操作。

5)工業(yè)上按上述流程連續(xù)生產(chǎn),含MnO2a%的軟錳礦1噸,理論上第一步完全轉(zhuǎn)化為K2MnO4,第二步轉(zhuǎn)化為KMnO4時(shí)則是發(fā)生歧化反應(yīng),由于歧化反應(yīng)產(chǎn)物得到MnO2可以循環(huán)使用,所以理論最多產(chǎn)量則是根據(jù)Mn元素守恒完全生成KMnO4的量,為1t×a%×158/87=0.018at

6)①電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),用惰性電極電解濾液Ⅱ,濾液Ⅱ中含有MnO42,電解轉(zhuǎn)化為MnO4,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為:MnO42-e=MnO4;

②陽(yáng)極還可以發(fā)生電解水的相關(guān)反應(yīng),產(chǎn)生O2,發(fā)生的電極反應(yīng)有2H2O-4e=O2+4H,陽(yáng)極還可能產(chǎn)生的氣體為O2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)A________。

(2)C是一種淡黃色固體,則燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________。

(3)C是一種黑色粉末,則B物質(zhì)是________,C物質(zhì)的作用是__________________。

(4)洗氣瓶(廣口瓶)中裝的試劑D________,其作用是_______。所制得的氣體用________法收集。

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A. 對(duì)于農(nóng)作物A來(lái)說(shuō),其生長(zhǎng)發(fā)育不需要N元素

B. 對(duì)農(nóng)作物A來(lái)說(shuō),施肥時(shí)最重要的是施加P肥

C. 對(duì)農(nóng)作物B來(lái)說(shuō),三種元素中K最重要

D. 兩種農(nóng)作物對(duì)土壤中N、P、K的需求量基本相同

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實(shí)驗(yàn)()碘含量的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)()碘的制取

另制海帶浸取原液,甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案如圖:

已知:3I26NaOH=5NaINaIO33H2O。

請(qǐng)回答:

1)實(shí)驗(yàn)()中的儀器名稱(chēng):儀器A____,儀器B____

2)①分液漏斗使用前須____。

②步驟X中,萃取后分液漏斗內(nèi)觀(guān)察到的現(xiàn)象是____。

③實(shí)驗(yàn)()中操作Z的名稱(chēng)是____。

3)方案甲中采用蒸餾不合理,理由是_____。

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【題目】某元素原子的原子核外有三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是4,該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是(

A. 14B. 15C. 16D. 17

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【題目】在一定條件下,2.3 g Na與一定量的O2充分反應(yīng),得到3.5g固體,所得產(chǎn)物與足量水反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(

A. 0.28 LB. 0.56 LC. 1.12 LD. 2.24 L

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A. 圖中:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明氯氣無(wú)漂白作用,氯水有漂白作用

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C. 圖中:生成棕黃色的煙

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G的制備:

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(2)E→G的化學(xué)方程式為____________________________________________________

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C. 試管中NaOH溶液用來(lái)吸收電解時(shí)產(chǎn)生的Cl2

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