【題目】KMnO4是一種常見(jiàn)的強(qiáng)氧化劑,主要用于防腐、化工、制藥等,F(xiàn)以某種軟錳礦(主要成分MnO2,還有Fe2O3、Al2O3、SiO2等)作脫硫劑,通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得KMnO4(反應(yīng)條件已經(jīng)省略)。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)K2MnO4中Mn的化合價(jià)為___________。
(2)濾渣A的成分是_________,析出沉淀B時(shí),首先析出的物質(zhì)是_________。
(3)步驟2中加入MnCO3的作用為_______________。
(4)濾液C中加入KMnO4時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________。
(5)步驟4中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。
(6)電解制備KMnO4的裝置如圖所示。b與電源的______極相連,電解液中最好選擇_______離子交換膜(填“陽(yáng)”或“陰”)。電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_________。
【答案】+6 SiO2(或二氧化硅) Fe(OH)3(或氫氧化鐵) 調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)Fe3+、Al3+水解以沉淀形式除去 3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+ 3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O 負(fù) 陽(yáng) MnO42--e-=MnO4-
【解析】
SO2能與MnO2、稀H2SO4反應(yīng)生成MnSO4,F(xiàn)e2O3、Al2O3溶于稀H2SO4,SiO2不溶,得到的濾渣A是SiO2。濾液中含有稀H2SO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3和MnSO4,用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,沉淀B為Al(OH)3、Fe(OH)3,濾液中含有MnSO4,向?yàn)V液C中加入KMnO4溶液得到MnO2,MnO2和KClO3、KOH反應(yīng)得到K2MnO4,K2MnO4溶于水后電解得到KMnO4。
(1) K2MnO4中K元素為+1價(jià)、O元素為-2價(jià),根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,判斷Mn元素化合價(jià);
(2)A為未反應(yīng)的SiO2;溶度積常數(shù)小的首先生成沉淀;
(3) MnCO3能和H+反應(yīng)而調(diào)節(jié)溶液的pH;
(4) KMnO4和Mn2+反應(yīng)生成MnO2沉淀;
(5)根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件書寫方程式;
(6)電解制備KMnO4時(shí),MnO42-失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在陽(yáng)極上反應(yīng),a為陽(yáng)極、b為陰極,陽(yáng)極連接原電池正極、陰極連接原電池負(fù)極,陽(yáng)極附近生成K2MnO4,導(dǎo)致K+有剩余;電解時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為:MnO42--e-═MnO4-。
SO2能與MnO2、稀H2SO4反應(yīng)生成MnSO4,F(xiàn)e2O3、Al2O3溶于稀H2SO4,SiO2不溶,則得到的濾渣A是SiO2,濾液中含有稀H2SO4、硫酸鐵、硫酸鋁和硫酸錳,用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,沉淀B為氫氧化鋁、氫氧化鐵沉淀,濾液中含有硫酸錳,向?yàn)V液C中加入KMnO4溶液得到MnO2,MnO2和KClO3、KOH反應(yīng)得到K2MnO4,K2MnO4溶于水后電解得到KMnO4。
(1)在K2MnO4中K元素為+1價(jià),O元素為-2價(jià),根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,可判斷Mn元素化合價(jià)=2×4-1×2=+6;
(2)A為未反應(yīng)的SiO2;溶度積常數(shù)小的首先生成沉淀,由于Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38<Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,所以Fe(OH)3先生成沉淀;
(3) MnCO3能和H+反應(yīng),使溶液的酸性減弱,故可調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)Fe3+、Al3+水解以Fe(OH)3、Al(OH)3形式沉淀除去;
(4) KMnO4和Mn2+反應(yīng)生成MnO2沉淀,離子方程式為3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;
(5)根據(jù)反應(yīng)物、生成物結(jié)合反應(yīng)條件,步驟4的化學(xué)方程式為3MnO2+KClO3+6KOH═3K2MnO4+KCl+3H2O;
(6)電解法制備KMnO4時(shí),MnO42-在陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),a為陽(yáng)極、b為陰極,陽(yáng)極連接原電池正極、陰極連接原電池負(fù)極,則b連接負(fù)極;陽(yáng)極附近生成K2MnO4,導(dǎo)致鉀離子有剩余,b電極附近生成氫氧根離子,所以鉀離子通過(guò)交換膜進(jìn)入右側(cè),則交換膜為陽(yáng)離子交換膜;電解時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為:MnO42--e-=MnO4-。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是( )
A.CaCO3 CaO+CO2↑B.SO3 + H2O=H2SO4
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3D.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)在25℃、101kPa下,16g的甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出352kJ的熱量,則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______________________________.
(2)已知:①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3kJ/mol;
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H3=-285.8kJ/mol,
則2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CH3COOH(l)的反應(yīng)熱是______________
(3)如圖是N2和H2反應(yīng)生成2mol NH3過(guò)程中能量變化示意圖,
①請(qǐng)計(jì)算每生成1mol NH3放出熱量為:________,逆反應(yīng)所需的活化能為__________________ kJ/mol。
②若起始時(shí)向容器內(nèi)放入1mol N2和3mol H2,達(dá)平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為20%,則反應(yīng)放出的熱量為Q1 kJ,則Q1的數(shù)值為__________________;
(4)用50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問(wèn)題:
①如用醋酸代替鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所測(cè)中和熱的數(shù)值將________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”,下同);
②如用70mL0.50mol/L鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所測(cè)中和熱數(shù)值將__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)或結(jié)構(gòu)中,由相同種類元素組成的是( )
A. 膽固醇、脂肪酸、脂肪酶
B. DNA、RNA、磷脂
C. 氨基酸、核苷酸、核酸
D. 性激素、纖維素、胰島素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)向SO2和Cl2的混合氣體中加入品紅溶液,振蕩,溶液褪色,將此無(wú)色溶液分成三份,依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下:
序號(hào) | ① | ② | ③ |
實(shí)驗(yàn)操作 | |||
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 溶液不變紅,試紙不變藍(lán) | 溶液不變紅,試紙褪色 | 生成白色沉淀 |
下列實(shí)驗(yàn)分析中,不正確的是
A.①說(shuō)明Cl2被完全消耗
B.②中試紙褪色的原因是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI
C.③中若將BaCl2溶液換成Ba(NO3)2溶液,也能說(shuō)明SO2被Cl2氧化為SO42-
D.在實(shí)驗(yàn)②中加熱后溶液不變紅,說(shuō)明溶液中品紅已被氧化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】離子液體是一類具有很高應(yīng)用價(jià)值的綠色溶劑和催化劑,其中的EMIM+離子由H、C、N三種元素組成,結(jié)構(gòu)如圖所示;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)碳原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為__________,基態(tài)碳原子中,核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_________形。
(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,NH3、NO3-、NO2-中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他兩種粒子的是_______。NH3比PH3的沸點(diǎn)高,原因是_________。
(3)氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是____________。
(4)EMIM+離子中,碳原子的雜化軌道類型為______。分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù),n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則EMIM+離子中的大π鍵應(yīng)表示為________。
(5)立方氮化硼硬度僅次于金剛石,但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。立方氮化硼屬于_______晶體,其中硼原子的配位數(shù)為_______。已知:立方氮化硼密度為dg/cm3,B原子半徑為xpm,N原子半徑為ypm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中原子的空間利用率為________(列出化簡(jiǎn)后的計(jì)算式)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有反應(yīng):mA (g) +nB (g)pc (g) ,達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時(shí),B的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí),混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小,則:
(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為____熱反應(yīng),且m+n____p (填“>”、 “=” 、“<”)。
(2)減壓時(shí),A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)______.(填“增大”、“減小”或“不變”,下同)
(3)若加入B (體積不變),則A的轉(zhuǎn)化率_____,B的轉(zhuǎn)化率_________。
(4)若升高溫度,則平衡時(shí)B、C的濃度之比將__________。
(5)若加入催化劑,平衡時(shí)氣體混合物的總物質(zhì)的量______________。
(6)若B是有色物質(zhì),A、C均無(wú)色,則加入C (體積不變)時(shí)混合物顏色______,而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入氖氣時(shí),混合物顏色______(填“變深”、 “變淺”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】【題目】已知:①H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H1=akJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=b kJ/mol
③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3=ckJ/mol;
④2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H4=dkJ/mol。
下列關(guān)系正確的是
A. a<c<0 B. b>d>0 C. 2a=b<0 D. 2c=d>0
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】離子M2O7X-與S2-能在酸性溶液中發(fā)生如下反應(yīng):aM2O7X- +3S2- +cH+==2M3+ +eS+f H2O,則M2O7X-中M的化合價(jià)為 ( )
A. +4 B. +5 C. +6 D. +7
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