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【題目】[化學——選修2:化學與技術]

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,混配前應將軟錳礦粉碎,其作用是 。

2平爐中發(fā)生的化學方程式為

3平爐中需要加壓,其目的是

4)將K2MnO4轉化為KMnO4的生產有兩種工藝。

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,反應中生成K2MnO4,MnO2 (寫化學式)。

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)生的電極反應為

,陰極逸出的氣體是 。

③“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標準溶液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)擴大接觸面積,加快化學反應速率;

22MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O

3)增大反應物的濃度,可使化學反應速率加快,同時使反應物的轉化率增大;

4① K2CO3;②MnO42--e-=MnO4-;③3:2

595.62%。

【解析】

試題(1MnO2的狀態(tài)是固體,對于有固體參加的化學反應,可通過增大其反應接觸面積的方法提高反應速率,故要將其粉碎成細小的顆粒;(2) 根據流程圖可知,在平爐MnO2、KOH、O2在加熱時反應產生K2MnO4,結合質量守恒定律可知,另外一種物質是H2O,則發(fā)生的化學方程式為2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ;(3)由于上述反應中氧氣是氣體,在平爐中加壓,就可以使反應物氧氣的濃度增大,根據外界條件對化學反應速率的影響,增大反應物的濃度,可以使化學反應速率加快;任何反應都具有一定的可逆性,增大壓強,可以使化學平衡向氣體體積減小的正反應方向移動,故可以提高原料的轉化率; (4K2MnO4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,反應中生成KMnO4MnO2,根據質量守恒定律可知,另外一種生成物是K2CO3,根據氧化還原反應中的電子守恒及反應的原子守恒,可得該反應的化學方程式是: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,產生MnO4-。電極反應式是:MnO42--e-=MnO4-;在陰極,水電離產生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩,電極反應式是:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。所以陰極逸出的氣體是H2;總反應方程式是:2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2H2↑+2KOH;根據電解法方程式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)根據離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4與草酸反應的關系式是:2 KMnO45H2C2O4。配制的溶液的濃度為:。則1.0800g樣品中含KMnO4的物質的量為:n=KMnO4的質量為:m=" 0.006536mol" × 158g/mol =1.03269g。故其純度為:×100%=95.62%。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列根據實驗操作和現(xiàn)象所得出的結論正確的是

選項

實驗操作

實驗現(xiàn)象

結論

A

SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液

有白色沉淀

SO2中混有SO3

B

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

前者溶液變藍色,后者有黃色沉淀

KI3溶液中存在平衡:

I3I2+I-

A. A B. B C. C D. D

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【題目】下列解釋事實的離子方程式中,不正確的是( )

A.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,產生氣體:Cu + 4H++ 2NO=Cu2++ 2NO2+ 2H2O

C.CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,產生藍色沉淀:Cu2++ 2OH=Cu(OH)2

D.自來水中通入Cl2可以殺菌消毒:Cl2H2OH++Cl-HClO

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【題目】Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水,通常是在調節(jié)好pHFe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產生的羥基自由基能氧化降解污染物,羥基自由基的產生與溶液pH大小有關,F(xiàn)運用該方法降解有機污染物p-CP,探究有關因素對該降解反應速率的影響。

(實驗過程)

用圖所示裝置進行如下表所示的實驗,控制p-CP的初始濃度相同,其余實驗條件見下表,設計如下對比實驗,最終測量的是p-CP濃度的改變量。

(實驗數據)

實驗編號

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

6.0

1.5

0.30

3.5

10

3

298

6.0

1.5

0.30

3.5

10

3

313

6.0

3.5

0.30

3.5

x

3

298

6.0

1.5

0.30

4.5

9

3

298

6.0

1.5

0.30

3.5

10

10

298

2實驗測得p-CP的濃度隨時間的變化

(分析與解釋)

(1)實驗③中,x=________。

(2)實驗①、⑤的目的是________。

(3)實驗①、②表明溫度升高,降解反應速率增大。但溫度過高是反而導致降解反應速率減少,從Fenton法所用試劑H2O2性質的角度分析原因_____(請用化學用語解答)。

(4)通過實驗⑤可以得出結論是是pH等于10時,降解反應趨于停止,推測可能的原因:__。

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【題目】下圖是在載人航天器艙內利用氫氧燃料電池進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:2CO2 + O2 + 4e- === 2CO32-

C. 該裝置工作時電能轉化成了化學能

D. CO32- 向b極移動

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列關于檸檬酸(如圖)的性質推測的敘述錯誤的是

A.檸檬酸可與 NaHCO3 溶液反應生成 CO2

B.檸檬酸分子中具有羥基官能團,因此可與NaOH 溶液反應

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都能跟金屬鈉反應生成氫氣

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【題目】室溫下,關于溶液,下列分析正確的是( )

A.

B.加入少量水,溶液中增大

C.由水電離產生的

D.加入等體積的鹽酸,所得溶液:

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【題目】不同條件下,用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過程中所測的實驗數據如圖所示。下列分析或推測不合理的是

A. Fe2+的氧化率隨時間延長而逐漸增大

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 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的關系,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

B.YZ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

D.Y元素和X元素可以形成Y2X2型化合物,陰、陽離子物質的量之比為11

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