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KMnO4在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上均有重要應(yīng)用,其工業(yè)制備的部分工藝如下:
Ⅰ.將軟錳礦(主要成分MnO2)粉碎后,與KOH固體混合,通入空氣充分焙燒,生成暗綠色熔融態(tài)物質(zhì)。
Ⅱ.冷卻,將固體研細(xì),用稀KOH溶液浸取,過(guò)濾,得暗綠色溶液。
Ⅲ.向暗綠色溶液中通入CO2,溶液變?yōu)樽霞t色,同時(shí)生成黑色固體。
Ⅳ.過(guò)濾,將紫紅色溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,洗滌,干燥,得KMnO4固體。
資料:K2MnO4為暗綠色固體,在強(qiáng)堿性溶液中穩(wěn)定,在近中性或酸性溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng)(Mn的化合價(jià)既升高又降低)。
(1)Ⅰ中,粉碎軟錳礦的目的是
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率
。
(2)Ⅰ中,生成K2MnO4的化學(xué)方程式是
2MnO2+4KOH+O2
焙燒
2K2MnO4+2H2O
2MnO2+4KOH+O2
焙燒
2K2MnO4+2H2O

(3)Ⅱ中,浸取時(shí)用稀KOH溶液的原因是
保持溶液呈強(qiáng)堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)
保持溶液呈強(qiáng)堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)
。
(4)Ⅲ中,CO2和K2MnO4在溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式是
3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
。
(5)將K2MnO4溶液采用惰性電極隔膜法電解,也可制得KMnO4.裝置如圖:
菁優(yōu)網(wǎng)
①b極是
極(填“陽(yáng)”或“陰”),D是
較濃的KOH溶液
較濃的KOH溶液

②結(jié)合電極反應(yīng)式簡(jiǎn)述生成KMnO4的原理:
a極:
M
n
O
2
-
4
-e-
M
n
O
-
4
,部分K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陽(yáng)極區(qū)生成KMnO4
a極:
M
n
O
2
-
4
-e-
M
n
O
-
4
,部分K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陽(yáng)極區(qū)生成KMnO4
。
③傳統(tǒng)無(wú)膜法電解時(shí),錳元素利用率偏低,與之相比,用陽(yáng)離子交換膜可以提高錳元素的利用率,其原因是
用陽(yáng)離子交換膜可防止
M
n
O
-
4
、
M
n
O
2
-
4
在陰極被還原
用陽(yáng)離子交換膜可防止
M
n
O
-
4
、
M
n
O
2
-
4
在陰極被還原
。
(6)用滴定法測(cè)定某高錳酸鉀產(chǎn)品的純度,步驟如下:
已知:Na2C2O4+H2SO4═H2C2O4+Na2SO4
5H2C2O4+2
M
n
O
-
4
+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
摩爾質(zhì)量:Na2C2O4  134g?mol-1    KMnO4  158g?mol-1
?。Q(chēng)取ag產(chǎn)品,配成50mL溶液。
ⅱ.稱(chēng)取bgNa2C2O4,置于錐形瓶中,加蒸餾水使其溶解,再加入過(guò)量的硫酸。
ⅲ.將錐形瓶中溶液加熱到75℃~80℃,恒溫,用ⅰ中所配溶液滴定至終點(diǎn),消耗溶液V mL(雜質(zhì)不參與反應(yīng))。
產(chǎn)品中KMnO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為
1580
b
67
a
V
1580
b
67
a
V
【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率;2MnO2+4KOH+O2
焙燒
2K2MnO4+2H2O;保持溶液呈強(qiáng)堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng);3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3;陰;較濃的KOH溶液;a極:
M
n
O
2
-
4
-e-
M
n
O
-
4
,部分K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陽(yáng)極區(qū)生成KMnO4;用陽(yáng)離子交換膜可防止
M
n
O
-
4
、
M
n
O
2
-
4
在陰極被還原;
1580
b
67
a
V
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:55引用:4難度:0.4
相似題
  • 1.純堿是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗滌劑等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
    (1)工業(yè)上“侯氏制堿法”以NaCl、NH3、CO2及水等為原料制備純堿,其反應(yīng)原理為:
    NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl.生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖1如下:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
    ①析出的NaHCO3晶體中可能含有少量NaCl、NH4Cl等雜質(zhì),檢驗(yàn)該晶體中是否含有氯離子雜質(zhì)的操作方法是
     
    。
    ②該工藝流程中可回收再利用的物質(zhì)是
     

    ③若制得的純堿中只含有雜質(zhì)NaCl.測(cè)定該純堿的純度,下列方案中可行的是
     
    (填字母)。
    a.向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液,沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥,稱(chēng)其質(zhì)量為b g
    b.向m克純堿樣品中加入足量稀鹽酸,用堿石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收產(chǎn)生的氣體,堿石灰增重b g
    c.向m克純堿樣品中加入足量AgNO3溶液,產(chǎn)生的沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥,稱(chēng)其質(zhì)量為b g
    (2)常溫下在10 mL 0.1 mol?L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol?L-1 HCl溶液20 mL,溶液中含碳元素的各種微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖2所示。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:
    ①在同一溶液中,
    CO
    2
    -
    3
    、
    HCO
    -
    3
    、H2CO3
     
    (填“能”或“不能”)大量共存。
    ②在滴加鹽酸的過(guò)程中
    HCO
    -
    3
    的物質(zhì)的量先增加后減少的原因是
     
    (請(qǐng)用離子方程式表示)。
    ③將0.84 g NaHCO3和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol?L-1稀鹽酸。下列圖象(圖3)能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是
     
    (填字母)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)若稱(chēng)取10.5 g純凈的NaHCO3固體,加熱一段時(shí)間后,剩余固體的質(zhì)量為8.02 g.如果把剩余的固體全部加入到100 mL 2 mol?L-1的鹽酸中充分反應(yīng)。求溶液中剩余的鹽酸的物質(zhì)的量濃度(設(shè)溶液的體積變化及鹽酸的揮發(fā)忽略不計(jì))(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。
    發(fā)布:2024/10/24 0:0:2組卷:55引用:3難度:0.4
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.實(shí)驗(yàn)室利用FeSO4溶液和NO制備亞硝基合亞鐵(Ⅱ){[Fe(NO)x(H2O)y]SO4},其裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。
    回答下列問(wèn)題:
    (1)盛放NaNO2固體的儀器名稱(chēng)為
     
    ;配制FeSO4溶液時(shí)為防止其被氧化,應(yīng)向溶液中加入
     
    。
    (2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先鼓入N2的目的是
     

    (3)NaNO2的溶液顯堿性的原因:
     
    (用離子方程式表示);A中加熱制備N(xiāo)O的離子方程式為
     
    。
    (4)D中倒置的漏斗的作用為
     

    (5)經(jīng)分離提純后得到亞硝基合亞鐵(Ⅱ)溶液,其溶質(zhì)化學(xué)式為{[Fe(NO)x(H2O)y]SO4},為測(cè)定其化學(xué)式,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
    ①取20mL該溶液加入足量BaCl2溶液,過(guò)濾后得到沉淀,將沉淀洗滌干燥稱(chēng)量,質(zhì)量為4.66g。
    ②另取10mL溶液用0.4mol?L-1的酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定,滴定終點(diǎn)時(shí),消耗酸性KMnO4溶液20mL(NO完全轉(zhuǎn)化為
    N
    O
    -
    3
    )。
    ③已知x+y=6,則其化學(xué)式為
     
    ,下列情況會(huì)導(dǎo)致x值偏小的是
     
    (填字母)。
    A.步驟①中沉淀未干燥完全
    B.滴定前,酸式滴定管中有氣泡殘留,滴定后氣泡消失
    C.用容量瓶配制酸性KMnO4溶液時(shí),定容時(shí)俯視刻度線(xiàn)
    發(fā)布:2024/10/24 5:0:2組卷:6引用:2難度:0.6
  • 3.綠礬(FeSO4?7H2O)可用作除草劑、凈水劑或抗貧血藥等。某研究小組利用工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Al2O3和SiO2,不考慮其他雜質(zhì))制備綠礬,其簡(jiǎn)易流程如圖(反應(yīng)條件略)。菁優(yōu)網(wǎng)
    請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
    (1)步驟Ⅰ中,酸浸前將硫鐵礦燒渣粉碎,其目的是
     
    ;寫(xiě)出H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式
     
    。
    (2)步驟Ⅱ中,用活化硫鐵礦(FeS2)還原Fe3+(不考慮其他反應(yīng))。
    ①補(bǔ)齊該反應(yīng)的離子方程式:
     
    。
    []Fe
    -
    1
    S
    2
    +[]Fe3++[]H2O═[]Fe2++[]
    SO
    2
    -
    4
    +[]□
    ②為了檢驗(yàn)Fe3+是否被完全還原,小組同學(xué)的操作和現(xiàn)象是
     

    (3)步驟Ⅲ中,加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,隨后在步驟Ⅳ中通入空氣,使溶液的pH降到5.2,用離子方程式表示步驟Ⅳ中通入空氣使溶液pH降低的原因
     

    表1  溶液中金屬離子(c=0.01mol/L)開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH(20℃)
    金屬離子 Fe3+ Al3+ Fe2+
    開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 2.2 3.7 7.5
    沉淀完全時(shí)的pH 3.2 4.7 9.0
    (4)步驟Ⅴ是將濾液加熱濃縮至一定濃度,保持溫度在20℃,用硫酸調(diào)pH約為2,加入一定量的乙醇,有FeSO4?7H2O晶體析出。結(jié)合圖1中數(shù)據(jù)和分子極性相關(guān)知識(shí),分析加入乙醇促進(jìn)FeSO4?7H2O晶體析出的原因
     
    。菁優(yōu)網(wǎng)
    發(fā)布:2024/10/24 4:0:1組卷:12引用:1難度:0.3
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