【題目】[化學——選修2:化學與技術(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 (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(yīng)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(yīng)速率;

22MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O

3)增大反應(yīng)物的濃度,可使化學反應(yīng)速率加快,同時使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)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(yīng),可通過增大其反應(yīng)接觸面積的方法提高反應(yīng)速率,故要將其粉碎成細小的顆粒;(2) 根據(jù)流程圖可知,在平爐MnO2KOH、O2在加熱時反應(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)外界條件對化學反應(yīng)速率的影響,增大反應(yīng)物的濃度,可以使化學反應(yīng)速率加快;任何反應(yīng)都具有一定的可逆性,增大壓強,可以使化學平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動,故可以提高原料的轉(zhuǎn)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(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(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)闅錃庖莩觯姌O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;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 KMnO45H2C2O4。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%

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是

選項

實驗操作

實驗現(xiàn)象

結(jié)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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科目:高中化學 來源: 題型:

【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(chǎn)生氣體:Cu + 4H++ 2NO=Cu2++ 2NO2+ 2H2O

C.CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,產(chǎn)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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科目:高中化學 來源: 題型:

【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(diào)節(jié)好pHFe2+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)運用該方法降解有機污染物p-CP,探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)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(shè)計如下對比實驗,最終測量的是p-CP濃度的改變量。

(實驗數(shù)據(jù))

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(yīng)速率增大。但溫度過高是反而導致降解反應(yīng)速率減少,從Fenton法所用試劑H2O2性質(zhì)的角度分析原因_____(請用化學用語解答)。

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

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科目:高中化學 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. 該裝置工作時電能轉(zhuǎn)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(guān)于檸檬酸(如圖)的性質(zhì)推測的敘述錯誤的是

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,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都能跟金屬鈉反應(yīng)生成氫氣

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】室溫下,關(guān)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(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 來源: 題型:

【題目】不同條件下,用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過程中所測的實驗數(shù)據(jù)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(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

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(zhì)的量之比為11

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