【題目】高錳酸鉀(KMnO4)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(xué)方程式為_________________,該條件下此反應(yīng)的△S____0(填大于、小于或等于)。

(3)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。

①“CO2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)生成的含錳物質(zhì)有KMnO4和MnO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________

②“電解法”為現(xiàn)代工藝,即電解K2MnO4水溶液,若用惰性電極,陽離子交換膜電解槽電解時產(chǎn)品純度高,陰極室中加入電解質(zhì)溶液溶質(zhì)的化學(xué)式為_______,電解時陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為____________,從陽極室的溶液得到產(chǎn)品的實驗操作是___________________。與傳統(tǒng)工藝比較,現(xiàn)代工藝的優(yōu)點除產(chǎn)品純度高外還有_______________。

【答案】 增大接觸面積,加快反應(yīng)速率 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O S>0 3K2MnO4 +4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3 KOH MnO42- -e- = MnO4- 蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾 原料利用率大

【解析】(1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按11的比例在烘炒鍋中混配,混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎,其作用是增大接觸面積加快反應(yīng)速率,提高原料利用率,故答案為:增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率;

(2)流程分析可知平爐中發(fā)生的反應(yīng)是氫氧化鉀、二氧化錳和氧氣加熱反應(yīng)生成錳酸鉀和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O,該反應(yīng)中氣體的物質(zhì)的量增大,S0,故答案為:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O;>;

(3) K2MnO4溶液中通入CO2氣體,使體系呈中性或弱酸性,K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng),根據(jù)元素守恒以及二氧化碳過量推測反應(yīng)生成KMnO4,MnO2KHCO3,反應(yīng)的方程式為3K2MnO4 +4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3,故答案為:3K2MnO4 +4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3

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,電極反應(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,陽離子交換膜電解槽電解時產(chǎn)品純度高,陰極室中加入電解質(zhì)溶液溶質(zhì)的化學(xué)式為KOH;從陽極室的溶液得到產(chǎn)品的實驗操作為蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾;依據(jù)電解法方程式2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2H2↑+2KOH,可知K2MnO4的理論利用率是100%,而在二氧化碳歧化法反應(yīng)中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3K2MnO4的理論利用率是,所以二者的理論利用率之比為32,因此與傳統(tǒng)工藝比較,現(xiàn)代工藝的優(yōu)點除產(chǎn)品純度高外還有原料利用率大,故答案為:KOH MnO42- -e- = MnO4- ;蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾;原料利用率大。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】據(jù)報導(dǎo),我國已研制出“可充室溫鈉一二氧化碳電池”,電極材料為鈉金屬片和碳納米管,電解液為高氯酸鈉一四甘醇二甲醚,電池總反應(yīng)為:4Na+3CO22Na2CO3+C,生成固體Na2CO3沉積在碳納米管上。下列敘述不正確的是

A. 放電時鈉金屬片發(fā)生氧化反應(yīng)

B. 充電時碳納米管接直流電源的正極

C. 放電時每消耗3molCO2,轉(zhuǎn)移12mol電子

D. 充電時的陽極反應(yīng)為C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)屬于純凈物的是

A. 氨水 B. 鋁熱劑 C. 液氯 D. 石油

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的說法正確的

A. 保持溫度不變,向純水中加入少量CH3COONa,水電離出的c(H+)c(OH-)乘積不變

B. 25℃向某氨水中加入鹽酸使溶液中c(NH4+)=c(Cl-),此時溶液pH=7

C. 0.1mol/LCH3COOH溶液由20℃升溫至30℃,溶液中減小

D. 保持溫度不變,向CH3COONa溶液中加入少NaOH,溶液中增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】關(guān)于如圖所示的原電池,下列說法正確的是

A. 鋅片發(fā)生還原反應(yīng)

B. 電子由鋅片通過稀硫酸溶液流向銅片

C. 銅片反應(yīng)式為Cu2+ + 2e Cu

D. 該電池發(fā)生的反應(yīng)是Zn+2H + Zn2++H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

有機物F是合成一種新型降壓替米沙坦的中間體,可由下圖所示的路線合成:

已知:

請回答下列問題:

(1)A物質(zhì)名稱為________________。

(2)化合物D中所含官能團的名稱為_________________

(3)反應(yīng)④所需的試劑為_____________。

(4)完成⑤⑥反應(yīng)的方程式并注明反應(yīng)類型

_______________________,反應(yīng)類型________________。

_______________________,反應(yīng)類型_________________。

(5)滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體有____種,其中核磁共振氫譜顯示4個峰且面積比為3:2:2:1的有_______種。

Ⅰ.含苯環(huán) Ⅱ.含有酯基

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表1是常溫下幾種弱酸的電離平衡上述(Ka)和弱堿的電離平衡常數(shù)(Kb),表2時常溫下幾種難(微)溶物的溶度積常數(shù)(Kap)

表1

酸或堿

電離常數(shù)(Ka或Kb)

CH3COOH

1.8×10-5

HIO3

1.7×10-1

HCN

5×10-10

HClO

3×10-8

NH3H2O

1.8×10-5

表2

難(微)溶物

溶度積常數(shù)(Ksp)

BaSO4

1×10-10

BaCO3

2.6×10-9

請回答下面問題:

(1)上述四種酸中,酸性最強的是______________(用化學(xué)式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的電離度增大,而電離常數(shù)不變的操作是______(填序號)。

A.升高溫度 B.加水稀釋 C.加少量的CH3COONa固體 D.加少量冰醋酸

(2)HCOONH4的水溶液呈_______(選填“酸性”、“中性”、“堿性”),寫出HCOONH4水解的離子反應(yīng)方程式____________。

(3)物質(zhì)的量1:1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,該溶液中離子的濃度從大到小排列為___。

(4)工業(yè)中常將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3后,再將其制成各種可溶性的鋇鹽(如:BaCl2)。具體做法是用飽和的純堿溶液浸泡BaSO4粉末,并不斷補充純堿,最后BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3,F(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液,在該懸濁液中加純堿粉末并不斷攪拌,最終 SO42-物質(zhì)的量濃度達到0.05mol·L-1,則此時溶液中CO32-物質(zhì)的量濃度應(yīng)_____________mol·L-1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含有Fe3+、Fe2+和Mn2+等離子。若以它為原料按下圖所示工藝流程進行生產(chǎn),可制得輕質(zhì)氧化鎂。

要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì),而且生產(chǎn)成本較低,請根據(jù)表中提供的資料,回答下列問題。

(1)在步驟②中加入的試劑X,最佳的選擇是______,其作用是__________;

(2)在步驟④中加入的試劑Y是_______________________

(3)在步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對于反應(yīng)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,下列說法正確的是(

A.N2是還原產(chǎn)物

B.Cl2是氧化劑

C.還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比是3:2

D.還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物物質(zhì)的量之比是1 : 6

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