【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用軟錳礦制備高錳酸鉀,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟一:將軟錳礦(主要成分為MnO2)、KClO3和KOH固體按一定比例混合后強(qiáng)熱可制得綠色K2MnO4;
步驟二:將反應(yīng)后固體充分溶解、過(guò)濾,向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2氣體使溶液顯酸性,K2MnO4在酸性條件下反應(yīng)得到KMnO4、MnO2和K2CO3,最后分離得到高錳酸鉀晶體。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)寫(xiě)出步驟一的化學(xué)方程式____________________________,此反應(yīng)不能用瓷坩堝,原因是(用化學(xué)方程式表示)_________________________________;
(2)否用濃鹽酸代替步驟二中的CO2 ,請(qǐng)簡(jiǎn)要分析原因__________________________;
(3)部分化合物的溶解度隨溫度的變化如下表所示,從步驟二反應(yīng)后的混合溶液中分離得到高錳酸鉀晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、_____________,過(guò)濾、洗滌、烘干。為進(jìn)一步增加得到的產(chǎn)品(高錳酸鉀晶體)的純度,常采用的實(shí)驗(yàn)方法是____________;
一些化合物的溶解度S/g(100g H2O)-1
0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | |
KCl | 27.6 | 31.0 | 34.0 | 37.0 | 40.0 | 42.6 |
K2CO3 | 51.3 | 52.0 | 52.5 | 53.2 | 53.9 | 54.8 |
KMnO4 | 2.83 | 4.4 | 9.0 | 12.7 | 16.9 | 22.2 |
(4)按以上方法制備高錳酸鉀,每3 mol K2MnO4徹底反應(yīng)理論上生成_________mol KMnO4;為增大錳酸鉀的原子利用率,更好的制備方法是電解法。以K2MnO4溶液為電解液,采用惰性電極電解,當(dāng)陰極在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生5.6 L H2時(shí),產(chǎn)生KMnO4的物質(zhì)的量是________mol。
【答案】3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O 不能,以為濃鹽酸和高錳酸鉀會(huì)發(fā)生反應(yīng) 冷卻結(jié)晶 重結(jié)晶 2 0.5
【解析】
(1)軟錳礦主要成分為MnO2,把MnO2、KClO3和KOH固體按一定比例混合后強(qiáng)熱可制得綠色K2MnO4和KCl,反應(yīng)方程式為;3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O。瓷坩堝主要成分為SiO2 會(huì)和KOH溶液反應(yīng),其化學(xué)方程式為SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O,所以此反應(yīng)不能用瓷坩堝。答案:3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O;SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O。
(2) 因?yàn)镵2MnO4在酸性條件下反應(yīng)得到KMnO4、MnO2和K2CO3,濃鹽酸能和KMnO4放出氯氣,最后得不到高錳酸鉀晶體,所以不能用濃鹽酸代替步驟二中的CO2 。答案:不能,以為濃鹽酸和高錳酸鉀會(huì)發(fā)生反應(yīng)。
(3)部分化合物的溶解度隨溫度的變化如下表所示,從步驟二反應(yīng)后的混合溶液中分離得到高錳酸鉀晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 、過(guò)濾、洗滌、烘干。為進(jìn)一步增加得到的產(chǎn)品(高錳酸鉀晶體)的純度,常采用重結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行提純。答案:冷卻結(jié)晶 、 重結(jié)晶。
(4)由K2MnO4在酸性條件下反應(yīng)得到KMnO4、MnO2和K2CO3,此反應(yīng)方程式為3K2MnO4+2CO2= 2KMnO4+MnO2+2K2CO3,根據(jù)反應(yīng)方程式每3 mol K2MnO4徹底反應(yīng)理論上生成2mol KMnO4.
以K2MnO4溶液為電解液,采用惰性電極電解,當(dāng)陰極在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生5.6 L H2時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5.6L/22.4Lmol-12=0.5mol,由K2MnO4KMnO4的物質(zhì)的量為0.5mol。答案:2;0.5。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來(lái)合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析。
(1)下圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線。
①該反應(yīng)的焓變ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_______K2 (填 “>”、“<”或“=”)。
③若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是______________。
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.使用合適的催化劑 D.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
(2)在容積為2 L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響,如圖所示
下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào));
①溫度為T1時(shí),從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=nA/tAmol·L-1·min-1
②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)增大
(3)在T1溫度時(shí),將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為α,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用3.0g乙酸和4.6g乙醇反應(yīng),若實(shí)際產(chǎn)率是理論產(chǎn)率的67%,則可得到的乙酸乙酯的質(zhì)量為:
A. 2.95gB. 4.4gC. 7.48gD. 8.8g
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]金屬鈦(Ti)被譽(yù)為21世紀(jì)金屬,具有良好的生物相容性,它兼具鐵的高強(qiáng)度和鋁的低密度,其單質(zhì)和化合物具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值.氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿意的仿金效果,越來(lái)越多地成為黃金的代替品.以TiCl4為原料,經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以制得Ti3N4和納米TiO2(如圖1).
圖中的M是短周期金屬元素,M的部分電離能如下表:
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
電離能/kJmol﹣1 | 738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為_____________.
(2)M是_____(填元素符號(hào)),該金屬晶體的堆積模型為六方最密堆積,配位數(shù)為_____。
(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個(gè)實(shí)例如圖2所示.化合物甲的分子中采取sp2方式雜化的碳原子有__ 個(gè),化合物乙中采取sp3方式雜化的原子對(duì)應(yīng)的元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>________________。
(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖3所示,該晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm,則該氮化鈦的密度為____________________gcm﹣3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只列計(jì)算式)。該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有__________。
(5)科學(xué)家通過(guò)X﹣射線探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶體與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似.且知三種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下:
離子晶體 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJmol﹣1 | 786 | 715 | 3401 |
KCl、CaO、TiN三種離子晶體熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?/span>_____________________.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用,電化學(xué)降解NO3-的原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A. 電解過(guò)程中,每轉(zhuǎn)移1mol電子,則左側(cè)電極就產(chǎn)生16g O2
B. 溶液中H+從陽(yáng)極向陰極遷移
C. Ag-Pt電極的電極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O
D. B為電源的負(fù)極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某酸溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,則該溶液的物質(zhì)的量濃度( )
A.一定等于0.1 mol·L-1B.一定大于0.1 mol·L-1
C.一定小于0.1 mol·L-1D.無(wú)法確定
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】科學(xué)家正在研究開(kāi)發(fā)新的能源,如核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)、潮汐熱等!熬G色能源”是目前正在研究的新能源之一,把高粱、玉米等綠色植物的種子經(jīng)發(fā)酵、蒸餾就可以得到“綠色能源”中的一種。這種物質(zhì)是
A.氫氣 B.甲烷 C.酒精 D.木炭
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> | 實(shí)驗(yàn)方案 |
A | 探究化學(xué)反應(yīng)的限度 | 取5mL0.1mol/LKI溶液,滴加0.1molLFeCl3溶液5~6滴,充分反應(yīng),可根據(jù)溶液中既含I2又含I-的實(shí)驗(yàn)事實(shí)判斷該反應(yīng)是可逆反應(yīng) |
B | 探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 | 用兩支試管各取5ml.0.1mo/L的KMnO4溶液,分別加入2mL0.1mol/L和10.2mol/L的H2C2O4(草酸)溶液,記錄溶液褪色所需的時(shí)間 |
C | 證明海帶中含有碘元素 | 將海帶剪碎、加蒸餾水浸泡,取濾液加幾滴稀硫酸和1mLH2O2,再加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍(lán) |
D | 驗(yàn)證CH3COONa 溶液中存在水解平衡 | 取CH3COONa溶液于試管中并加入幾滴酚酞試劑,再加入醋酸銨固體(其水溶液呈中性),觀察溶液顏色變化 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于從碘水中萃取碘的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.分液漏斗使用前要檢驗(yàn)其是否漏液
B.萃取劑要求不溶于水,且碘在其中的溶解度比在水中的大
C.注入碘水和萃取劑,倒轉(zhuǎn)分液漏斗反復(fù)用力振蕩后立即分液
D.該實(shí)驗(yàn)需要選用的儀器是燒杯、分液漏斗、鐵架臺(tái)(帶鐵圈)
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