【題目】KMnO4是一種重要的氧化劑,廣泛用于化學(xué)分析和化工生產(chǎn)以反水處理工業(yè)。工業(yè)上可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備,目前有兩種較為成熟的制法。其模擬流程如下圖所示:
附表:不同溫度下若干常見鉀的化合物的溶解度(單位:g/(100gH2O))
化學(xué)式 | 20°C | 30°C | 40°C | 60°C | 80°C | 100°C |
CH3COOK | 256 | 283 | 324 | 350 | 381 | |
K2SO4 | 11.1 | 13 | 14.8 | 18.2 | 21.4 | 24.1 |
KCl | 34.2 | 37.2 | 40.1 | 45.8 | 51.3 | 56.3 |
KMnO4 | 6.34 | 9.03 | 12.6 | 22.1 | ||
K2CO3 | 111 | 114 | 117 | 127 | 140 | 156 |
(1)“熔融”時(shí),可用作坩鍋材質(zhì)的是________________(填序號(hào))。
A.氧化鋁 B.陶瓷 C.氧化鎂 D.石英
(2)寫出MnO2和KOH熔融物中通入富氧空氣時(shí)獲得K2MnO4的化學(xué)方程式______________________。
(3)“酸歧化法”是在pH<6的情況下K2MnO4即可轉(zhuǎn)化為MnO2和KMnO4,過(guò)濾除去MnO2,將濾液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾得到KMnO4粗晶體,再經(jīng)過(guò)重結(jié)晶獲得較純凈的KMnO4晶體;
①根據(jù)表中的溶解度數(shù)據(jù)以及上述操作的特點(diǎn),“酸歧化法”不適宜選擇的酸性物質(zhì)是________。
A.稀硫酸 B.醋酸 C.稀鹽酸 D.二氧化碳
②“蒸發(fā)濃縮”時(shí),溫度需控制在70℃,適宜的加熱方式是________________。
③根據(jù)相關(guān)方程式,計(jì)算“酸歧化法”的理論產(chǎn)率為_________________。
(4)“電解法”克服了“酸歧化法”理論產(chǎn)率偏低的問(wèn)題,同時(shí)副產(chǎn)品KOH可用于軟錳礦的焙燒。電解法制備高錳酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下(圖中陽(yáng)離子交換膜只允許K+離子通過(guò))
①a為______極(填“正”或“負(fù)”),右室發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為_______________。
②若電解開始時(shí)陽(yáng)極區(qū)溶液為1.0L0.40mol·L-1K2MnO4溶液,電解一段時(shí)間后,右室中n(K)/m(Mn)為6:5,陰極區(qū)生成KOH的質(zhì)量為_________________。
【答案】 C 2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O AC 水浴加熱 66.7% 負(fù) MnO42--e-=MnO4- 17.9g
【解析】分析:本題是一道無(wú)機(jī)綜合題,考查化學(xué)方程式和電極反應(yīng)式的書寫,計(jì)算產(chǎn)率等,難度較大。
詳解:(1)從流程圖可知,軟錳礦和KOH(s)的混合物于空氣中加熱熔融,由于氧化鋁和二氧化硅均和KOK反應(yīng),所以“熔融”時(shí),可用作坩鍋材質(zhì)的是氧化鎂,因此,本題答案為C。
(2)軟錳礦的主要成分為MnO2,軟錳礦和KOH(s)的混合物于空氣中加熱熔融,得到K2MnO4,反應(yīng)方程式為2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O。
(3)①根據(jù)表中的溶解度數(shù)據(jù): CH3COOK和K2CO3的溶解度要比KMnO4大,而K2SO4和KCl的溶解度要比KMnO4小或接近,且在酸性條件下KMnO4能氧化Cl-,所以“酸歧化法”不適宜選擇的酸性物質(zhì)是稀硫酸、稀鹽酸,本題答案為AC。
②“蒸發(fā)濃縮”時(shí),溫度需控制在70℃,適宜的加熱方式是水浴加熱。
③根據(jù)離子方程式,3MnO42-+4H+= 2MnO4-+ MnO2+2H2O,依據(jù)錳原子守恒,3mol K2MnO4 理論上生成2mol KMnO4 ,所以理論產(chǎn)率為×100%=66.7%。
(5)①右側(cè)陽(yáng)極MnO42-失電子生成MnO4-,電極反應(yīng)式為MnO42-e-=MnO4-;故連接陽(yáng)極的b電極為電源正極,a則為負(fù)極,因此,本題正確答案為:負(fù) ;MnO42--e-=MnO4-
②1.0L0.40mol·L-1K2MnO4溶液中K2MnO4的物質(zhì)的量為0.4mol,,n(Mn)=0.4mol,n(K)=0.8mol,陽(yáng)極MnO42-失電子生成MnO4-,Mn元素物質(zhì)的量不變,電解一段時(shí)間后,溶液中,所以n(K)=0.48mol,所以陰極區(qū)生成KOH的物質(zhì)的量為n(KOH)=n(K)=0.8mol-0.48mol=0.32mol,質(zhì)量為m(KOH)=0.32mol×56g/mol=17.9g。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】相對(duì)分子質(zhì)量為 M 的氣態(tài)化合物V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),溶于m g 水中,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 w、物質(zhì)的量濃度為c mol/L、密度為ρg/mL 的溶液,下列說(shuō)法正確的是
A. 溶液密度ρ=cw/1000M B. 物質(zhì)的量濃度c=ρV/(MV+22.4m)
C. 溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w=MV/22.4m D. 對(duì)分子質(zhì)量M=22.4mw/(1—w)V
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用酸性氫氧燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 燃料電池工作時(shí),正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 電解精煉銅時(shí),若轉(zhuǎn)移1mol電子,a極質(zhì)量減少32g
C. 鐵表面鍍銅時(shí),a為鐵,b為Cu,工作一段時(shí)間要使右池溶液復(fù)原可加入適量的CuO
D. 若a、b兩極均為石墨時(shí),在相同條件下,a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的O2體積相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表為截取的元素周期表前4周期的一部分,且X、Y、Z、R和W均為主族元素。下列說(shuō)法正確的是
A. 五種元素為原子最外層電子數(shù)一定都大于2
B. X、Z原子序數(shù)可能相差18
C. Y最高價(jià)氧化物的水化物可能是強(qiáng)酸
D. Z的氧化物與X單質(zhì)不可能發(fā)生置換反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率越大,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。用 0.100 mol·L-1 的 NaOH 溶液滴定 10.00 mL 濃度均為 0.100 mol·L-1 的鹽酸和 CH3COOH 溶液。利用傳感器測(cè)得滴定過(guò)程中溶液的電導(dǎo) 率如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 曲線①代表滴定 HCl 溶液的曲線
B. A 點(diǎn)溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1 mol·L-1
C. 在相同溫度下,A、B、C 三點(diǎn)溶液中水的電離程度:C<B=A
D. D 點(diǎn)溶液中:c(Cl-)=2c(OH-)-2c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】—定溫度下,在三個(gè)等體積的恒容密閉容器中,反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)達(dá)平衡,下列說(shuō)法正確的是( )
容器 | 溫度/K | 物質(zhì)的起始濃度(mol/L) | 物質(zhì)的平衡濃度(mol/L) | |||
CO2(g) | H2(g) | C2H5OH(g) | H2O(g) | C2H5OH(g) | ||
甲 | 500 | 0.20 | 0.60 | 0 | 0 | 0.083 |
乙 | 500 | 0.40 | 1.20 | 0 | 0 | |
丙 | 600 | 0 | 0 | 0.10 | 0.30 | 0.039 |
A. 該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 達(dá)平衡時(shí),甲、乙容器內(nèi):2c(CO2,甲)<c(CO2,乙)
C. 達(dá)平衡時(shí),容器甲中的逆反應(yīng)速率比容器乙中的大
D. 達(dá)平衡時(shí),轉(zhuǎn)化率:a(CO2,甲)+a(C2H5OH,丙)>1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】[化學(xué)-選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]鹽酸普魯卡因是一種常見的局部麻醉劑,在傳導(dǎo)麻醉、浸潤(rùn)麻醉及封閉療法中均有良好的藥效。其合成路線如下:
已知:①A的核磁共振氫譜為單峰,C為芳香烴。
②鹽酸普魯卡因的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:。
③。
④。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________,C的化學(xué)名稱為________________。
(2)反應(yīng)①、③的反應(yīng)類型分別為____________、________________。
(3)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為______________________。
(4)G是F的同系物,其相對(duì)分子質(zhì)量比F小14。G的同分異構(gòu)體能同時(shí)滿足如下條件:
①1分子該物質(zhì)可水解生成2分子CH3CH2OH。
②苯環(huán)上只有一種化學(xué)環(huán)境的H。
共有_______種(不考慮立體異構(gòu));請(qǐng)任意寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________________。
(5)寫出用甲苯為原料制備的合成路線________________(無(wú)機(jī)試劑任選)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:pKa= -lgKa,25℃時(shí),H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常溫下,用0.1mol/LNaOH溶液滴定20mL 0.1mol/L H2SO3溶液的滴定曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A. A點(diǎn)所得溶液中:Vo等于lOmL
B. B點(diǎn)所得溶液中:
C. C點(diǎn)所得溶液中:
D. D點(diǎn)所得溶液中水解平衡常數(shù)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A. 用堿石灰干燥Cl2B. 用飽和Na2CO3溶液除去CO2中的HCl
C. 用品紅溶液鑒別SO2和CO2D. 用焰色反應(yīng)鑒別KCl和KOH
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