【題目】KMnO4和MnO2都是重要化學(xué)物質(zhì),在實(shí)驗(yàn)室可以做氧化劑和催化劑,某學(xué)習(xí)小組對兩種物質(zhì)的制備和性質(zhì)探究如下:

I.MnO2的制備:

該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實(shí)驗(yàn),其工藝流程如下:

請回答下列問題:

(1)第步操作中,生成CO2的化學(xué)方程式為____________。

(2)第步操作中,NaClO3氧化MnSO4的離子方程式為_____________。

(3)第步操作中,最終得到的固體除NaClO3外,還一定含有下列物質(zhì)中的_________(填序號)。

a. NaCl b. NaClO c. NaClO4 d. NaOH

(4)為得到純凈的MnO2,須將過濾后的MnO2合并后進(jìn)行洗滌。洗滌沉淀所用的玻璃儀器有:_____________,判斷是否洗滌干凈可選用的試劑是____________(填化學(xué)式)。

(5)NaClO3和MnO2在一定條件下都可以氧化濃鹽酸制取氯氣,制取等量的氯氣消耗NaClO3與MnO2的物質(zhì)的量之比為__________。

(6)工業(yè)上可以以石墨為電極電解酸化的硫酸錳制取二氧化錳,該過程的陽極反應(yīng)式為___________。

II.KMnO4的制備和性質(zhì):

(7)實(shí)驗(yàn)室由二氧化錳制備高錳酸鉀可分二步進(jìn)行:

第一步:MnO2與KOH共熔并通入氧氣:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O

第二步:通入CO2,可使K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)生成KMnO4和MnO2。

第二步完成反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)化為KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率約為_______(精確到0.1%)

(8)該小組同學(xué)為了探究KMnO4溶液和Na2C2O4溶液的反應(yīng)過程,將酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定體積的Na2C2O4溶液中(溫度相同,并不斷振蕩),記錄的現(xiàn)象如下:

請將MnO4-氧化C2O42- 的離子方程式補(bǔ)充完整:

______MnO4-+C2O42-+_______=______Mn2++_____CO2+_______

請分析KMnO4溶液褪色時(shí)間變化的可能原因_____________________。

【答案】(1)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2;

(2)2ClO-+5Mn2++5H2O=Cl2+5MnO2+H2O+8H+;(3)ad

(4)燒杯、漏斗、玻璃棒(1);BaCl2溶液(1);

(5)1:3;(6)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;(7)66.7%;

(8)2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O;

反應(yīng)生成的Mn2+對反應(yīng)有催化作用,且c(Mn2+)濃度越大催化效果越好

【解析】

試題分析:(1)樣品中的碳酸錳與稀硫酸反應(yīng)生成CO2的化學(xué)方程式為MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2;

(2)第步操作中,NaClO3氧化MnSO4生成二氧化錳和氯氣,根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為2ClO-+5Mn2++5H2O=Cl2+5MnO2+H2O+8H+

(3)第步操作中氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉、氯化鈉和水,又因?yàn)闅溲趸c過量,則最終得到的固體除NaClO3外,還一定含有氯化鈉和氫氧化鈉,答案選ad;

(4)洗滌沉淀所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒;濾液中含有硫酸根,因此通過檢驗(yàn)硫酸根離子判斷沉淀是否洗滌干凈,所以判斷是否洗滌干凈可選用的試劑是BaCl2溶液;

(5)NaClO3的還原產(chǎn)物是氯離子,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6個(gè)電子;MnO2的還原產(chǎn)物是錳離子,轉(zhuǎn)移2個(gè)電子,因此根據(jù)電子得失守恒可知制取等量的氯氣消耗NaClO3與MnO2的物質(zhì)的量之比為2:6=1:3;

(6)電解池中陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),則該電解池中陽極是錳離子放電,因此陽極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;

(7)Mn元素化合價(jià)從+6價(jià)部分升高到+7價(jià),部分降低到+4價(jià),因此根據(jù)電子得失守恒可知生成的KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為2:1,所以第二步完成反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)化為KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率約為

(8)反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià),得到5個(gè)電子。碳元素的化合價(jià)從+3價(jià)升高到+4價(jià),因此根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O

滴入的高錳酸鉀越多,褪色時(shí)間越少,即反應(yīng)速率越快,這說明還原產(chǎn)物Mn2+對反應(yīng)有催化作用,且c(Mn2+)濃度越大催化效果越好。

練習(xí)冊系列答案
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A.B的結(jié)構(gòu)簡式為HOOC﹣CH2﹣COOH

B.C與乙醇發(fā)生了酯化反應(yīng)

C.A的結(jié)構(gòu)簡式是CH3﹣CH(OH)﹣CH=CH﹣CH3

D.E的分子式為C3H2O4Na2

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VO2(藍(lán)色)H2OV3(紫色)VO2(黃色)V2(綠色)2H

下列說法錯(cuò)誤

A. 充電時(shí),反應(yīng)每生成2mol H時(shí)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為2mol

B. 放電過程中,正極附近溶液的酸性減弱

C. 放電時(shí),正極反應(yīng)為VO2++2HeVO2H2O

D. 充電時(shí),陽極附近溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)辄S色

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A. CO B. CH C. OC D. HO

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ACl2 2KBr Br2 2KCl

B2NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2

C4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

DCH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

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A.加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液

B.加入鹽酸酸化,再加BaCl2溶液

C.先加HNO3酸化再加Ba(NO3)2溶液

D.加入鹽酸酸化BaCl2溶液

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A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MN

B.t2時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等達(dá)到平衡

C.t3時(shí),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率

D.t1時(shí),N的濃度是M濃度的2倍

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已知A溶液顯堿性,可促進(jìn)水的電離;D溶液顯酸性,A、D溶液焰色反應(yīng)均為黃色。

1A、B、C中含有相同的金屬元素,且B能溶于酸也能溶于堿,D能與Ba(OH)2反應(yīng)生成不溶于鹽酸的白色沉淀。則A的化學(xué)式為 ,D的化學(xué)式為 A、C反應(yīng)生成B的離子方程式為 。

2C是一種無色無味的氣體,且能使澄清石灰水變渾濁。用離子方程式表示A溶液顯堿性的原因 ; CE反應(yīng)生成B的化學(xué)方程式為 。

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(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n) 隨時(shí)間(t)變化的曲線:

(2)體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。

(3)列式計(jì)算該反應(yīng)在0.3min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率:____________;

(4)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率a等于______________。

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