【題目】軟錳礦是一種常見的錳礦物,主要成分是MnO2,常含有鐵、鋁元素形成的雜質。工業(yè)上,用軟錳礦制取高錳酸鉀的流程如下(部分條件和產(chǎn)物省略)
請回答下列問題
(1)在“水浸”過程中,提高K2MnO4浸出率(浸出的K2MnO4質量與“熔塊”質量之比)的措施有____________________________________________(至少寫出兩點)
(2)“熔融”過程中發(fā)生的主要反應其化學方程式為_________________________________。
(3)CO2與K2MnO4反應的離子方程式為_________________________________。
(4)KMnO4與K2CO3能用重結晶的方法分離的原理是______________________。
(5)“電解”過程中使用的是惰性電極,則:
①陽極的電極反應方程式為______________________。
②陰極附近溶液的pH將___________(填“增大”、“減小”或“不變”)
(6)可用過氧化氫溶液滴定的方法測定高錳酸鉀樣品純度。當達到滴定終點時,溶液中產(chǎn)生的現(xiàn)象為_________________________________。
(7)在上述生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的M2+會對環(huán)境造成污染。工業(yè)上,通過調節(jié)pH使廢水中的Mn2+形成Mn(OH)2沉淀。當pH=10時,溶液中的c(Mn2+)=___________mol/L(已知:Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13。相關數(shù)據(jù)均在常溫下測定)
【答案】將“熔塊”粉碎、加熱、用玻璃棒攪拌等 2MnO2+O2+4KOH △ 2K2MnO4+2H2O 3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32- 隨溫度的改變,KMnO4與K2CO3的溶解度變化量差別較大 MnO42--e-=MnO4- 增大 當加入最后1滴過氧化氫溶液時,由紫紅色剛好褪色且半分鐘內(nèi)不變色 2.0×10-5
【解析】
軟錳礦的主要成分是MnO2,由工藝流程轉化關系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應生成K2MnO4,向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4,還生成K2CO3、MnO2,通過過濾,分離出二氧化錳,濾液中含KMnO4和K2CO3,根據(jù)KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸發(fā)結晶的方式可分離出高錳酸鉀和碳酸鉀,對粗高錳酸鉀進行重結晶、干燥得到純凈的高錳酸鉀。
(1)為提高提高錳酸鉀浸出率,應采用加熱、攪拌的方法,使反應盡可能多的生成錳酸鉀;
故答案為:將“熔塊”粉碎、加熱、用玻璃棒攪拌等;
(2)根據(jù)流程圖,二氧化錳與氫氧化鉀溶液、氧氣在高溫條件下發(fā)生反應生成錳酸鉀和水,化學方程式為2MnO2+O2+4KOH △ 2K2MnO4+2H2O;
故答案為:2MnO2+O2+4KOH △ 2K2MnO4+2H2O;
(3)由流程可知,CO2與K2MnO4反應生成KMnO4,還生成K2CO3、MnO2,所以反應的離子方程式為3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-;
故答案為:3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-;
(4)根據(jù)KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸發(fā)結晶的方式可分離出高錳酸鉀和碳酸鉀,故KMnO4與K2CO3能用重結晶的方法分離的原理是隨溫度的改變,KMnO4與K2CO3的溶解度變化量差別較大;
故答案為:隨溫度的改變,KMnO4與K2CO3的溶解度變化量差別較大;
(5)錳酸鉀生成高錳酸鉀,Mn元素的化合價升高,所以錳酸鉀發(fā)生氧化反應,所以電解錳酸鉀溶液的陽極反應式為錳酸根離子失去電子生成高錳酸根離子,電極反應式為MnO42--e-=MnO4-;陰極是氫離子放電生成氫氣,氫離子濃度減小,氫氧根離子濃度增大,則溶液的pH增大;
故答案為:MnO42--e-=MnO4- ;增大;
(6)用過氧化氫溶液滴定高錳酸鉀溶液,當達到滴定終點時,高錳酸鉀被還原,故溶液中產(chǎn)生的現(xiàn)象為當加入最后1滴過氧化氫溶液時,由紫紅色剛好褪色且半分鐘內(nèi)不變色;
故答案為:當加入最后1滴過氧化氫溶液時,由紫紅色剛好褪色且半分鐘內(nèi)不變色;
(7)Mn(OH)2的溶度積Ksp=c(Mn2+)c2(OH-)=2.0×10-13,當pH=10時,c(OH-)=1.0×10-4mol/L,所以c(Mn2+)=2.0×10-13/ c2(OH-)= mol/L =2.0×10-5mol/L。
故答案為:2.0×10-5。
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【題目】(1)硅和氯兩元素的單質反應生成1 mol Si的最高價化合物,恢復至室溫,放熱687 kJ,已知該化合物的熔、沸點分別為-69 ℃和58 ℃,寫出該反應的熱化學方程式__________________________________________。
(2)比較下列溶液中指定微粒濃度的大。簼舛染鶠0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液,溶液pH從大到小的順序是_____________。(填序號)c(H2S)從大到小的順序是__________。(填序號)
(3)已知Ksp[Cu(OH)2] = 1×10-20 。要使0.2 mol / L 的CuSO4溶液中Cu2+沉淀較為完全,則應向溶液里加入NaOH溶液,調整溶液的pH范圍為_________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以鐵礦石(Fe2O3)為起始物,經(jīng)過一系列反應可以得到Fe3[Fe(CN)6]2和Fe(SCN)3,請回答下列問題:
(1)寫出Fe的原子結構示意圖_____________,O原子核外電子軌道表示式為__________。
(2)KSCN是檢驗Fe3+的試劑之一,與SCN-互為等電子體的一種分子為____________。SCN-的空間構型__________________
(3)K3[Fe(CN)6]晶體中Fe3+與CN-之間的鍵型為________________,該化學鍵能夠形成的原因是________________________________________________________________。
(4)K3[Fe(CN)5NO]的組成元素中,屬于第2周期的元素的第一電離能由小到大的順序是_________________,該配合物中鐵原子的配位數(shù)是________________。
(5)FeO晶胞結構如圖所示,FeO晶體中Fe2+配位數(shù)為________________,若該晶胞邊長為anm,則該晶體密度為_________g·cm-3(阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】CH4、CH3OH既是重要的化工原料,又是未來重要的能源物質。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g) 通入容積為2L的反應室,在一定條件下發(fā)生反應CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),測得在5 min時達到平衡,CH4的平衡轉化率為40%。則0~5 min內(nèi),用H2O表示該反應的平均反應速率為_________。
(2)一定條件下,將1.0 mol CH4與2.0 mol H2O(g)充入密閉容器中發(fā)生反應CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g),下列措施可以提高化學反應速率的是___________(填選項序號)。
a.恒容條件下充入He b.增大體積
c.升高溫度 d.投入更多的H2O(g)
(3)在恒容條件下進行反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),則下列實驗事實可以作為判斷該反應達到平衡狀態(tài)標志的是___________(填選項序號)。
a.消耗1 mol CO2同時生成1 mol CH3OH b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.混合氣體的密度保持不變 d.CH3OH(g)的濃度保持不變
(4)以KOH為電解質的甲醇-空氣燃料電池是一種高效、輕污染的車載電池,其工作原理如圖。 回答下列問題:
①該原電池的正極是____(填“甲”或“乙”),電解過程中乙電極附近pH____(填“增大”或“減小”);
②負極的電極反應式________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關阿伏加德羅常數(shù)(NA)的說法錯誤的是( )
A. 32gO2所含的原子數(shù)目為NA
B. 0.5molH2O含有的原子數(shù)目為1.5NA
C. 1molH2O含有的H2O分子數(shù)目為NA
D. 0.5NA個CO2的物質的量是0.5mol
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)蒸餾的裝置及主要儀器,請寫出所指儀器的名稱。
①______②______③______④_____⑤______⑥______⑦______
(2)物質的體積大小取決于____、_____、____。
(3)使用22.4L/mol需注意:物質狀態(tài)必須為____,條件必須是____,22.4L/mol是個___值。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】KCl樣品中含有少量KOH、K2SO4和不溶于水的雜質,為了提純KCl,某同學設計了如下操作流程:
請回答下列問題:
(1)試劑Ⅰ的化學式為____,其作用是除去___(填離子符號)。
(2)加入試劑Ⅱ時發(fā)生反應的化學方程式為____。
(3)試劑Ⅲ的名稱是____。各步操作中所加試劑都必須過量,欲檢驗試劑Ⅲ已經(jīng)過量,可以選用____(填字母)。
A.AgNO3溶液 B.pH試紙 C.K2CO3溶液
(4)以上操作流程中有____個步驟涉及過濾操作;從E中獲得KCl晶體的操作名稱是___,當____時,應該停止加熱。
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