12.高錳酸鉀在實(shí)驗(yàn)室和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途.實(shí)驗(yàn)室以二氧化錳為主要原料制備高錳酸鉀.其部分流程如下:

(1)第①步加熱熔融應(yīng)在鐵坩堝中進(jìn)行.而不用瓷坩堝的原因是SiO2+2KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SiO3+H2O(用化學(xué)程式表示).
(2)第④步通入CO2,可以使Mn片發(fā)生反應(yīng).生成MnO4-和MnO2.反應(yīng)的離子方程式為3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-.則完成反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)化為KMnO4的占全部K2MnO4的百分率約為66.7%(精確到0.1%).
(3)第⑤步趁熱過(guò)濾的是減少過(guò)濾的損耗.
(4)第⑥步加熱濃縮至液面有細(xì)小晶體析出時(shí).停止加熱.冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥.干燥過(guò)程中.溫度不宜過(guò)高.其原因是2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑(用化學(xué)方程式表示).
(5)H2O2和KMnO4,都是常用的強(qiáng)氧化劑.若向H2O2溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液.則酸性高錳酸鉀溶液會(huì)褪色.寫出該反應(yīng)的離子方程式:2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑.該反應(yīng)說(shuō)明H2O2的氧化性比KMnO4弱(填“強(qiáng)”或“弱”).

分析 在堿性條件下氯酸鉀與二氧化錳加熱熔融發(fā)生氧化還原反應(yīng),二氧化錳被氧化成錳酸鉀,溶于水得墨綠色K2MnO4溶液,K2MnO4溶液中通入CO2使MnO42-發(fā)生歧化反應(yīng),生成MnO4-和MnO2,趁熱過(guò)濾除去二氧化錳,得高錳酸鉀溶液,冷卻結(jié)晶得高錳酸鉀晶體,
(1)熔融固體需要用鐵坩堝熔融,瓷坩堝原料含有SiO2,能和堿反應(yīng),高溫下與KOH發(fā)生反應(yīng);
(2)由題意可知,KOH、KClO3、MnO2共熔制得綠色K2MnO4;CO2使MnO42-發(fā)生歧化反應(yīng),生成MnO4-和MnO2,反應(yīng)中MnO42-→MnO4-,Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)升高為+7,化合價(jià)總共升高1價(jià),MnO42-→MnO2,Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)降低為+4,化合價(jià)總共降低2價(jià),化合價(jià)升高最小公倍數(shù)為2,故MnO4-系數(shù)為2,MnO2系數(shù)為1,根據(jù)錳元素守恒可知,轉(zhuǎn)化KMnO4的MnO42-占$\frac{2}{3}$;
(3)趁熱過(guò)濾的目的是為了減少過(guò)濾損失;
(4)KMnO4在加熱的條件下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng);
(5)向H2O2溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液.則酸性高錳酸鉀溶液會(huì)褪色說(shuō)明高錳酸鉀做氧化劑氧化過(guò)氧化氫為氧氣,依據(jù)電子守恒和原子守恒分析配平書寫離子方程式;依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于反應(yīng)中其他物質(zhì)分析判斷.

解答 解:(1)熔融固體需要用鐵坩堝熔融,瓷坩堝原料含有SiO2,在高溫下,瓷坩堝可以和KOH發(fā)生反應(yīng)SiO2+2KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SiO3+H2O,腐蝕瓷坩堝,故不能使用瓷坩堝,而使用鐵坩堝,
故答案為:鐵坩堝;SiO2+2KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SiO3+H2O;
(2)由題意可知,KOH、KClO3、MnO2共熔制得綠色K2MnO4,根據(jù)氧化還原反應(yīng)可知,還生成KCl,由元素守恒可知,還會(huì)生成H2O,反應(yīng)方程式為KClO3+3MnO2+6KOH $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$KCl+3K2MnO4+3H2O;CO2使MnO42-發(fā)生歧化反應(yīng),生成MnO4-和MnO2,反應(yīng)的離子方程式為:3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-;反應(yīng)中MnO42-→MnO4-,Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)升高為+7,化合價(jià)總共升高1價(jià),MnO42-→MnO2,Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)降低為+4,化合價(jià)總共降低2價(jià),化合價(jià)升高最小公倍數(shù)為2,故MnO4-系數(shù)為2,MnO2系數(shù)為1,根據(jù)錳元素守恒MnO42-系數(shù)為3,所以轉(zhuǎn)化KMnO4的MnO42-占$\frac{2}{3}$,故K2MnO4完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)化為KMnO4的百分率約$\frac{2}{3}$×100%=66.7%,
故答案為:3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-;66.7%;
(3)步驟⑤趁熱過(guò)濾的目的是防止降溫過(guò)程中KMnO4析出而損耗,減少過(guò)濾過(guò)程中晶體析出損耗,
故答案為:減少過(guò)濾的損耗;
(4)第⑥步加熱濃縮至液面有細(xì)小晶體析出時(shí),停止加熱,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,洗滌,干燥,KMnO4在溫度過(guò)高的條件下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)化學(xué)方程式為:2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑,故在加熱、濃縮、烘干的過(guò)程中溫度不宜過(guò)高,
故答案為:過(guò)濾;2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑;
(5)向H2O2溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液.則酸性高錳酸鉀溶液會(huì)褪色說(shuō)明高錳酸鉀做氧化劑氧化過(guò)氧化氫為氧氣,反應(yīng)的離子方程式為:2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑;反應(yīng)中表面高錳酸鉀的氧化性大于過(guò)氧化氫,
故答案為:2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑;弱.

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)、工藝條件的控制等,題目難度中等,是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息進(jìn)行解決問(wèn)題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.高錳酸鉀是中學(xué)常用的試劑,工業(yè)上可用軟錳礦制備高錳酸鉀流程如圖.

(1)鉍酸鈉(不溶于水)用于定性檢驗(yàn)酸性溶液中Mn2+的存在(鉍的還原產(chǎn)物為Bi3+,Mn的氧化產(chǎn)物為+7價(jià)),寫出反應(yīng)的離子方程式2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O.
(2)KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑.其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是AB(填代號(hào)).
a.84消毒液(NaClO溶液)b.雙氧水    c.苯酚   d.75%酒精
(3)理論上(不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過(guò)程中的損失)1mol MnO2可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO4
(4)該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體,為了便于控制反應(yīng),在實(shí)驗(yàn)室所用氣體發(fā)生裝置最好是C(選填代號(hào)).寫出應(yīng)用該裝置制取CO2的離子方程式CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑.

(5)操作Ⅱ根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在溶解度(填性質(zhì))上的差異,采用濃縮結(jié)晶(填操作步驟)、趁熱過(guò)濾得到KMnO4粗晶體.
(6)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有MnO2、KOH(寫化學(xué)式).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3•CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面,鋰混雜于其中,從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如圖:

(1)過(guò)程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al,反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑.
(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷.則浸出鈷的化學(xué)反應(yīng)方程式為(產(chǎn)物中只有一種酸根)4Co2O3•CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O.在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)時(shí),也可用鹽酸浸出鈷,但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸,請(qǐng)從反應(yīng)原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因Co2O3•CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境.
(3)過(guò)程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸鈉溶液在產(chǎn)生Al(OH)3時(shí)起重要作用,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑.
(4)碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,請(qǐng)寫出在過(guò)程Ⅳ中起的作用是調(diào)整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀為CoCO3
(5)在Na2CO3溶液中存在多種粒子,下列各粒子濃度關(guān)系正確的是BD(填序號(hào)).
A、c(Na+)=2c(CO32-
B、c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-
C、c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
D、c(OH-)-c(H+)═c(HCO3-)+2c(H2CO3
(6)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液.CoCl2含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色,利用藍(lán)色的無(wú)水CoCl2吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水.如圖是粉紅色的CoCl2•6H2O晶體受熱分解時(shí),剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線,A物質(zhì)的化學(xué)式是CoCl2•2H2O.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.亞磷酸二乙酯[HPO(OC2H52]為重要的阻燃增塑劑,實(shí)驗(yàn)室采用三氯化磷和無(wú)水乙醇制備亞磷酸二乙酯:PCl3+4C2H5OH→HPO(OC2H52+HCl↑+2C2H5Cl+H2O;實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將40mL三氯甲烷和36.8g(0.8mol)無(wú)水乙醇混合后加入250mL三口燒瓶中.
②從儀器A中滴加20mL三氯甲烷和27.5g(0.2mol)PCl3混合溶液,用冰水控溫6~8℃,開動(dòng)攪拌器,約1h滴加完畢.
③將反應(yīng)物倒入燒杯中,用10%的碳酸鈉溶液中和至pH為7~8,再用去離子水洗滌三次,在儀器B中分離.
④減壓蒸餾,收集產(chǎn)品,得23.32g產(chǎn)品.
(1)裝置圖中儀器A名稱為恒壓滴液漏斗;步驟③中儀器B名稱為分液漏斗;圖中NaOH溶液的作用為吸收反應(yīng)生成的HCl.
(2)用碳酸鈉溶液洗滌的目的是除去PCl3、HCl等酸性物質(zhì);用去離子水洗滌的目的是除去Na2CO3及部分C2H5OH.
(3)減壓蒸餾除得到產(chǎn)品外還可回收的有機(jī)物有CHCl3、CH3CH2Cl、CH3CH2OH(寫兩個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)
(4)本次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為84.5%(填數(shù)值).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

7.將1體積A(g)和3體積B(g)混合,在5000C和催化劑存在下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)?2C (g)并達(dá)到平衡狀態(tài),在同溫同壓下測(cè)得此反應(yīng)在平衡前后的氣體密度之比為9/10,此時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為( 。
A.90%B.80%C.45%D.10%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

17.下列化學(xué)性質(zhì)中,苯不具備的是(  )
A.可以在空氣中燃燒B.與Br2發(fā)生取代反應(yīng)
C.與H2發(fā)生加成反應(yīng)D.能使高錳酸鉀溶液褪色

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

4.為了測(cè)定一份Na2SO3樣品中被氧化的程度,現(xiàn)稱取4.0g樣品(不含其它雜質(zhì)),將其配成250ml溶液,需要用到的玻璃儀器除燒杯、250ml容量瓶、玻璃棒外還有:膠頭滴管,用移液管取25.00ml所配制的溶液后用酸性高錳酸鉀溶液滴定(沒有氣體溢出溶液),恰好消耗0.050mol/L的高錳酸鉀溶液20.00ml則原樣品中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:78.8%(保留3位有效數(shù)字)(相對(duì)原子質(zhì)量:Na:23,O:16,S:32;已知:5SO32-+6H++2MnO4-=5SO42-+2Mn2++3H2O )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

1.鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%,密度為1.20g/mL,則此鹽酸的物質(zhì)的量濃度為12mol/L.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.加熱條件下,硅單質(zhì)和HCl反應(yīng)生成SiHCl3是粗硅提純的重要步驟.某小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置完成上述轉(zhuǎn)化(夾持裝置略去).

已知:SiHCl3的沸點(diǎn)為33.0°C,易溶于有機(jī)溶劑,能與水劇烈反應(yīng),在空氣中易被氧化,CCl4的沸點(diǎn)為76.8°C.
請(qǐng)回答:
(1)儀器a的名稱為蒸餾燒瓶;導(dǎo)管g的作用為平衡壓強(qiáng),使?jié)饬蛩崛菀椎渭樱ɑ蚱渌侠泶鸢福?br />(2)裝置A中,濃硫酸體現(xiàn)的性質(zhì)為吸水性;實(shí)驗(yàn)時(shí),需先打開分液漏斗活塞,一段時(shí)間后,在點(diǎn)燃C處酒精燈,理由是排盡裝置中的空氣,避免SiHCl3與空氣中的水蒸氣反應(yīng)和被O2氧化;
(3)裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl3+H2;
(4)裝置D中所得的液態(tài)混合物的分離方法為蒸餾.(填操作名稱)
(5)反應(yīng)后的氣體通過(guò)裝置F中的NaOH溶液后,對(duì)逸出氣體的處理方法為點(diǎn)燃(或氣囊收集);
(6)SiHCl3在潮濕的空氣中被氧化,生成一種氧化物和一種無(wú)氧酸,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SiHCl3+O2+2H2O═2SiO2+6HCl.

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同步練習(xí)冊(cè)答案