题目内容

7．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂，工业用软锰矿制备高锰酸钾的实验流程如下
（1）上述流程中可以循环使用的物质有MnO2、KOH（写化学式）
（2）生产中需要纯净的CO2气体．若实验室要制备纯净的CO2所需试剂最好选择cd（填试剂代号），可用的发生装置为c（填装置代号）．
a．石灰石    b．浓盐酸    c．稀H2SO4d．纯碱
                   
（3）操作II是将混合溶液浓缩结晶、趁热过滤、洗涤，可得到KMnO4晶体．证明晶体已洗涤干净的实验操作为取最后一次洗涤液少许置于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀生成，则证明洗涤干净（不含碳酸钾）．
（4）从经济环保角度考虑，要完全反应b需要的试剂最好是生石灰或熟石灰，并写出相应的化学方程式CaO+H2O+K2CO3=2KOH+CaCO3↓（或Ca（OH）2+K2CO3=2KOH+CaCO3↓）．
（5）高锰酸钾是氧化还原滴定分析时常用的一种试剂，在滴定操作时，应将高锰酸钾标准溶液盛放在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，在用容量瓶配制250ml高锰酸钾标准溶液时，需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需250mL容量瓶（填仪器名称），用酸性KMnO4溶液滴定硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O），写出滴定反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O．

分析 将MnO2和KOH粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K2MnO4，根据元素守恒知还生成H2O，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用加热浓缩、冷却结晶的方法获得KMnO4晶体，母液中含有K2CO3，加入CaO或Ca（OH）2，发生反应K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH或K2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2KOH，从而得到KOH，将KMnO4晶体洗涤干燥得到纯净的KMnO4晶体，
（1）最初反应物中和最终生成物中含有的物质就能循环利用；
（2）根据反应物和生成物的特点选取药品，盐酸有挥发性，硫酸钙是微溶物，根据反应物的特征和反应条件选择装置；
（3）析出KMnO4晶体的溶液中有碳酸钾，根据洗涤滤液中是否有碳酸根离子判断晶体是否洗涤干净；
（4）反应b是将碳酸钾生成氢氧化钾，要加碱溶液，据此答题；
（5）高锰酸钾具有强氧化性，会氧化乳胶管，要配制250ml溶液，要用250ml容量瓶，酸性KMnO4溶液与硫酸亚铁晶体发生氧化还原反应，生成铁离子和锰离子，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；

解答 解：将MnO2和KOH粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K2MnO4，根据元素守恒知还生成H2O，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用加热浓缩、冷却结晶的方法获得KMnO4晶体，母液中含有K2CO3，加入CaO或Ca（OH）2，发生反应K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH或K2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2KOH，从而得到KOH，将KMnO4晶体洗涤干燥得到纯净的KMnO4晶体，
（1）在开始的反应物和最终的生成物中都含有MnO2和KOH，所以二氧化锰和氢氧化钾能循环使用，
故答案为：MnO2、KOH；
（2）石灰石和酸反应是放热反应，盐酸具有挥发性，所以制取的二氧化碳中含有氯化氢导致气体不纯，则不能选用盐酸和石灰石；稀硫酸和碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙阻止进一步的反应，则不能选用石灰石和硫酸；而稀硫酸和纯碱反应生成二氧化碳，稀硫酸没有挥发性，硫酸钠是可溶性的物质，所以可以制取较纯净的二氧化碳，则选用稀硫酸和纯碱，故选cd，该反应为固体与液体不加热的反应，所以选择装置c，
故答案为：cd；c；
（3）析出KMnO4晶体的溶液中有碳酸钾，所以证明晶体已洗涤干净的实验操作为取最后一次洗涤液少许置于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀生成，则证明洗涤干净（不含碳酸钾），
故答案为：取最后一次洗涤液少许置于试管中，滴加氯化钡溶液，若没有白色沉淀生成，则证明洗涤干净（不含碳酸钾）；
（4）反应b是将碳酸钾生成氢氧化钾，要加碱溶液或与水反应生成碱的物质，从经济环保角度考虑，b中加入的试剂最好是生石灰或熟石灰，
故答案为：生石灰或熟石灰；
（5）高锰酸钾具有强氧化性，会氧化乳胶管，所以要用酸式滴定管，要配制250ml溶液，要用250ml容量瓶，酸性KMnO4溶液与硫酸亚铁晶体发生氧化还原反应，生成铁离子和锰离子，反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，
故答案为：酸式；250ml容量瓶；5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O．

点评 本题考查常见氧化剂与还原剂、氧化还原反应、化学计算和对工艺流程的理解、阅读题目获取信息的能力等，解答本题时要充分理解图中提供的信息，只有理解了图中信息才能对问题做出正确的判断，题目难度中等．

练习册系列答案
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9．某金属铝的碳化物与水反应，产物是碱和氢的质量分数为25%的烃，下列相关说法中正确的是（　　）
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2．呋喃甲酸是抗菌素的一种，在食品工业中用作防腐剂，也用作涂料添加剂、医药、香料等的中间体，可用呋喃甲醛制备，其实验原理和制备步骤如下：

步骤③提纯过程：溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥．
已知：①呋喃甲酸在100℃升华，133℃熔融，230-232℃沸腾，并在此温度下脱羧；
②呋喃沸点为31-32℃，易溶于水；
③无水氯化钙能与醇形成复合物．
（1）步骤①的关键是控制温度，其措施有：磁力搅拌、冷水浴和缓慢滴加NaOH溶液．
（2）步骤②中干燥所使用的干燥剂可选用BC．
A．98%浓硫酸    B．无水硫酸镁     C．无水碳酸钠     D．无水氯化钙
（3）呋喃甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度（s）随温度变化的曲线如图1所示：
步骤③提纯时，合适的溶解溶剂是A，其理由随温度升高溶解度增加较快．抽滤的优点是过滤和洗涤速度加快，母液和晶体分离较完全，且产品易干燥．
（4）利用呋喃甲酸可以制取八甲基四氧杂夸特烯如图2和图3．
①仪器a的名称：圆底烧瓶，装置b的作用：防止水蒸气进入，溶入呋喃，
②脱羧装置中用冰盐浴的目的是呋喃易挥发，冰浴减少挥发，提高产率；
③确定产品为八甲基四氧杂夸特烯，可通过测定沸点，还可采用的检测方法有检测产品的核磁共振氢谱和红外光谱等．
④若用4.5g呋喃甲酸制取得到了0.5g八甲基四氧杂夸特烯（M=432g•mol-1），则产率为11.52%（保留4位有效数字）
12．氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等．为获得纯净的氧化铜，某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）进行如下实验：

经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下：
物质Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
开始沉淀pH6.07.51.4
沉淀完全pH13143.7
（1）步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质．所需操作的名称是溶解、过滤．
（2）步骤Ⅱ的目的是除硫酸亚铁．操作步骤是先滴加H2O2溶液，稍加热，当Fe2+转化完全后，慢慢加入Cu2（OH）2CO3粉末，搅拌，以调整溶液pH在一定范围之内，加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1．
①写出用H2O2溶液除去硫酸亚铁的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
②调整pH 的范围应该在3.7～6.0之间．
（3）步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4•5H2O晶体．操作是将溶液加热蒸发至有晶膜出现时，停止加热，冷却结晶，水浴加热烘干．采用水浴加热的原因是防止CuSO4•5H2O晶体分解．
（4）该同学用CuSO4溶液进行如下探究实验：取A、B两支试管，分别加入 2mL  5%H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1mol•L-1FeCl3和CuSO4 溶液各1mL，摇匀，观察到滴入FeCl3溶液的试管产生气泡更快，由此得到结论：Fe3+对H2O2溶液分解的催化效率比Cu2+高，该同学的结论是否正确错误（填正确或错误），请说明原因根据控制变量的思想，所用溶液的阴离子不同，无法比较阳离子的催化效率．
（5）16克硫酸铜固体投入水中形成1升溶液，则该溶液显酸性（填“酸性”或“碱性”或“中性”），溶液中所有阳离子总数大于0.1NA（填“等于”或“大于”或“小于”），若在上述新配制溶液加入稀硫酸再加入铁片产生氢气速率会明显加快，原因是形成原电池；室温下、若在上述新配制溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时c（Cu2+）=2.2×10-8mol•L-1（Kap[Cu（OH）2]=2.2×10-20）．
19．下列关于珠宝的描述错误的是（　　）
A．珍珠上的污渍可以用酒精擦除，并用软布擦干后用脱脂棉包好保存
B．珊瑚、玛瑙和珍珠一样都可以作为重要药材
C．红宝石可以用于激光器，还可用于制作红宝石轴承
D．蓝宝石中含有变价元素铁、钛等
16．下列对现象或事实的解释合理的是（　　）

现象或事实解释
A少量NaCl固体完全溶于水得不饱和溶液开始固体溶解和溶质回到固体表面两过程前者速率较大，最后两过程仍同时存在但速率相等
BCuCl2溶液接通直流电源可导电电解CuCl2溶液：
电子经过负极→阴扱→阳极→正极→电解液
C在AgCl沉淀中滴加NaI溶液．得到黄色AgCl沉淀溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀抟化
DMg（OH）2沉淀溶于呈中性的醋酸铵溶液醋酸铵溶液水解呈酸性H-将Mg（OH）2沉淀溶解
（　　）
A．A、B．B、C．C、D．D、
17．下列分子或离子与SO42-互为等电子体的是（　　）
A．PCl5B．CCl4C．NF3D．NH4+

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