题目内容
【题目】高锰酸钾是一种重要的化工原料，其绿色化制备是重要的课题。某课外小组设计如下方案用锰酸钾制备高锰酸钾。
I. 锰酸钾制备。将二氧化锰、氯酸钾和氢氧化钾固体放入铁坩埚熔融制锰酸钾。
（1）搅拌时用___________(填“铁棒”或“玻璃棒”)。
（2）若要制得锰酸钾59.1g，至少需要氯酸钾___________g。
II. 高锰酸钾制备。制备高锰酸钾的装置如下图所示(加热与夹持装置省略)。
用I制得的锰酸钾加少量蒸馏水溶解，得墨绿色溶液，倒入三颈瓶中。打开甲装置分液漏斗活塞加入稀硫酸，加热，生成乙酸蒸气，通入乙装置，水浴加热，搅拌，锰酸钾在酸性条件反应生成高锰酸钾和二氧化锰。
（3）用离子方程式表示甲装置中存在的化学平衡___________(任写一个)。
（4）乙装置中发生反应的化学方程式：______________________。
（5）丙装置中氢氧化钠溶液的作用是______________________。
（6）甲装置容易发生倒吸，改进的措施是______________________。
（7）判断乙装置中锰酸钾完全反应的实验方法是；用玻璃棒蘸取溶液滴到滤纸上，若观察到______________________， 表示锰酸钾已完全反应。
III.高锰酸钾产品的纯度分析。
（8）将乙中所得溶液过滤，把滤液倒入蒸发皿中，浓缩，冷却，抽滤，洗涤，干燥得KMnO4产品。请设计实验证明产品中含有少量MnO2：______________________。
【答案】铁棒 12.25 H2O
H++OH－ 3K2MnO4+4CH3COOH =2KMnO4+ MnO2↓+ 4CH3COOK+2H2O 尾气处理（吸收） 在甲和乙中间增加安全瓶 仅有紫红色而没有墨绿色痕迹 取少量产品溶于水，过滤，洗涤，将所得固体放入试管中，加入少量H2O2，产生大量气泡，则证明产品中含有MnO2
【解析】
(1) 熔融状态下氢氧化钾能与玻璃中的二氧化硅反应，故搅拌时用铁棒而不能用玻璃棒，答案为铁棒；
(2) 将二氧化锰、氯酸钾和氢氧化钾固体放入铁坩埚熔融制锰酸钾，结合氧化还原反应原理配平得反应3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O，根据反应可知，若要制得锰酸钾59.1g，至少需要氯酸钾
g；
(3)甲装置中水的电离和醋酸的电离均为可逆过程，用离子方程式表示为H2OH++OH－或CH3COOH CH3COO-+H+；
(4)乙装置中锰酸钾与醋酸反应生成高锰酸钾、二氧化锰、醋酸钾和水，发生反应的化学方程式为：3K2MnO4+4CH3COOH =2KMnO4+ MnO2↓+ 4CH3COOK+2H2O；
(5)丙装置中氢氧化钠溶液的作用是尾气处理（吸收）；
(6)甲装置容易发生倒吸，改进的措施是在甲和乙中间增加安全瓶；
(7)判断乙装置中锰酸钾完全反应的实验方法是；用玻璃棒蘸取溶液滴到滤纸上，若观察到仅有紫红色而没有墨绿色痕迹， 表示锰酸钾已完全反应；
(8)取少量产品溶于水，过滤，洗涤，将所得固体放入试管中，加入少量H2O2，产生大量气泡，则证明产品中含有MnO2。
阅读快车系列答案【题目】(1)甲烷重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：
反应过程 | 化学方程式 | 焓变ΔH(kJ·mol－1) |
甲烷 氧化 | CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) | ΔH1 |
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | |
蒸汽 重整 | CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) | +206.2 |
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) | +165.0 |
①反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·mol－1。
②甲烷的燃烧热为ΔH2，则ΔH2________ΔH1(填“>”“＝”或“<”)。
(2)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首，目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气合成为甲醇，甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-570 kJ·mol－1 ①
CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.0 kJ·mol－1 ②
写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式：___________。
(3)有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇空气燃料电池。这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2-。
①这个电池的正极发生的反应是_______；负极发生的反应是________。
②在稀土氧化物的固体电解质中，O2-的移动方向是________。
【题目】下列有关实验装置、操作，不能实现相应实验目的的是
A | B | C | D | |
装置 |
|
|
|
|
目的 | 用KOH溶液除去溴苯中单质溴 | 证明浓硫酸有脱水性、强氧化性 | 先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀，证明Ksp(AgCl)< Ksp(Ag2CrO4) | 不能通过观察水能否全部流下来判断装置气密性 |
A. A B. B C. C D. D
