题目内容
【题目】用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A. 燃料电池工作时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－
B. 电解精炼铜时，若转移1mol电子，a极质量减少32g
C. 铁表面镀铜时，a为铁，b为Cu，工作一段时间要使右池溶液复原可加入适量的CuO
D. 若a、b两极均为石墨时，在相同条件下，a极产生的气体与电池中消耗的O2体积相同
【答案】D
【解析】试题分析：A．因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，故A错误；B．电解精炼铜时，a极是粗铜，溶解的是铜和比铜活泼的金属，故B错误；C．铁表面镀铜时，阳极a为铜，b为铁，工作一段时间硫酸铜的浓度基本不变，故C错误；D．a、b两极均是石墨时，电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1molO2需4mol电子，所以燃料电池需要消耗1molO2，二者的体积相等，故D正确；故选D。
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【题目】KMnO4是一种重要的氧化剂，广泛用于化学分析和化工生产以反水处理工业。工业上可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备，目前有两种较为成熟的制法。其模拟流程如下图所示：
附表：不同温度下若干常见钾的化合物的溶解度（单位：g/(100gH2O)）
化学式 | 20°C | 30°C | 40°C | 60°C | 80°C | 100°C |
CH3COOK | 256 | 283 | 324 | 350 | 381 | |
K2SO4 | 11.1 | 13 | 14.8 | 18.2 | 21.4 | 24.1 |
KCl | 34.2 | 37.2 | 40.1 | 45.8 | 51.3 | 56.3 |
KMnO4 | 6.34 | 9.03 | 12.6 | 22.1 | ||
K2CO3 | 111 | 114 | 117 | 127 | 140 | 156 |
(1)“熔融”时，可用作坩锅材质的是________________(填序号)。
A.氧化铝 B.陶瓷 C.氧化镁 D.石英
(2)写出MnO2和KOH熔融物中通入富氧空气时获得K2MnO4的化学方程式______________________。
(3)“酸歧化法”是在pH<6的情况下K2MnO4即可转化为MnO2和KMnO4，过滤除去MnO2，将滤液经过蒸发浓缩、趁热过滤得到KMnO4粗晶体，再经过重结晶获得较纯净的KMnO4晶体；
①根据表中的溶解度数据以及上述操作的特点，“酸歧化法”不适宜选择的酸性物质是________。
A.稀硫酸 B.醋酸 C.稀盐酸 D.二氧化碳
②“蒸发浓缩”时，温度需控制在70℃，适宜的加热方式是________________。
③根据相关方程式，计算“酸歧化法”的理论产率为_________________。
(4)“电解法”克服了“酸歧化法”理论产率偏低的问题，同时副产品KOH可用于软锰矿的焙烧。电解法制备高锰酸钾的实验装置示意图如下(图中阳离子交换膜只允许K+离子通过)
①a为______极(填“正”或“负”)，右室发生的电极反应方程式为_______________。
②若电解开始时阳极区溶液为1.0L0.40mol·L-1K2MnO4溶液，电解一段时间后，右室中n(K)/m(Mn)为6：5，阴极区生成KOH的质量为_________________。