题目内容
【题目】如下图在衬白纸的玻璃片中央放置适量的KMnO4颗粒,在周围分别滴加一滴含有酚酞的澄清石灰水、FeCl2溶液,然后在KMnO4晶体上滴加适量的浓盐酸,迅速盖好表面皿。
提示:实验室中所用的少量氯气可以用下述原理制取:
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,此反应在常温下即能进行。
(1)氧化剂与还原剂物质的量之比为____________ ,氧化产物为____________。
(2)产生0.1 mol Cl2,则转移电子的物质的量为 ______ mol。
(3)a处反应的化学方程式是(工业上用此原理制取漂白粉。)______________________,
(4)b处离子方程式是_______________________________________________。
(5)高锰酸钾标准溶液经常用来滴定测量物质的含量。用高锰酸钾法间接测定石灰石中CaCO3的含量的方法为: 称取试样0.1250g,用稀盐酸溶解后加入(NH4)2C2O4得CaC2O4沉淀。沉淀经过滤洗涤后溶于稀硫酸中。滴定生成的H2C2O4 用去浓度为0.016mo/LKMnO4溶液25.00mL。
①写出CaC2O4沉淀溶解的离子方程式:__________________________
②配平并完成下列高锰酸钾滴定草酸反应的离子方程式:
_____MnO4-+______H2C2O4+______ H+=____Mn2++_____CO2↑+_____ ________
【答案】1:5 Cl2 0.2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-; CaC2O4(s) + 2H+(aq) + SO42(aq) CaSO4(s) + H2C2O4(aq) 2 5 6 2 10 8 H2O
【解析】
(1)分析氧化还原反应中化合价变化,找出氧化剂、还原剂及它们的物质的量。
(2)根据方程式分析转移电子数目。
(3)a处反应是氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。
(4)b处是氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁。
(5)①CaC2O4沉淀溶解是一个沉淀溶解平衡转化,CaC2O4(s)与H2SO4(aq)反应生成CaSO4(s)和H2C2O4(aq);②高锰酸根降低5个价态,草酸中每个碳升高1个价态,共升高2个价态,根据得失电子守恒配平。
(1) KMnO4中Mn化合价降低,为氧化剂,有2mol氧化剂,HCl中Cl化合价升高,为还原剂,16mol HCl参与反应,但只有10molHCl升高,还原剂为10mol,因此氧化剂与还原剂物质的量之比为2:10 =1:5,化合价升高得到的产物为氧化产物,因此氧化产物为Cl2;故答案为:1:5;Cl2。
(2)根据方程式知转移10mol电子生成5mol Cl2,因此产生0.1 mol Cl2,转移电子的物质的量为0.2 mol;故答案为:0.2。
(3)a处反应是氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,其化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;故答案为:2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2+ Ca(ClO)2 + 2H2O。
(4)b处是氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,其离子方程式是2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl-;故答案为:2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl-。
(5)①CaC2O4沉淀溶解是一个沉淀溶解平衡转化,CaC2O4(s)与H2SO4(aq)反应生成CaSO4(s)和H2C2O4(aq),其离子方程式:CaC2O4(s) + 2H+(aq) + SO42(aq) CaSO4(s) + H2C2O4(aq);故答案为:CaC2O4(s) + 2H+(aq) + SO42(aq) CaSO4(s) + H2C2O4(aq)。
②高锰酸根降低5个价态,草酸中每个碳升高1个价态,共升高2个价态,根据得失电子守恒配平得到高锰酸钾滴定草酸反应的离子方程式:2MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ = 2 Mn2++ 10 CO2↑+ 8 H2O;故答案为:2;5;6;2;10;8;H2O。
【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素氧化物)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 molL1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)写出“沉锰”的离子方程式_____________。
(5)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=__________。