题目内容
【题目】工业上常用软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4,，其流程如下所示：
(1)将原料粉碎后，通人空气，加热熔融时，发生反应的化学方程式为_______________。
(2)软锰矿中除了含有MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、SiO2等杂质,这些杂志会导致KOH消耗量______
（填“偏高”或“偏低”)。
(3)上述过程中可以循环使用的物质有MnO2和_____________（写化学式）。
(4)反应a的化学方程式为________________。
(5)操作I的名称为_________，操作II利用KMnO4和K2CO3溶解性的差异，采取________(填操作方法名称）、趁热过滤得到KMnO4，粗晶体。粗晶体洗涤后得到纯净的晶体。证明晶体已经洗涤干净的操作是______。
(6)某工厂排放的废水中含有Mn2+、Ca2+、Mg2+（阴离子为SO42-)，若想将Mn2+回收利用，可利用以下流程：
已知：
物质X应选用__________(由一种阳离子和一种阴离子组成，填化学式）；根据溶解度曲线可知，采用蒸发浓缩、趁热过滤操作时需控制的温度最适宜为___________（填序号）。
①20℃ ②40℃ ③80℃ ④120℃
【答案】 4KOH+2MnO2+O2
2K2MnO4+2H2O 偏高 KOH 3 K2MnO4+2CO2═2 KMnO4+ MnO2↓+2K2CO3 过滤 浓缩结晶 取最后一次洗涤液于试管中，滴加CaCl2溶液，若没有沉淀生成，说明己洗净 MnF2 ③
【解析】（1）根据流程图中加入的物质以及产生的物质，得到反应的方程式：KOH+MnO2+O2→K2MnO4，按照氧化还原反应的缺项配平，OH-转变成水，KOH+MnO2+O2→K2MnO4+H2O，Mn的+4价升高为+6价升2，氧气中氧由0价降低至-2价降4，最小公倍数是4，MnO2、K2MnO4系数是2，O2系数是1，根据原子守恒配平其他，则：4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O；（2）软锰矿中还有Al2O3、SiO2，Al2O3具有两性和反应：2KOH+ Al2O3=2KAlO2+H2O ，SiO2 是酸性氧化物，遇碱发生中和反应：SiO2+2KOH＝K2SiO3+H2O，所以消耗的KOH偏高；（3）根据题给流程知，上述流程中可以循环使用的物质有MnO2和KOH；（4）根据反应a.3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3，3molMn变成2mol KMnO4，产率是
×100%＝66.7%；（5）操作Ⅰ是将难溶的MnO2分离，用过滤的方法。分离KMnO4和K2CO3混合物，采用结晶的方法，利用两物质在溶解度上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体；粗晶体表面含有少量碳酸钾，证明晶体已经洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液于试管中，滴加CaCl2溶液，若没有沉淀生成，说明已洗净；(6) 由于不能引入杂质，则阳离子选拔锰离子，又因为要沉淀溶液中的镁离子和钙离子，则X的溶度积常数不能太小，所以根据表格数据可知所加的物质为MnF2；为保证析出的晶体为MnSO4·H2O，且避免在相对较低温度下MnSO4·H2O溶解，需控制温度在40℃以上，且越高越有利于晶体析出，但又不能高于100℃(水溶液最高温度) ，故选③。
【题目】 氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
（1）根据下图提供的信息，写出该反应的热化学方程式
_____________________________________________，
下图的曲线中____________（填“a” 或“b”）表示 加入铁触媒（催化剂）的能量变化曲线。
（2）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________________。
A．3υ(H2)正＝2υ(NH3)逆
B．单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3
C．容器内气体的密度不随时间的变化而变化
D．容器内压强不随时间的变化而变化
（3）为了寻找合成NH3的适宜条件，某同学设计了三组实验（如下表），请在下表空格处填入相应的实验条件及数据。
实验编号 | T(℃) | n (N2)/n(H2) | P(MPa) |
ⅰ | 450 | 1/3 | 1 |
ⅱ | ______ | 1/3 | 10 |
ⅲ | 480 | ______ | 10 |
（4）合成氨的原料气氢气制备时其中一步反应： H2O(g)＋CO(g)
CO2(g)＋H2(g)，在850 ℃时，其平衡常数K＝1。若850 ℃时向体积为1 L的恒容密闭容器中，同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2,5.0 mol H2，此时反应向____________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行，平衡时CO2的物质的量为______________。
