题目内容
由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下:
熔融氧化 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
加酸歧化 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相关物质的溶解度(293K)见下表:
| K2CO3 | KHCO3 | K2SO4 | KMnO4 |
溶解度/g | 111 | 33.7 | 11.1 | 6.34 |
a.表面皿 b.蒸发皿 c.铁坩埚 d.泥三角
(2)加酸时不宜用硫酸的原因是 ;不宜用盐酸的原因是 。
(3)采用电解法也可以实现K2MnO4的转化,2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。与原方法相比,电解法的优势为 。
(4)草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下:
Ⅰ 称取0.80 g左右的高锰酸钾产品,配成50 mL溶液。
Ⅱ 准确称取0.2014 g左右已烘干的Na2C2O4,置于锥形瓶中,加入少量蒸馏水使其溶解,再加入少量硫酸酸化。
Ⅲ 将瓶中溶液加热到75~80 ℃,趁热用Ⅰ中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。记录消耗高锰酸钾溶液的体积,计算得出产品纯度。
①滴定过程中反应的离子方程式为 。
②达到滴定终点的标志为 。
③加热温度大于90℃,部分草酸发生分解,会导致测得产品纯度 。(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
④将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合,测得反应液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图,其原因可能为 。
(1)c d(2)生成K2SO4溶解度小,会降低产品的纯度。盐酸具有还原性,会被氧化,降低产品的量。(3)K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中,提高利用率。(4)①2MnO4―+5C2O42―+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 或MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O②锥形瓶中溶液突变为浅红色且半分钟内不褪色。③偏高(1分)④生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。
解析试题分析:(1)进行“熔融氧化”操作时,应选用铁棒、坩埚钳和 c.铁坩埚和d.泥三角。(2)根据表中的数据K2CO3的溶解度是K2SO4的10倍,加酸时生成K2SO4溶解度小,不利于平衡右移,会降低产品的纯度。另外盐酸具有还原性,会被高锰酸钾氧化,降低产品的量。(3)与原方法相比,电解法的优势为K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中,提高利用率。①C2O42―有还原性被高锰酸钾氧化为二氧化碳,在酸性溶液中高锰酸钾的还原产物是二价锰离子,滴定过程中反应的离子方程式为①2MnO4―+5C2O42―+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 或MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。②由于高锰酸根是紫色溶液,可以通过本身颜色的变化做为终点判断,锥形瓶中一开始是无色溶液,达到滴定终点的标志为锥形瓶中溶液突变为浅红色且半分钟内不褪色。③由于草酸发生了分解,浓度自然减小,测定中用量肯定会增多,计算出高锰酸钾的量增大,会导致测得产品纯度偏高。④从图像中可以看出锰离子的浓度到后来增加程度较大,其原因可能为生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。
考点:本题是无机化学图表信息综合分析题,考查信息的迁移与运用和图表分析处理能力。
某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:
【实验】将燃烧的钠迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上黏附着白色物质。
【提出假设】
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
【设计实验方案验证假设】 该小组对燃烧后的白色产物
进行如下探究:
实验方案 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
方案1 | 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 | 溶液变成红色 | 白色物质为Na2O |
方案2 | ①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 | |
| ②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
【思考与交流】
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是 。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为 。
(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中, 成立。你的理由是 。
(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。
(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点?并简述理由: 。
某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。
(1)沉淀1中含有的金属单质是 。
(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为 。
(3)下列物质中,可以作为试剂X的是 (填字母)。
A.BaCl2 | B.BaCO3 |
C.NaOH | D.Ba(OH)2 |
(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是 。
(6)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为 、冷却结晶、 、洗涤、干燥。
为探究某抗酸药X的组成,进行如下实验:
查阅资料:
①抗酸药X可能的组成可以表示为:MgmAln(OH)p(CO3)q(SiO3)r(m、n、p、q、r为≥0的整数)。
②在pH=5.0时沉淀完全;在pH=8.8时开始沉淀,pH=11.4时沉淀完全。
实验过程:
步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
I | 向X的粉末中加入过量盐酸 | 产生气体A,得到无色溶液 |
II | 向Ⅰ所得的溶液中滴加氨水,调节pH至5~ 6,过滤 | 生成白色沉淀B |
III | 向沉淀B中加过量NaOH溶液 | 沉淀全部溶解 |
IV | 向II得到的滤液中滴加NaOH溶液,调节pH至12 | 生成白色沉淀C |
(1)Ⅰ中气体A可使澄清石灰水变浑浊,A的化学式是 。
(2)II中生成B反应的离子方程式是 。
(3)III中B溶解反应的离子方程式是 。
(4)沉淀C的化学式是 。
(5)若上述n(A)︰n(B)︰n(C)=1︰2︰3,则X的化学式是 。