题目内容
KMnO4和MnO2都是重要化学物质,在实验室可以做氧化剂和催化剂,某学习小组对两种物质的制备和性质探究如下:
I.MnO2的制备:
该学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)样品转化为纯MnO2实验,其工艺流程如下:
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请回答下列问题:
(1)第①步操作中,生成CO2的化学方程式为____________。
(2)第②步操作中,NaClO3氧化MnSO4的离子方程式为_____________。
(3)第③步操作中,最终得到的固体除NaClO3外,还一定含有下列物质中的_________(填序号)。
a. NaCl b. NaClO c. NaClO4 d. NaOH
(4)为得到纯净的MnO2,须将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。洗涤沉淀所用的玻璃仪器有:_____________,判断是否洗涤干净可选用的试剂是____________(填化学式)。
(5)NaClO3和MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取氯气,制取等量的氯气消耗NaClO3与MnO2的物质的量之比为__________。
(6)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,该过程的阳极反应式为___________。
II.KMnO4的制备和性质:
(7)实验室由二氧化锰制备高锰酸钾可分二步进行:
第一步:MnO2与KOH共熔并通入氧气:2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
第二步:通入CO2,可使K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2。
第二步完成反应时,转化为KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率约为_______(精确到0.1%)
(8)该小组同学为了探究KMnO4溶液和Na2C2O4溶液的反应过程,将酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的Na2C2O4溶液中(温度相同,并不断振荡),记录的现象如下:
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请将MnO4-氧化C2O42- 的离子方程式补充完整:
______MnO4-+C2O42-+_______=______Mn2++_____CO2↑+_______
请分析KMnO4溶液褪色时间变化的可能原因_____________________。
(1)雾霾天气与氮的氧化物排放有关.汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可发生反应.
①已知部分化学键的键能如下
| 分子式/结构式 | NO/N≡O | CO/C≡O | CO2/O=C=O | N2/N≡N |
| 化学键 | N≡O | C≡O | C=O | N≡N |
| 键能(KJ/mol) | 632 | 1072 | 750 | 946 |
2NO(g)+2CO( g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-538kJ/mol
②若反应2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)在恒温、恒容的密闭体系中进行,并在t1时刻达到平衡状态,则下列示意图不符合题意的是A(填选项序号).
(2)NO被氣化为NO2,其他条件不变,NO的转化率与温度、压强的关系如图1所示,p1大于p2,温度高于
800℃时NO的转化率几乎为0的原因是温度大于800℃时,逆反应程度大,NO2几乎完全分解.
(3)温度升高,多数化学反应速率增大,但是2NO+O2?2NO2的化学反应速率却随温度的升高而减小.某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的反应历程分两步:
a、2NO(g)?N2O2(g)(快) v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2)△H1<0
b、N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g)(慢) v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2)△H2<0
k1、k2为速率常数,温度升高,速率常数一般增大.
①决定2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)速率的是反应是b,反应a的活化能E1,反应b的活化能E2,E1、E2的大小关系为E1小于E2(填“大于”、“小于”或“等于”).根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是c.
a.k2正增大,c(N2O2)增大 b.k2正减小,c(N2O2)减小
c.k2正增大,c(N2O2)减小 d.k2正减小,c(N2O2)增大
②由实验数据得到v正~c(O2)的关系可用如图2表示.当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为A(填字母).
(4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,在氮气足量的情况下,不同$\frac{c(N{O}_{2})}{c(NO)}$、不同温度对脱氮率的影响如图3所示(已知氮气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应),则温度对脱氮率的影响是300℃之前,温度升高脱氮率逐渐增大,而300℃之后,温度升高脱氮率逐渐减小;300℃之前,反应未平衡,反应向右进行,脱氮率增大,给出合理的解释:300℃时反应达平衡,后升温平衡逆向移动,脱氮率减小.
100mL 1mol•
的Ca(HCO3)2溶液中,放入2.3g金属钠充分反应后,有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
生成CaCO3 | 溶液中 | H2 | 转移的电子 | |
A | 0.1NA | 0.1NA | ||
B | 1.12L | 0.1NA | ||
C | 10g | 0.05NA | ||
D | 10g | 0.1NA |