12.高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体.中间产物为锰酸钾[K2MnO4].图1是实验室模拟制备的操作流程:

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①物质溶解度
物质KMnO4K2CO3KHCO3K2SO4CH3COOK
20℃溶解度6.411133.711.1217
②锰酸钾[K2MnO4]
外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是强碱腐蚀石英;
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O(或3MnO42-+3CO2+2OH-═2MnO4-+MnO2↓+H2O+3CO32-);其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为1:2.
(3)由于CO2的通入量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中A,得到的产品纯度更高.
A.醋酸           B.浓盐酸            C.稀硫酸
(4)工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH.
提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图2).
图2中A口加入的溶液最好为KOH溶液.使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为阳离子交换膜防止锰酸根进入阴极区被还原.
11.单质硅是很重要的工业产品.
(1)硅用于冶炼镁,也称硅热法炼镁.根据下列条件:
Mg(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=MgO(s)△H1=-601.8kJ/mol
Mg(s)=Mg(g)△H2=+75kJ/mol
Si(s)+O2(g)=SiO2(s)△H3=-859.4kJ/mol
则2MgO(s)+Si(s)=SiO2(s)+2Mg(g)△H=+494.2kJ/mol
Mg-NiOOH水激活电池是鱼雷的常用电池,电池总反应是:Mg+2NiOOH+2H2O=Mg(OH)2+2Ni(OH)2,写出电池正极的电极反应式NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
(2)制备多晶硅(硅单质的一种)的副产物主要是SiCl4,SiCl4对环境污染很大,遇水强烈水解,放出大量的热.研究人员利用SiCl4和钡矿粉(主要成分为BaCO3,且含有Fe3+、Mg2+等离子)制备BaCl2•2H2O和SiO2等物质.工艺流程如下:

已知:25℃Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11;通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀就达完全.回答下列问题:
①SiCl4发生水解反应的化学方程式为SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl或SiCl4 +3H2O=H2SiO3↓+4HCl.
②若加钡矿粉调节pH=3时,溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L.
③若用10吨含78% BaCO3的钡矿粉,最终得到8.4吨BaCl2•2H2O (M=244g/mol),则产率为86.9%.
④滤渣C能分别溶于浓度均为3mol/L的NH4Cl溶液和CH3COONH4溶液(中性).请结合平衡原理和必要的文字解释滤渣C能溶于3mol/L的NH4Cl溶液的原因Mg(OH)2(s)在溶液中存在的溶解平衡:Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH- (aq),NH4+与OH-结合生成难电离的NH3•H2O,使平衡向正反应方向移动,最终Mg(OH)2溶解.
 0  154392  154400  154406  154410  154416  154418  154422  154428  154430  154436  154442  154446  154448  154452  154458  154460  154466  154470  154472  154476  154478  154482  154484  154486  154487  154488  154490  154491  154492  154494  154496  154500  154502  154506  154508  154512  154518  154520  154526  154530  154532  154536  154542  154548  154550  154556  154560  154562  154568  154572  154578  154586  203614 

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