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:

相关资料:
①物质溶解度
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\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH.
提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图2).
图2中A口加入的溶液最好为KOH溶液.使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为阳离子交换膜防止锰酸根进入阴极区被还原.
相关资料:
①物质溶解度
| 物质 | KMnO4 | K2CO3 | KHCO3 | K2SO4 | CH3COOK |
| 20℃溶解度 | 6.4 | 111 | 33.7 | 11.1 | 217 |
外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是强碱腐蚀石英;
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O(或3MnO42-+3CO2+2OH-═2MnO4-+MnO2↓+H2O+3CO32-);其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为1:2.
(3)由于CO2的通入量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中A,得到的产品纯度更高.
A.醋酸 B.浓盐酸 C.稀硫酸
(4)工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式2K2MnO4+2H2O$\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.
6.发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃刹.
(1)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因N2H4+H2O?N2H+5+OH-.
(2)已知:2N2H4 (1)+N2O4 (1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1
断开1mol下列化学键吸收的能量分别为:N-H:390kJ N-N:190kJ N≡N:946kJ O-H:460kJ.
则使1mol N2O4 (1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是1793kJ
(3)已知N2O4 (1)?2NO2(g)△H=+57.20kJ•mol-1,t℃时,将一定量的NO2、N2O4充入一个容积为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如表所示:
①c(X)代表NO2(填化学式)的浓度,该反应的平衡常数K=0.9;
②前10min内用NO2表示的反应速率为0.04mol/(L.min),20min时改变的条件是增大NO2的浓度;重新达到平衡时,NO2的百分含量b(填序号)
a.增大 b.减小 C.不变 d.无法判断
(4)已知:在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度.常温下,若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).
(1)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因N2H4+H2O?N2H+5+OH-.
(2)已知:2N2H4 (1)+N2O4 (1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1
断开1mol下列化学键吸收的能量分别为:N-H:390kJ N-N:190kJ N≡N:946kJ O-H:460kJ.
则使1mol N2O4 (1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是1793kJ
(3)已知N2O4 (1)?2NO2(g)△H=+57.20kJ•mol-1,t℃时,将一定量的NO2、N2O4充入一个容积为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如表所示:
| 时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c(X)/mol•L-1 | 0.2 | c | 0.6 | 0.6 | 1.0 | c1 | c1 |
| c(YX)/mol•L-1 | 0.6 | c | 0.4 | 0.4 | 0.4 | c2 | c2 |
②前10min内用NO2表示的反应速率为0.04mol/(L.min),20min时改变的条件是增大NO2的浓度;重新达到平衡时,NO2的百分含量b(填序号)
a.增大 b.减小 C.不变 d.无法判断
(4)已知:在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度.常温下,若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).
5.用石墨作电极,电解质溶液中各离子浓度之比如下:c(Cu2+):c(Na+):c(Cl-)=1:2:4.在任何情况下,阴阳两极不可能同时发生的反应是( )
| A. | 阴极:2H++2e-═H2↑ 阳极:4OH--4e-═O2↑+2H2O | |
| B. | 阴极:Cu2++2e-═Cu 阳极:4OH--4e-═O2↑+2H2O | |
| C. | 阴极:2H++2e-═H2↑ 阳极:2C1--2e-═Cl2↑ | |
| D. | 阴极:Cu2++2e-═Cu 阳极:2C1--2e-═Cl2↑ |
4.用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是( )
| A. | 常温常压下,1molC2H4所含的电子数为12 NA | |
| B. | 标准状况下,16g甲烷中共价键数目为4NA | |
| C. | 常温常压,4 g氦气所含的核外电子数为4NA | |
| D. | 标准状况下,22.4L NO 与11.2L O2 充分反应后,所得的气体分子数一定为NA |
3.下列说法正确的是( )
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
| A. | 甲烷和苯都能发生取代反应 | |
| B. | 乙醇和乙酸都能与氢氧化钠发生中和反应 | |
| C. | 乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 | |
| D. | 淀粉、油脂、蛋白质都属于天然高分子化合物 |