10.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;
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\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH
提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图2).图中A口加入的溶液最好为KOH溶液.
使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为阳离子交换膜防止锰酸根进入阴极区被还原.
相关资料:
①物质溶解度
| 物质 | KMnO4 | K2CO3 | KHCO3 | K2SO4 | CH3COOK |
| 20℃溶解度 | 6.4 | 111 | 33.7 | 11.1 | 217 |
外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是强碱腐蚀石英;
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O;
其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为1:2.
(3)由于CO2的通入量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中A,得到的产品纯度更高.
A.醋酸 B.浓盐酸 C.稀硫酸
(4)工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式2K2MnO4+2H2O$\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.
9.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.工业上利用铅浮渣(主要成分是PbO、Pb还含有少量的Ag、CaO)可制备硫酸铅.制备流程图如图:

下表是25℃时某些盐的浓度积常数:
(1)实验室用75%的硝酸来配制15%的硝酸溶液,不需用到的玻璃仪器有CD(填标号).
A.烧杯 B.量筒 C.容量瓶 D.锥形瓶 E.玻璃棒
(2)步骤I有NO产生,浸出液中含量最多的金属阳离子为 Pb2+,写出Pb参加反应的化学方程式3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O,为防止Ag被溶解进入溶液,步骤I操作时应注意控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余.
(3)母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是HNO3(填一种物质化学式),若母液中残留的 SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是浸出时部分Pb2+生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率.
(4)粗PbSO4 产品含有的杂质是CaSO4,需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,以得到纯净的PbSO4.
(5)铅蓄电池放电时正极的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O.如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2,已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.80L,电解前硫酸溶液浓度为4.50mol•L-1,当制得4.48LCl2时(在标准状况下),求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为(假设电解前后硫酸溶液的体积不变)4 mol•L-1.
下表是25℃时某些盐的浓度积常数:
| 化学式 | CaSO4 | Ag2SO4 | PbSO4 |
| Ksp | 4.9×10-5 | 1.2×10-5 | 1.6×10-8 |
A.烧杯 B.量筒 C.容量瓶 D.锥形瓶 E.玻璃棒
(2)步骤I有NO产生,浸出液中含量最多的金属阳离子为 Pb2+,写出Pb参加反应的化学方程式3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O,为防止Ag被溶解进入溶液,步骤I操作时应注意控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余.
(3)母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是HNO3(填一种物质化学式),若母液中残留的 SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是浸出时部分Pb2+生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率.
(4)粗PbSO4 产品含有的杂质是CaSO4,需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,以得到纯净的PbSO4.
(5)铅蓄电池放电时正极的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O.如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2,已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.80L,电解前硫酸溶液浓度为4.50mol•L-1,当制得4.48LCl2时(在标准状况下),求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为(假设电解前后硫酸溶液的体积不变)4 mol•L-1.
5.磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2•H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3,Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在,图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸,图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程:

部分物质的相关性质如下:
回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的69%;
(2)以磷矿石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应化学方程式为:Ca5F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+5CaSO4+HF↑.现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得到85%的商品磷酸0.49t.
(3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷.炉渣的主要成分是CaSiO3(填化学式).冷凝塔1的主要沉积物是液态白磷,冷凝塔2的主要沉积物是固态白磷.
(4)尾气中主要含有SiF4、CO,还含有少量的PH3、H2S和HF等.将尾气先通入纯碱溶液,可除去SiF4、H2S、HF;再通入次氯酸钠溶液,可除去PH3.(均填化学式)
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是产品纯度高.
0 159542 159550 159556 159560 159566 159568 159572 159578 159580 159586 159592 159596 159598 159602 159608 159610 159616 159620 159622 159626 159628 159632 159634 159636 159637 159638 159640 159641 159642 159644 159646 159650 159652 159656 159658 159662 159668 159670 159676 159680 159682 159686 159692 159698 159700 159706 159710 159712 159718 159722 159728 159736 203614
部分物质的相关性质如下:
| 熔点/℃ | 沸点/℃ | 备注 | |
| 白磷 | 44 | 280.5 | |
| PH3 | -133.8 | -87.8 | 难溶于水、有还原性 |
| SiF4 | -90 | -86 | 易水解 |
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的69%;
(2)以磷矿石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应化学方程式为:Ca5F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+5CaSO4+HF↑.现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得到85%的商品磷酸0.49t.
(3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷.炉渣的主要成分是CaSiO3(填化学式).冷凝塔1的主要沉积物是液态白磷,冷凝塔2的主要沉积物是固态白磷.
(4)尾气中主要含有SiF4、CO,还含有少量的PH3、H2S和HF等.将尾气先通入纯碱溶液,可除去SiF4、H2S、HF;再通入次氯酸钠溶液,可除去PH3.(均填化学式)
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是产品纯度高.