分析 将MnO2和KOH粉碎,目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,然后将混合物熔融并通入空气,根据流程图知,二者反应生成K2MnO4,根据元素守恒知还生成H2O,K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2,KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水,将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液,再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体,母液中含有K2CO3,加入CaO,发生反应K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH,从而得到KOH,
(1)实验室利用碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳;
(2)KMnO4有强氧化性,消毒原理与84消毒液、双氧水一样;
(3)由工艺流程转化关系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4,根据元素守恒还应生成水.反应中锰元素由+4价升高为+6价,总升高2价,氧元素由0价降低为-2价,总共降低4价,化合价升降最小公倍数为4,所以MnO2系数2,O2系数为1,根据锰元素守恒确定K2MnO4系数,根据钾元素守恒确定KOH系数,根据氢元素守恒确定H2O系数;
(4)制备中利用的原料,在转化过程中又生成的可以循环利用,根据流程图可知循环的物质;
(5)向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液,产生黑色沉淀二氧化锰,根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式;
(6)根据Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)•c2(OH-),可计算出c(Mn2-);
(7)将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液,再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体.
解答 解:(1)实验室利用碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳,反应的方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,
故答案为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)KMnO4有强氧化性,利用其强氧化性杀菌消毒,消毒原理与84消毒液、双氧水一样,故选:bd,
故答案为:bd;
(3)由工艺流程转化关系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4,根据元素守恒还应生成水.反应中锰元素由+4价升高为+6价,总升高2价,氧元素由0价降低为-2价,总共降低4价,化合价升降最小公倍数为4,所以MnO2系数2,O2系数为1,根据锰元素守恒确定K2MnO4系数为2,根据钾元素守恒确定KOH系数为4,根据氢元素守恒确定H2O系数为2,所以反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O,
故答案为:2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O;
(3)由工艺流程转化关系可知,向K2MnO4溶液中通入CO2制备KMnO4、还生成K2CO3、MnO2,反应只有Mn元素的化合价发生变化,由+6价降低为+4价,由+6价升高为+7价,所以K2MnO4既是氧化剂又是还原剂,故答案为;K2MnO4;
(4)制备中利用的原料,在转化过程中又生成的可以循环利用.由转化关系图知,除石灰、二氧化碳外,K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH,会在MnO2、KOH的熔融制备K2MnO4中被循环利用,
故答案为:KOH;MnO2;
(5)向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液,产生黑色沉淀二氧化锰,反应的离子方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+,
故答案为:2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+;
(6)当pH=10时,c2(OH-),c(OH-)=1×10-4 mol/L,根据Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)•c2(OH-),可知c(Mn2-)=$\frac{Ksp[Mn(OH)_{2}]}{{c}^{2}(O{H}^{-})}$=$\frac{2.4×1{0}^{-13}}{(1÷1{0}^{-4})^{2}}$=2.4×10-5mol/L,
故答案为:2.4×10-5mol/L;
(7)将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液,所以操作Ⅰ为过滤,再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体,
故答案为:过滤; 浓缩结晶.
点评 本题考查常见氧化剂与还原剂、氧化还原反应、化学计算和对工艺流程的理解、阅读题目获取信息的能力等,难度中等,需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 | 溴 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 | 红棕色液体 |
密度(g/mL) | 0.79 | 2.18 | 0.71 | 3.10 |
沸点/℃ | 78.5 | 131.4 | 34.6 | 58.8 |
熔点/℃ | -114.3 | 9.79 | -116.2 | -7.2 |
水溶性 | 混溶 | 难溶 | 微溶 | 可溶 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
实验 | 温度/℃ | 起始时 | 平衡时 | |||
n(CO)/mol | n(H2S)/mol | n(COS)/mol | n(H2)/mol | n(CO)/mol | ||
1 | 150 | 10.0 | 10.0 | 0 | 0 | 7.0 |
2 | 150 | 7.0 | 8.0 | 2.0 | 4.5 | a |
3 | 400 | 20.0 | 20.0 | 0 | 0 | 16.0 |
A. | 上述反应是吸热反应 | |
B. | 实验1 达平衡时,CO 的转化率为70% | |
C. | 实验2 达平衡时,a<7.0 | |
D. | 实验3 达平衡后,再充入1.0molH2,K 值增大,平衡逆向移动 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 过滤时,慢慢地将液体直接倒入过滤器中 | |
B. | 在食盐溶液蒸发结晶的过程中,当蒸发皿中出现较多量固体时即停止加热 | |
C. | 酒精灯不慎碰倒起火时可用水扑灭 | |
D. | 先在天平两个托盘上各放一张相同质量的纸,再把NaOH固体放在纸上称量 |
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