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5.锰元素广泛分布在自然界中,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用.
(1)金属锰可用铝热法制得.已知Al的燃烧热为ckJ•mol-1,其余相关热化学方程式为:
3MnO2(s)═Mn3O4(s)+O2(g)△H1=akJ•mol-1
3Mn3O4(s)+8Al(s)═9Mn(s)+4Al2O3(s)△H2=bkJ•mol-1
则3MnO2(s)+4Al(s)═3Mn(s)+2Al2O3(s)△H=(a+$\frac{1}{3}$b-$\frac{4}{3}$c)kJ•mol-1(用含a、b、c的代数式表示)
(2)MnCO3广泛用作锰盐原料.通过图1装置焙烧MnCO3可以制取MnO2,反应方程式为:
2MnCO3(s)+O2(g)?2MnO2(s)+2CO2(g).
①2MnCO3(s)+O2(g)?2MnO2(s)+2CO2(g)的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}(C{O}_{2})}{c({O}_{2})}$.
②用真空抽气泵不断抽气的目的除保证反应持续进行外,还能使平衡正向移动,提高MnCO3的转化率.
(3)MnSO2常用作催化剂.MnO2催化降解甲醛的反应机理如图2所示,图中X表示的粒子是HCO3-,该反应的总反应方程式为HCHO+O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$CO2+H2O.
(4)MnSO4是重要微量元素肥料.用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2,电解时总反应的离子方程式为Mn2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$MnO2+H2↑+2H+,电解过程中阴极附近的pH增大(选填“增大”、“减小”或“不变”)

分析 (1)已知:①.3MnO2(s)═Mn3O4(s)+O2(g)△H1=akJ•mol-1
②.3Mn3O4(s)+8Al(s)═9Mn(s)+4Al2O3(s)△H2=bkJ•mol-1
由Al的燃烧热可得:③.Al(s)+$\frac{3}{4}$O2(g)=$\frac{1}{2}$Al2O3(s)△H=c kJ•mol-1
根据盖斯定律,①+$\frac{1}{3}$×②+$\frac{4}{3}$×③可得:3MnO2(s)=Mn3O4(s)+O2(g),反应热也进行相应的计算;
(2)①化学平衡常数是指:一定温度下,可逆反应到达平衡时,生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比,固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出;
②用真空抽气泵不断抽气,可增大空气量,减少生成物浓度,平衡正向移动;
(3)氧离子与-CHO转化为X,而X与H+生成CO2和H2O,则X表示的粒子是HCO3-,整个过程是甲醛氧化生成二氧化碳与水;
(4)用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子转化为MnO2,由氧元素守恒可知有水参与反应,阴极发生还原反应,水放电生成氢气(还会生成氢氧根离子),配平书写电极反应式.

解答 解:(1)已知:①.3MnO2(s)=Mn3O4(s)+O2(g)△H1=a kJ•mol-1
②.3Mn3O4(s)+8Al(s)=9Mn(s)+4Al2O3(s)△H2=b kJ•mol-1
由Al的燃烧热可得:③.Al(s)+$\frac{3}{4}$O2(g)=$\frac{1}{2}$Al2O3(s)△H=-c kJ•mol-1
根据盖斯定律,①+$\frac{1}{3}$×②+$\frac{4}{3}$×③可得:3MnO2(s)+4Al(s)═3Mn(s)+2Al2O3(s),则△H=(a+$\frac{1}{3}$b-$\frac{4}{3}$c) kJ•mol-1
故答案为:a+$\frac{1}{3}$b-$\frac{4}{3}$c;
(2)①2MnCO3(s)+O2(g)?2MnO2(s)+2CO(g)的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}(C{O}_{2})}{c({O}_{2})}$,
故答案为:$\frac{{c}^{2}(C{O}_{2})}{c({O}_{2})}$;
②用真空抽气泵不断抽气,可增大空气量,减少生成物浓度,平衡正向移动,可提高MnCO3的转化率,
故答案为:使平衡正向移动,提高MnCO3的转化率;
(3)氧离子与-CHO转化为X,而X与H+生成CO2和H2O,则X表示的粒子是HCO3-,整个过程是甲醛氧化生成二氧化碳与水,可得该反应的总反应方程式为:HCHO+O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$CO2+H2O,
故答案为:HCO3-;HCHO+O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$CO2+H2O;
(4)用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子转化为MnO2,阴极水得电子发生还原反应生成氢气,总反应离子方程式为:Mn2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$MnO2+H2↑+2H+,阴极附近氢氧根浓度增大,则电解过程中阴极附近的pH增大,
故答案为:Mn2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$MnO2+H2↑+2H+;增大.

点评 本题考查盖斯定律计算反应热、化学平衡常数及影响因素、电解原理等,侧重考查学生对知识迁移运用,难度中等.

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15.下列反应不属于加成反应的是(  )
A.CH≡CH+2Br2→CHBr2-CHBr2B.CH3CHO+H2$→_{△}^{催化剂}$CH3CH2OH
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16.下列有关氧元素及其化合物表示正确的是(  )
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C.过氧化氢的电子式:
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13.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验.
装置
现象二价金属A
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根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是A-2e-═A2+
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(3)当装置丙中产生3.36L(标准状况)气体时,电路中转移的电子数目为0.3NA
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C.

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20.25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.物质的量浓度相等的①NH4Cl②(NH42SO4③NH4Al(SO42三种溶液中,c(NH4+)由大到小的顺序为:③>②>①
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D.在0.1mol•L-1NaHC2O4溶液(pH<7)中:c(OH-)+2c(C2O42-)=c(H+)+2c(H2C2O4

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10.下列说法错误的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.把下列四种X溶液分别加入四个盛有l0mL2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸进行反应,其中反应速率最快的是(  )
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14.下列说法正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

13.某学生用0.1000mol•L-1标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2-3次
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(5)根据读数计算出该待测液的浓度为0.09000mol•L-1

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