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某化学研究性学习小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法来制备 KMnO4
已知:①3MnO2+KClO3+6KOH数学公式3K2MnO4+KCl+3H2O
②几种物质的溶解度:
温度溶解度/g
K2CO3KOHKMnO4
20℃1111126.38
60℃12715422.1
请回答下列问题:
(l)第一步固体熔融时除三脚架、泥三角、细铁棒、坩埚钳外,还需下列仪器中的______.
A.蒸发皿   B.烧杯  C.酒精灯  D.铁钳祸
(2)写出反应I化学方程式______;该反应产物中可以循环利用的是______.
(3)反应II的条件为电解,写出阴极的电极反应式______.
(4)途径一、二中的操作a、b相同,均包括蒸发浓缩、______、过滤等3 步.
(5)通过用草酸滴定 KMnO4溶液的方法可测定 KMnO4 粗品的纯度(质量分数).
①实验时要将草酸晶体(H2C2O4?2H2O)配成标准溶液,则配制 l00mL 1.5mol?L-1的草酸溶液,需要称取草酸晶体的质量为______g.
②该实验中除KMnO4粗品的质量、草酸晶体的质量外,还需要采集的数据有______.

解:(1)熔融固体物质需要再坩埚内加热,加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚,加热需要用酒精灯,故选:CD;
(2)反应I为K2MnO4与CO2反应,由工艺流程转化关系可知生成MnO2、KMnO4、K2CO3,反应方程式为 3K2MnO4+2CO2=MnO2+2KMnO4+2K2CO3
从流程图可以看出,需要加入的物质有MnO2、KOH、KClO3、CO2(水可不考虑),反应中又生成MnO2,故MnO2是可以循环利用的物质,故答案为:3K2MnO4+2CO2=MnO2+2KMnO4+2K2CO3;MnO2
(3)反应II为电解K2MnO4溶液,由工艺流程转化关系可知,有生成KMnO4、KOH生成,阴极发生还原反应,水在阴极放电,生成KOH与H2,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑(或2H++2e-=H2↑),
故答案为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑(或2H++2e-=H2↑);
(4)由溶液中获得晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等,故答案为:冷却结晶;
(5)①n(H2C2O4)=0.1L×1.5mol?L-1=0.15mol,所以n(H2C2O4?2H2O)=n(H2C2O4)=0.15mol,m(H2C2O4?2H2O)=0.15mol×126g/mol=18.9g,
故答案为:18.9;
②由滴定时消耗草酸溶液的体积,计算消耗的草酸的物质的量,根据方程式计算n(KMnO4),进而计算m(KMnO4)与纯度,所以该实验中除KMnO4粗品的质量、草酸晶体的质量外,还需要采集的数据滴定时消耗草酸溶液的体积,
故答案为:滴定时消耗草酸溶液的体积体积.
分析:(1)熔融固体物质需要再坩埚内加热,加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚;
(2)反应I为K2MnO4与CO2反应,由工艺流程转化关系可知生成MnO2、KMnO4、K2CO3.流程中需要加入的物质在后边又生成该物质,该物质可以循环使用;
(3)反应II为电解K2MnO4溶液,由工艺流程转化关系可知,有生成KMnO4、KOH生成,阴极发生还原反应,水在阴极放电,生成KOH与H2
(4)由溶液中获得晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等;
(5)①根据n=cV计算草酸的物质的量,n(H2C2O4?2H2O)=n(H2C2O4),再根据m=nM计算m(H2C2O4?2H2O);
②由滴定时消耗草酸溶液的体积,计算消耗的草酸的物质的量,根据方程式计算n(KMnO4),进而计算m(KMnO4)与纯度.
点评:本题考查学生阅读题目获取信息能力、电解池、物质的量浓度、实验基本操作与滴定等,难度中等,(2)中方程式书写为易错点,根据工艺流程判断反应物、产物,然后进行书写.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO
 
2-
3
、SO
 
2-
4
、Cl-中的若干种离子.该小组同学取100mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1mol/L的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如右图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是
SO42-,CO32-
SO42-,CO32-
,其物质的量浓度之比为
1:2
1:2

(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O

(3)由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为
40ml
40ml

(4)试根据实验结果推测K+是否存在?
(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是
≥0.6mol/L
≥0.6mol/L
.(若K+不存在,则不必回答该问).
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:
取少量水样与试管中,向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在
取少量水样与试管中,向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸,待沉淀完全和无气体生成后,向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,则原水样中 含有Cl-,若无白色沉淀生成,证明无Cl-存在
.(写出实验步骤、现象和结论)

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2010?南通模拟)某化学研究性学习小组通过查阅资料,设计了如图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4?7H2O.已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%).

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
pH 5.2 3.2 9.7 9.2
回答下列问题:
(1)操作a、c中需使用的仪器除铁架台(带铁圈)、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为
漏斗、蒸发皿
漏斗、蒸发皿

(2)“碱浸”过程中发生的离子方程式是
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O

(3)“酸浸”时所加入的酸是
H2SO4
H2SO4
(填化学式).酸浸后,经操作a分离出固体①后,溶液中可能含有的金属离子是
Ni2+、Fe2+
Ni2+、Fe2+

(4)操作b为调节溶液的pH,你认为pH的最佳调控范围是
3.2-9.2
3.2-9.2

(5)“调pH为2~3”的目的是
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解

(6)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4?7H2O),其原因可能是
H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?泰州一模)某化学研究性学习小组为探究某品牌花生油中不饱和脂肪酸的含量,进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取0.4g花生油样品,置于两个干燥的碘瓶(如图)内,加入10mL四氯化碳,轻轻摇动使油全部溶解.向碘瓶中加入25.00mL含0.01mol IBr的无水乙酸溶液,盖好瓶塞,在玻璃塞与瓶口之间滴加数滴10%碘化钾溶液封闭缝隙,以免IBr的挥发损失.
步骤Ⅱ:在暗处放置30min,并不时轻轻摇动.30min后,小心地打开玻璃塞,用新配制的10%碘化钾10mL和蒸馏水50mL把玻璃塞和瓶颈上的液体冲洗入瓶内.
步骤Ⅲ:加入指示剂,用0.1mol?L-1硫代硫酸钠溶液滴定,用力振荡碘瓶,直至终点.
测定过程中发生的相关反应如下:

②IBr+KI=I2+KBr
③I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
请回答下列问题:
(1)已知卤素互化物IBr的性质与卤素单质类似,实验中准确量取IBr溶液应选用的仪器是
酸式滴定管(或移液管 )
酸式滴定管(或移液管 )
,碘瓶不干燥会发生反应的化学方程式
IBr+H2O=HIO+HBr
IBr+H2O=HIO+HBr

(2)步骤Ⅱ中碘瓶在暗处放置30min,并不时轻轻摇动的原因是
碘瓶置于暗处可减少溴化氢挥发,不断搅动可以让物质间充分反应
碘瓶置于暗处可减少溴化氢挥发,不断搅动可以让物质间充分反应

(3)步骤Ⅲ中所加指示剂为
淀粉溶液
淀粉溶液
,滴定终点的现象
溶液由蓝色恰好变为无色且30秒内不变化
溶液由蓝色恰好变为无色且30秒内不变化

(4)反应结束后从液体混合物中回收四氯化碳,所需操作有
分液、蒸馏
分液、蒸馏

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科目:高中化学 来源: 题型:

钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐.工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐.
已知:SrSO4(s)?Sr2+(aq)+SO2-4(aq)  KSP=2.5×10-7
SrSO3(s)?Sr2+(aq)+CO2-4(aq)   KSP=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为
 
,该反应的平衡常数表达式为
 
;该反应能发生的原因是
 
.(用沉淀溶解再平衡的有关理论解释)
(2)对于上述反应,实验证明增大CO2-3的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率.判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”、“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K将
 

②增大CO2-3的浓度,平衡常数K将
 

(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3.实验所用试剂为
 
;实验现象及其相应结论
 

(4)BaCl2溶液和Ba(NO32溶液是实验中检验SO2-4的常用试剂.某化学研究性学习小组检验某溶液中存在SO2-4时,首先加入Ba(NO32溶液,产生白色沉淀,然后加入过量稀硝酸,白色沉淀不溶解,由此得出结论:溶液中一定含有SO2-4.你认为该推理是否严密?试说明理由.

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科目:高中化学 来源: 题型:

某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃.微溶于水,有毒性和强腐蚀性.他们参观生产过程后,绘制了如图装置简图.
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请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称:
 
,冷却水从
 
进,
 
出;
②实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:
 

③C中液体产生颜色为
 

④烧杯A的作用
 
,D中液体的作用是
 

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