【题目】锰的化合物在工业、医疗等领域有重要应用。某兴趣小组模拟制备KMnO4及探究锰(II)盐能否被氧化为高锰(VII)酸盐。
I．KMnO4的制备：
反应原理
步骤一：3MnO2+6KOH+KClO3
3K2MnO4+KCl+3H2O
步骤二：3K2MnO4+2CO2 =2KMnO4+MnO2+2K2CO3
实验操作
步骤一：将一定比例的MnO2、KOH和KClO3 固体混合加热，得到墨绿色的固体，冷却后加水溶解得到碱性K2MnO4溶液放入烧杯C中。
步骤二：连接装置，检查气密性后装药品。打开分液漏斗活塞，当C中溶液完全变为紫红色时，关闭活塞停止反应，分离、提纯获取KMnO4晶体。
装置图如下：
(1)检查装置A气密性：关闭分液漏斗活塞，在B中加入蒸馏水至液面超过长导管口，用热毛巾捂住圆底烧瓶，若__________，则说明装置气密性良好。
(2)B中试剂选择的理由________。
(3)反应结束后，未能及时分离KMnO4晶体，发现C中紫红色溶液变浅。该小组同学认为是碱性K2MnO4溶液中的Cl-将生成的MnO4- 还原，导致颜色变浅，指出含有Cl-的判断依据_____________。
II．该小组继续探究Mn2+能否氧化为MnO4-，进行了下列实验：
装置图 | 试剂X | 实验现象 |
| ① 0.5mL 0.1mol/LNaOH溶液 | 生成浅棕色沉淀，一段时间后变为棕黑色 |
②0.5mL 0.1mol/LNaOH 和15%H2O2 混合液 | 立即生成棕黑色沉淀 | |
③ 0.5mL 0.1mol/LHNO3溶液 | 无明显现象 | |
④ 0.5mL 0.1 mol/LHNO3溶液和少量PbO2 | 滴加HNO3无明显现象，加入PbO2立即变为紫红色，稍后紫红色消失，生成棕黑色沉淀 |
已知：i.MnO2为棕黑色固体，难溶于水；
iiKMnO4在酸性环境下缓慢分解产生MnO2。
(4)实验①中生成棕黑色沉淀可能的原因_____。
(5)实验②中迅速生成棕黑色沉淀的离子方程式_____。
(6)对比实验③和④，实验③的作用_____。
(7)甲同学猜测实验④中紫红色消失的原因：酸性条件下KMnO4不稳定，分解产生了MnO2，乙认为不成立，理由是________；乙认为是溶液中的Mn2+将MnO4- 还原，并设计了实验方案证明此推测成立，其方案为_________。
探究结果：酸性条件下下，某些强氧化剂可以将Mn2+氧化为MnO4-。
【答案】导管口有气泡产生，移开热毛巾后，有一段液柱回升 饱和NaHCO3溶液不与CO2反应且除去HCl，同时生成CO2 反应产物中含Cl-，且操作中未除去Cl- 空气中的氧气在碱性环境中将Mn2+氧化为MnO2(或2Mn2+ +O2+4OH-=2MnO2+2H2O) Mn2++H2O2+2OH-= MnO2+2H2O 排除HNO3将Mn2+氧化的可能 资料表明缓慢分解产生MnO2，而实验④中紫红色很快消失并产生棕黑色沉淀 取5mL0.1mol/LMnSO4溶液于试管中，加入0.5mL 0.1mol/L稀HNO3，无明显现象，再滴加几滴KMnO4溶液，立即生成棕黑色沉淀
【解析】
(1)根据气体物质热胀冷缩分析判断；
(2)用HCl与CaCO3反应制取CO2气体中含有HCl，可以利用HCl与NaHCO3反应制取CO2；
(3)根据KMnO4的制备原理及实验操作分析Cl-的来源；
(4)根据实验①②分析①中生成棕黑色沉淀可能的原因；
(5)H2O2在碱性条件下将Mn2+氧化为MnO2，H2O2被还原为H2O；
(6)对比实验③和④，可确定实验③的作用是对照试验；
(7)利用题干信息，结合实验现象分析判断；并结合最后的实验结论设计实验。
(1)检查装置A气密性的方法可以利用气体的体积热胀冷缩的性质，关闭分液漏斗活塞，在B中加入蒸馏水至液面超过长导管口，用热毛巾捂住圆底烧瓶，若装置B、C的导管口有气泡产生，移开热毛巾后，有一段液柱回升，则说明装置气密性良好。
(2)CaCO3与HCl反应产生CO2气体，由于盐酸有挥发性，实验制取得到的CO2气体中含有HCl杂质，可以利用饱和NaHCO3溶液不能溶解CO2气体，而HCl与NaHCO3能够反应产生CO2气体；
(3)反应结束后，未能及时分离KMnO4晶体，发现C中紫红色溶液变浅。该小组同学认为是碱性K2MnO4溶液中的Cl-将生成的MnO4- 还原，导致颜色变浅，证明该溶液中含有Cl-的判断依据是用KClO3制备KMnO4的反应物中含有Cl-，且在反应后没有进行洗涤处理；
(4)①向MnSO4溶液中加入0.5mL 0.1mol/LNaOH溶液，生成浅棕色沉淀，一段时间后变为棕黑色；而当再向其中加入15%H2O2 与0.5mL 0.1mol/LNaOH混合液时，立即生成棕黑色沉淀，说明在碱性环境中有氧化剂时可以产生难溶性的MnO2，实验①中生成棕黑色沉淀可能的原因是空气中的氧气溶解在溶液中，在碱性环境中将Mn2+氧化为MnO2；
(5)实验②中迅速生成棕黑色MnO2沉淀，反应的离子方程式为：Mn2++H2O2+2OH-= MnO2+2H2O；
(6)对比实验③和④，可确定实验③的作用是对照试验；
(7)根据已知信息ii.可知：KMnO4在酸性环境下缓慢分解产生MnO2，使KMnO4的浓度逐渐降低，所以甲同学猜测实验④中紫红色消失；乙认为是溶液中的Mn2+将MnO4- 还原，并设计了实验方案证明此推测成立，根据实验③，向含有Mn2+的溶液中加入硝酸无明显现象，但向该溶液中再加入少量PbO2后迅速产生棕黑色沉淀，说明在酸性条件下，某些强氧化剂可以将Mn2+氧化为MnO2，因此可以设计实验：取5mL0.1mol/LMnSO4溶液于试管中，加入0.5mL 0.1mol/L稀HNO3，无明显现象，再滴加几滴KMnO4溶液，立即生成棕黑色沉淀，证明MnO4-将Mn2+氧化为MnO2，MnO4-被还原为MnO2。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】对某溶液中部分离子的定性检测流程如下。相关分析正确的是
A. 步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液
B. 可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体
C. 步骤②的反应为Al3++3HCO3－=A1(OH)3↓+CO2↑
D. 检验Fe3+的离子反应方程式为Fe3++3SCN－=Fe(SCN)3↓(血红色)
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：
(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。
(2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。
(3)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。
(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。
(5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。
(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】有机化合物P是合成抗肿瘤药物的中间体，其合成路线如下：
已知： 
(1)A可与NaHCO3溶液反应，写出A的官能团名称_____。
(2)A→B的反应类型_____。
(3)C→D的化学方程式_____。
(4)检验F中官能团的试剂及现象_____。
(5)G→H所需的试剂a是______。
(6)D→E的化学方程式______。
(7)已知：
K经过多步反应最终得到产物P：
①L的结构简式___________。
②Q→M的化学方程式___________。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】实验测得25℃、101 kPa时，1 mol甲醇完全燃烧释放726.51kJ的热量，下列热化学方程式书写正确的是( )
A. 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O ΔH＝－1453.02 kJ·mol－1
B. 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝＋1453.02 kJ·mol－1
C. CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.51 kJ·mol－1
D. CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－726.51 kJ·mol－1
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下：
下列关于该高分子说法正确的是
A. 结构简式为：
B. 氢键对该高分子的性能没有影响
C. 完全水解得到的高分子有机物，含有官能团羧基和碳碳双键
D. 完全水解得到的小分子有机物，具有4种不同化学环境的氢原子
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列事实不能用勒夏特列原理(平衡移动原理)解释的是
①溴水中存在化学平衡：Br2＋H2O 
HBr＋HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
②铁在潮湿的空气中易生锈
③二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，增大压强后颜色加深
④合成氨反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施
⑤钠与氯化钾共融制备钾：Na(l)＋KCl(l) K(g)＋NaCl(l)
⑥反应CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)(正反应为放热反应)，达到化学平衡后，升高温度体系的颜色加深
A. ①④ B. ②③ C. ②⑥ D. ②③⑥
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时, 人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为五个区,并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号,如下图所示。
(1)在
区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子的电子云形状为__________。
(2)在
区中,族序数最大、原子序数最小的元素,常见离子的电子排布式为__________,其中较稳定的是__________。
(3)在第4周期的
区中,族序数最大、原子序数最大的元素,原子的价电子排布式为__________。
(4)在
区中,第2周期VA族元素原子价电子排布图为__________。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在__________区中。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】ⅣA族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
(1) Pb的价层电子排布图为：____________；
(2)GeC14的中心原子的价层电子对数为____________，分子的立体构型为___________。GeC14可水解生成一种氧化物和一种无氧酸，其化学反应方程式为：________________________________。
(3)四卤化硅
的沸点和二卤化铅
的熔点如下图所示。
①的沸点依F、CI、Br、I次序升高的原因是____________。
②结合的沸点和的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，中化学键的离子性__________(填“增强”“不变”或“减弱”，下同)、共价性__________。
(4)碳的另一种单质
可以与钾形成低温超导化合物，晶胞结构如图所示。此化合物可看成是K填充在形成的所有四面体间隙和八面体间隙之中，其四面体间隙数目为_________。另有一种碱金属X(相对原子质量为M)与可形成类似化合物，但X只填充形成的八面体间隙的一半，此化合物的化学式为：__________，其晶胞参数为1.4nm，晶体密度为_________
(用含M和阿伏伽德罗常数的值
的式子表示)
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