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    2．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂，在实验室和医疗上有非常广泛的应用．以下是工业上用软锰矿（主要含MnO2）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：

    （1）上述生产过程中，由软锰矿制得K2MnO4的化学方程式是2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K2 MnO4+2H2 O．
    （2）上述流程中可以循环利用的有（写化学式）KOH、MnO2等物质．由母液制得KOH应加入的物质是Ca（OH）2．
    （3）若不进行循环利用、不考虑制备过程中的损失，需要1.5molMn02才能制得1mol  KMnO4．
    （4）在实验室熔融KOH不能选用瓷坩埚的原因是SiO2+2NaOH═Na2 SiO3+H2O，操作I的名称是过滤，操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两种物质在溶解度上的差异，采用蒸发结晶（填操作步骤）、趁热过滤得封KMn04粗晶体．
    （5）请设计一个实验方案来检验制得的KMnO4粗晶体中还含有K2CO3，并按要求填写表．
        实验方法    实验现象及结论
    取少量待测物于试管中，加水溶解后，滴加少量稀硫酸出现无色气体溢出

    分析 二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K2MnO4溶液，通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，过滤除去滤渣（MnO2），滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，母液中含有K2CO3，在母液中加石灰乳（氢氧化钙）得到碳酸钙沉淀和KOH；
    （1）二氧化锰、KOH和氧气在熔融条件下反应生成K2 MnO4、H2 O；
    （2）在整个流程图中能反应和生成的物质可循环利用；碳酸钾能和氢氧化钙反应生成KOH；
    （3）由2MnO2+4KOH+O2 $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O 可知最初的原料中1mol MnO2恰好得到1mol K2MnO4，由3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1mol K2MnO4在反应中能得到$\frac{2}{3}$molKMnO4；
    （4）瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅能和NaOH反应生硅酸钠和水；分离难溶性固体和溶液采用过滤方法；
    利用KMnO4和K2CO3在溶解性上进行分离；
     （5）碳酸钾和高锰酸钾都易溶于水，但碳酸钾能和稀硫酸反应生成无色气体，高锰酸钾和稀硫酸不反应，所以可以用稀硫酸检验碳酸钾．

    解答 解：二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K2MnO4溶液，通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，过滤除去滤渣（MnO2），滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，母液中含有K2CO3，在母液中加石灰乳（氢氧化钙）得到碳酸钙沉淀和KOH；
    （1）二氧化锰、KOH和氧气在熔融条件下反应生成K2 MnO4、H2 O，反应方程式为2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K2 MnO4+2H2 O，故答案为：2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K2 MnO4+2H2 O；
    （2）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；
    碳酸钾能和氢氧化钙反应生成KOH，所以由母液制得KOH应加入的物质是Ca（OH）2；
    故答案为：KOH；MnO2；Ca（OH）2；
    （3）由2MnO2+4KOH+O2 $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O 可知最初的原料中1mol MnO2恰好得到1mol K2MnO4，由3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1mol K2MnO4在反应中能得到$\frac{2}{3}$molKMnO4，
    所以二氧化锰和最终得到高锰酸钾的关系式是3MnO2---2KMnO4，所以需要1.5molMn02才能制得1mol  KMnO4，故答案为：1.5；
    （4）瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅能和NaOH反应生硅酸钠和水，反应方程式为SiO2+2NaOH═Na2 SiO3+H2 O；分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，；
    利用KMnO4和K2CO3在溶解性上进行分离，然后蒸发结晶、趁热过滤得到晶体，
    故答案为：SiO2+2NaOH═Na2 SiO3+H2 O；过滤；溶解度；蒸发结晶；
     （5）碳酸钾和高锰酸钾都易溶于水，但碳酸钾能和稀硫酸反应生成无色气体，高锰酸钾和稀硫酸不反应，所以可以用稀硫酸检验，其检验方法是取少量待测物于试管中，加水溶解后，滴加少量稀硫酸，实验现象是出现无色气体溢出，证明含有碳酸钾晶体，
    故答案为：取少量待测物于试管中，加水溶解后，滴加少量稀硫酸；出现无色气体溢出．

    点评 本题考查物质制备，涉及物质检验、物质分离和提纯、化学方程式的有关计算、工艺流程分析等，明确元素化合物性质、物质分离提纯方法等是解本题关键，注意（3）题不能单纯关键Mn原子守恒得到“MnO2、KMnO4”关系式，（5）题检验碳酸钾不能用稀盐酸，因为稀盐酸能被酸性高锰酸钾溶液氧化．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．关于化学反应与能量的说法正确的是（　　）
    A．镁条溶于盐酸是吸热反应B．中和反应是吸热反应
    C．铝热反应属于吸热反应D．碳酸钙分解是吸热反应

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4•2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料．无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义．下图为石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示示意图．

    （1）过滤I操作所得固体中，除CaCO3外还含有CaSO4 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料．
    （2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-；
    （3）本工艺中所用的原料除CaSO4•2H2O，KCl外，还需要CaCO3（或CaO）、NH3、H2O等原料．
    （4）过滤I操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液．检验滤液中含有CO32-的方法是用滴管取少量滤液于试管中，滴加盐酸，若产生气泡，证明滤液中含有CO32-；
    （5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：
    温度（℃）02060
    K2SO4溶解的量（g）7.411.118.2
    60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体54 g．
    （6）氯化钙结晶水合物（CaCl2•6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是ad （填序号）．
    a．熔点较低（29℃熔化）   b．能导电
    c．能制冷              d．无毒．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    10．某课外小组探索利用废合金（含有铝、铁、铜）粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如图：

    试回答下列问题：
    （1）操作①的名称为过滤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒还有漏斗．
    （2）写出A→D反应离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
    （3）滤液E经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体．
    （4）由滤渣F制CuSO4溶液有途径I和途径Ⅱ两种，你认为最佳途径是途径Ⅱ，理由是途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境．
    （5）一定温度下，某同学将绿矾配成约0.1mol•L-1FeSO4溶液，测得溶液的pH=3．请用离子方程式解释原因：Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+；该溶液中c（SO${\;}_{4}^{2-}$）-c（Fe2+）=5×10-4mol•L-1（填数值）．
    （6）若要测定所配溶液中Fe2+的准确浓度，取20.00mL溶液于锥形瓶中，可再直接用下列b（填编号）标准溶液进行滴定：
    a．0.1mol•L-1NaOH溶液             b．0.02•L-1KMnO4酸性溶液
    c．0.20mol•L-1KMnO4酸性溶液        d．0.10mol•L-1KSCN溶液
    滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02 mol•L-1 KMnO4酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    17．醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
    可能用到的有关数据如表：
    相对分子质量密度/（g•cm-3）沸点/℃溶解性
    环已醇1000.9618161微溶于水
    环已烯820.810283难溶于水
    合成反应：
    在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸．B中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃．
    分离提纯：
    反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙．最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g．
    回答下列问题：
    （1）装置b的名称是直形冷凝器．
    （2）加入碎瓷片的作用是防止暴沸；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作时B（填正确答案标号）．
    A．立即补加    B．冷却后补加       C．不需补加         D．重新配料
    （3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为．
    （4）分液漏斗在使用前须清洗干净并检查是否漏液；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的上口倒出（填“上口倒出”或“下口放出”）．
    （5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是干燥．
    （6）在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有CD（填正确答案标号）．
    A．蒸馏烧瓶    B．温度计    C．吸滤瓶     D．球形冷凝管    E．接收器
    （7）本实验所得到的环己烯产率是c（填正确答案标号）．
    A．41%         B．50%      C．61%       D．70%

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其重要成分为甲烷．图1为以天然气为原料制备化工产品的工艺流程?

    （1）CH4的空间构型为正四面体
    （2）一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并能使氨水再生，写出氨水再生时的化学反应方程式2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件下\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S↓
    （3）水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
    ①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-90.8kJ•mol-1
    ②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ•mol-1
    ③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ•mol-1
    则催化反应Ⅱ室的热化学方程式为3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ•mol-1
    （4）在一定条件下，反应室Ⅲ（容积为VL）中充入amolCO与2amolH2，在催化剂作用下反应生成甲醇：
    CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），CO的平衡转化率与温度?压强的关系如图2所示，则：①P1＜P2（填“＜”?“=”或“＞”）．
    ②在其它条件不变的情况下，反应室Ⅲ再增加a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率增大（填“增大”?“减小”或“不变”）．
    ③在P1压强下，100℃时，反应：CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g）的平衡常数为$\frac{V{\;}^{2}}{a{\;}^{2}}$（用含a?V的代数式表示）?
    （5）科学家用氮化镓材料与铜组装如图3的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4?铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    14．图象法是研究化学反应的焓变的一种常用方法．已知化学反应A2（g）+B2（g）═2AB（g）的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是（　　）
    A．每生成2 mol AB时吸收（a-b） kJ能量
    B．该反应热△H=+（a-b） kJ•mol-1
    C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
    D．断裂1 mol A-A和1 mol B-B键时放出a kJ能量

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．废旧显示屏玻璃中含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质．某课题小组以此玻璃粉末为原料，制得Ce（OH）4和硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]，流程设计如下：

    已知：Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce4+有较强氧化性；Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液．
    回答以下问题：
    （1）反应①的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
    （2）反应②中H2O2的作用是氧化使Fe2+转化为Fe3+．
    （3）反应③的离子方程式是2GeO2+6H++H2O2=2Ge3++4H2O+O2↑．
    （4）已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：2Ce3+ （水层）+6HT（有机层）═2CeT3（有机层）+6H+（水层）
    从平衡角度解释：向CeT3 （有机层）加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动．
    （5）硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]广泛用于水的净化处理，其净水原理用离子方程式解释是Fe3++3H2O=Fe（OH）3+3H+．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：
    3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g） $\stackrel{高温}{?}$Si3N4（s）+6CO（g）
    （1）上述反应进程中能量变化示意图如图1，试在图象中用虚线表示在反应中使用催化剂后能量的变化情况．

    （2）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{c（{N}_{2}）}$．升高温度，其平衡常数减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
    （3）该化学反应速率与反应时间的关系如图2所示，t2时引起v正突变、v逆渐变的原因是增大了氮气的浓度，t3引起变化的因素为加入（使用）了（正）催化剂，t5时引起v逆大变化、v正小变化的原因是升高温度或缩小容器体积．

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