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12.高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体.中间产物为锰酸钾[K2MnO4].图1是实验室模拟制备的操作流程:

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①物质溶解度
物质KMnO4K2CO3KHCO3K2SO4CH3COOK
20℃溶解度6.411133.711.1217
②锰酸钾[K2MnO4]
外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是强碱腐蚀石英;
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O(或3MnO42-+3CO2+2OH-═2MnO4-+MnO2↓+H2O+3CO32-);其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为1:2.
(3)由于CO2的通入量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中A,得到的产品纯度更高.
A.醋酸           B.浓盐酸            C.稀硫酸
(4)工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH.
提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图2).
图2中A口加入的溶液最好为KOH溶液.使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为阳离子交换膜防止锰酸根进入阴极区被还原.

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11.单质硅是很重要的工业产品.
(1)硅用于冶炼镁,也称硅热法炼镁.根据下列条件:
Mg(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=MgO(s)△H1=-601.8kJ/mol
Mg(s)=Mg(g)△H2=+75kJ/mol
Si(s)+O2(g)=SiO2(s)△H3=-859.4kJ/mol
则2MgO(s)+Si(s)=SiO2(s)+2Mg(g)△H=+494.2kJ/mol
Mg-NiOOH水激活电池是鱼雷的常用电池,电池总反应是:Mg+2NiOOH+2H2O=Mg(OH)2+2Ni(OH)2,写出电池正极的电极反应式NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
(2)制备多晶硅(硅单质的一种)的副产物主要是SiCl4,SiCl4对环境污染很大,遇水强烈水解,放出大量的热.研究人员利用SiCl4和钡矿粉(主要成分为BaCO3,且含有Fe3+、Mg2+等离子)制备BaCl2•2H2O和SiO2等物质.工艺流程如下:

已知:25℃Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11;通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀就达完全.回答下列问题:
①SiCl4发生水解反应的化学方程式为SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl或SiCl4 +3H2O=H2SiO3↓+4HCl.
②若加钡矿粉调节pH=3时,溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L.
③若用10吨含78% BaCO3的钡矿粉,最终得到8.4吨BaCl2•2H2O (M=244g/mol),则产率为86.9%.
④滤渣C能分别溶于浓度均为3mol/L的NH4Cl溶液和CH3COONH4溶液(中性).请结合平衡原理和必要的文字解释滤渣C能溶于3mol/L的NH4Cl溶液的原因Mg(OH)2(s)在溶液中存在的溶解平衡:Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH- (aq),NH4+与OH-结合生成难电离的NH3•H2O,使平衡向正反应方向移动,最终Mg(OH)2溶解.

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10.某地的雨水呈酸性,取其少量进行检测,其中含各离子的物质的量浓度分别为:c (Na+)=5.0×10-5mol•L-1,c(Cl-)=7.1×10-5mol•L-1,c(SO42-)=4.5×10-6mol•L-1,c (NH4+)=1.0×10-6mol•L-1,则雨水中氢离子的物质的量浓度是多少?

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9.下列实验装置、操作能达到实验目的是(  )

A.测定中和热

B.沉淀转化

C.粗铜的电解精炼

D.电解食盐水
A.AB.BC.CD.D

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8.m、n、x、y四种主族元素在周期表里的相对位置如图所示.已知它们的原子序数总和为46,则:
(1)写出n元素基态原子电子排布图:
(2)元素x气态氢化物的分子式为H2S,空间构型为V形.
(3)m与y所形成的化合物含极性键,属非极性分子.(填“极性”或“非极性”)
(4)x位于周期表的第三周期,第ⅥA族;其原子结构示意图为
(5)由n、y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为,此物质属于离子化合物.(填“离子”或“共价”)

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7.有机物F是一种重要的有机中间体,下图为由A制备F的反应过程:

已知:1,3-丁二烯能与具有双键的化合物进行1,4加成反应生成环状化合物,这类反应称为双烯合成,例如:
回答下列问题:
(1)在A→B的反应方程式中,A和B的物质的量之比是2:1.
(2)基本反应类型:B→C为加成反应;D→E氧化反应.
(3)D中所含官能团的名称为羟基、碳碳双键.
(4)E与足量的H2在镍的催化下反应的化学方程式是
(5)若F的其中一种同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,且核磁共振氢谱上有4个峰,其面积之比为9:2:2:l,则该同分异构体的结构简式是
(6)写出以乙烯和l,3-丁二烯为原料,经3步合成l,2-环己二醇的流程图.

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6.发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃刹.
(1)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因N2H4+H2O?N2H+5+OH-
(2)已知:2N2H4 (1)+N2O4 (1)═3N2(g)+4H2O(1)△H=-1225kJ•mol-1
断开1mol下列化学键吸收的能量分别为:N-H:390kJ  N-N:190kJ  N≡N:946kJ  O-H:460kJ.
则使1mol N2O4 (1)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是1793kJ
(3)已知N2O4 (1)?2NO2(g)△H=+57.20kJ•mol-1,t℃时,将一定量的NO2、N2O4充入一个容积为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如表所示:
时间/min051015202530
c(X)/mol•L-10.2c0.60.61.0c1c1
c(YX)/mol•L-10.6c0.40.40.4c2c2
①c(X)代表NO2(填化学式)的浓度,该反应的平衡常数K=0.9;
②前10min内用NO2表示的反应速率为0.04mol/(L.min),20min时改变的条件是增大NO2的浓度;重新达到平衡时,NO2的百分含量b(填序号)
a.增大    b.减小    C.不变   d.无法判断
(4)已知:在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度.常温下,若将0.2mo1•L-1N2H4•H2O溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).

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5.用石墨作电极,电解质溶液中各离子浓度之比如下:c(Cu2+):c(Na+):c(Cl-)=1:2:4.在任何情况下,阴阳两极不可能同时发生的反应是(  )
A.阴极:2H++2e-═H2↑  阳极:4OH--4e-═O2↑+2H2O
B.阴极:Cu2++2e-═Cu    阳极:4OH--4e-═O2↑+2H2O
C.阴极:2H++2e-═H2↑   阳极:2C1--2e-═Cl2
D.阴极:Cu2++2e-═Cu    阳极:2C1--2e-═Cl2

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4.用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是(  )
A.常温常压下,1molC2H4所含的电子数为12 NA
B.标准状况下,16g甲烷中共价键数目为4NA
C.常温常压,4 g氦气所含的核外电子数为4NA
D.标准状况下,22.4L NO 与11.2L O2 充分反应后,所得的气体分子数一定为NA

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3.下列说法正确的是(  )
A.甲烷和苯都能发生取代反应
B.乙醇和乙酸都能与氢氧化钠发生中和反应
C.乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
D.淀粉、油脂、蛋白质都属于天然高分子化合物

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同步练习册答案