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KMnO4在實驗室和工業(yè)上均有重要應(yīng)用,其工業(yè)制備的部分工藝如下:
Ⅰ.將軟錳礦(主要成分MnO2)粉碎后,與KOH固體混合,通入空氣充分焙燒,生成暗綠色熔融態(tài)物質(zhì)。
Ⅱ.冷卻,將固體研細,用稀KOH溶液浸取,過濾,得暗綠色溶液。
Ⅲ.向暗綠色溶液中通入CO2,溶液變?yōu)樽霞t色,同時生成黑色固體。
Ⅳ.過濾,將紫紅色溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥,得KMnO4固體。
資料:K2MnO4為暗綠色固體,在強堿性溶液中穩(wěn)定,在近中性或酸性溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng)(Mn的化合價既升高又降低)。
(1)Ⅰ中,粉碎軟錳礦的目的是
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率
增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率

(2)Ⅰ中,生成K2MnO4的化學(xué)方程式是
2MnO2+4KOH+O2
焙燒
2K2MnO4+2H2O
2MnO2+4KOH+O2
焙燒
2K2MnO4+2H2O

(3)Ⅱ中,浸取時用稀KOH溶液的原因是
保持溶液呈強堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)
保持溶液呈強堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)
。
(4)Ⅲ中,CO2和K2MnO4在溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式是
3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
。
(5)將K2MnO4溶液采用惰性電極隔膜法電解,也可制得KMnO4.裝置如圖:
菁優(yōu)網(wǎng)
①b極是
極(填“陽”或“陰”),D是
較濃的KOH溶液
較濃的KOH溶液
。
②結(jié)合電極反應(yīng)式簡述生成KMnO4的原理:
a極:
M
n
O
2
-
4
-e-
M
n
O
-
4
,部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū),陽極區(qū)生成KMnO4
a極:
M
n
O
2
-
4
-e-
M
n
O
-
4
,部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū),陽極區(qū)生成KMnO4

③傳統(tǒng)無膜法電解時,錳元素利用率偏低,與之相比,用陽離子交換膜可以提高錳元素的利用率,其原因是
用陽離子交換膜可防止
M
n
O
-
4
、
M
n
O
2
-
4
在陰極被還原
用陽離子交換膜可防止
M
n
O
-
4
M
n
O
2
-
4
在陰極被還原
。
(6)用滴定法測定某高錳酸鉀產(chǎn)品的純度,步驟如下:
已知:Na2C2O4+H2SO4═H2C2O4+Na2SO4
5H2C2O4+2
M
n
O
-
4
+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
摩爾質(zhì)量:Na2C2O4  134g?mol-1    KMnO4  158g?mol-1
?。Q取ag產(chǎn)品,配成50mL溶液。
ⅱ.稱取bgNa2C2O4,置于錐形瓶中,加蒸餾水使其溶解,再加入過量的硫酸。
ⅲ.將錐形瓶中溶液加熱到75℃~80℃,恒溫,用ⅰ中所配溶液滴定至終點,消耗溶液V mL(雜質(zhì)不參與反應(yīng))。
產(chǎn)品中KMnO4的質(zhì)量分數(shù)的表達式為
1580
b
67
a
V
1580
b
67
a
V
。

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率;2MnO2+4KOH+O2
焙燒
2K2MnO4+2H2O;保持溶液呈強堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng);3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3;陰;較濃的KOH溶液;a極:
M
n
O
2
-
4
-e-
M
n
O
-
4
,部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū),陽極區(qū)生成KMnO4;用陽離子交換膜可防止
M
n
O
-
4
、
M
n
O
2
-
4
在陰極被還原;
1580
b
67
a
V
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:55引用:4難度:0.4
相似題
  • 1.鐵是自然界里分布最廣的金屬元素之一,在地殼中的質(zhì)量約占5%左右,鐵礦石的種類很多,重要的有磁鐵礦石、赤鐵礦石、菱鐵礦石等.某課外研究小組在實驗室探究鐵的制備和相關(guān)性質(zhì).
    Ⅰ、研究小組查閱資料,用甲酸和濃硫酸反應(yīng)制取的CO還原赤鐵礦得到鐵.制取CO的化學(xué)反應(yīng)為:
    HCOOH
    H
    2
    S
    O
    4
    60
    80
    CO+H2O
    (1)此反應(yīng)原理中濃硫酸表現(xiàn)性質(zhì)是
     

    (2)用該法制CO不需加熱的原因
     

    (3)研究小組在實驗室中裝配一個實驗裝置,該裝置用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO氣體,用CO還原氧化鐵,并檢驗其氧化產(chǎn)物、具有的環(huán)保特點.提供儀器有:具支試管(試管側(cè)壁有一支管,如圖1所示),另有橡皮塞(橡皮塞上最多只能打一個孔)、玻璃導(dǎo)管若干.在圖2的方框內(nèi)畫出該裝置示意圖(同類儀器最多只有三件,不必畫夾持儀器,但需注明所裝的藥品)
    菁優(yōu)網(wǎng)
    Ⅱ、研究小組用圖3裝置進行鐵和稀硝酸反應(yīng)的實驗探究,其中鐵來自于Ⅰ中實驗得到,步驟如下:
    a.向廣口瓶內(nèi)注入足量熱NaOH溶液,將盛有鐵粉的小燒杯放入瓶中.
    b.關(guān)閉止水夾,點燃紅磷,伸入瓶中,塞好膠塞.
    c.待紅磷充分燃燒,一段時間后打開分液漏斗旋塞,向燒杯中滴入稀硝酸,鐵粉恰好完全溶解.
    (4)燃燒紅磷的目的是
     

    (5)為證明氣體產(chǎn)物為NO,步驟c后還缺少的一步主要操作是
     

    (6)查閱資料發(fā)現(xiàn):硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低.鐵粉和稀硝酸的總反應(yīng)可表示為:aFe+bNO3-+cH+=dFe2++fFe3++gNO↑+hN2O↑+kH2O.當(dāng)a=8時,鐵和硝酸都全部反應(yīng)完全,則b的取值范圍為:
     

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:4引用:1難度:0.5
  • 2.濕法煉鋅廠在除雜過程中會產(chǎn)生大量鐵礬渣。某黃鉀鐵礬渣主要含有K2Fe6(SO44(OH)12、ZnO?Fe2O3及少量CaO、MgO、SiO2等。一種由黃鉀鐵礬渣制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體( NiZnFe4O8)的流程如下:
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    回答下列問題
    (1)濾渣Ⅰ的主要成分是
     

    (2)凈化除雜階段加入Fe粉時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
     
    、
     
    。已知:25℃時Ksp(CaF2)=2.7×10-11,Ksp (MgF2)=6.4×10-19.加入NH4F使Ca2+、Mg2+離子沉淀,若沉淀后溶液中c(Ca2+)=2.7×10-6mol?L-1,則c(Mg2+)=
     
     mol?L-1。
    (3)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀過程中,三種離子的損失濃度與pH的關(guān)系曲線如圖1所示,pH與n(NH4HCO3):n(Fe2++Ni2++Zn2+)的關(guān)系曲線如圖2所示。為提高原料利用率,n( NH4HCO3):n(Fe2++Ni2++Zn2+)最好控制在
     
    左右;按此比例,若以Me代表Fe、Ni、Zn元素,則生成MeCO3?2Me(OH)2?H2O沉淀的化學(xué)反應(yīng)方程式為
     

    菁優(yōu)網(wǎng)
    (4)鐵氧體工藝階段制備 NiZnFe4O8過程中,需加入
     
    劑(填“氧化”或“還原”)。按照上述流程,一座10萬噸規(guī)模的鋅廠每年產(chǎn)生黃鉀鐵礬渣約5萬噸,F(xiàn)e3+含量為27%,理論上每年可制備復(fù)合鎳鋅鐵氧體(NiZnFe4O8,M476g?mol-1
     
    萬噸(保留兩位有效數(shù)字)

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:28引用:1難度:0.4
  • 3.某化學(xué)興趣小組參考工業(yè)制硝酸的化學(xué)原理,在實驗室用下列各裝置進行組合來制備硝酸并驗證硝酸的性質(zhì)(所給裝置必須用到并且只能用一次,各裝置中的試劑均足量.已知常溫下CaCl2能吸收氨氣).
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)裝置的連接順序為(用a、b、c、d等字母表示):b接
     
    ,
     
     
     
     

    (2)寫出氨氣催化氧化的化學(xué)方程式
     
    ;
    (3)進行實驗時,裝置A中堿石灰的作用是
     
    ,D中的現(xiàn)象是
     
    ;
    (4)能證明有硝酸生成的現(xiàn)象是
     
    ;
    (5)實驗開始時,下列操作順序最合理的是
     

    a.先加熱A裝置中的催化劑.再由導(dǎo)管a通入空氣
    b.先由導(dǎo)管a通入空氣,再加熱A裝置中的催化劑
    c.在由導(dǎo)管a通入空氣的同時,加熱A裝置中的催化劑.

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:7引用:3難度:0.5
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