【题目】高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4，下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。
已知：
温度 | 溶解度/g | ||
K2CO3 | KHCO3 | KMnO4 | |
20℃ | 111 | 33.7 | 6.38 |
请回答：
(1) 反应①的化学方程式为______________________________________，加热软锰矿、KClO3和KOH固体，除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外，还用到的仪器有___，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是______________
(2) 反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________________；上述流程中可以循环利用的物质是__________________________。
(3) 实验时，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为___________________，若CO2过量会生成KHCO3，导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是________。
【答案】(1) KClO3 + 3MnO2 + 6KOH
3K2MnO4 + KCl + 3H2O 酒精灯、坩埚钳 瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应 2:1 KOH、MnO2 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 KHCO3的溶解度较小，滤液蒸发浓缩降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出
【解析】
以软锰矿（主要成分是MnO2）为原料制备KMnO4晶体，软锰矿固体和KOH固体混合在铁坩埚中煅烧，得到墨绿色熔块，为K2MnO4，冷却后溶于水其水溶液呈深绿色，这是锰酸根在碱溶液中的特征颜色，边加热边通入适量二氧化碳气体，调节溶液pH趁热过滤得到MnO2和KMnO4溶液，冷却结晶得到KMnO4晶体。⑴加热条件下，MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O，熔融固体物质需要在坩埚内加热，加热熔融物含有碱性物质KOH应该用铁坩埚；瓷坩埚中的二氧化硅和强碱反应，坩埚被腐蚀；⑵工艺流程可知，CO2使MnO42-发生歧化反应，生成MnO4-和MnO2，根据元素守恒可知，会生成K2CO3，若通入CO2太多，会有KHCO3生成，滤液中含有KHCO3、KMnO4；氧化还原反应中的氧化剂是元素化合价降低的物质，还原剂是元素化合价升高的物质，结合化学方程式定量关系和电子守恒计算；流程中需要加入的物质在后面有生成该物质，该物质可以循环利用；⑶从滤液中得到物质的方法是浓缩蒸发，冷却结晶，过滤或抽滤得到晶体；工艺流程可知，二氧化碳使MnO42-发生歧化反应，生成MnO4-和MnO2，根据元素守恒可知，会生成K2CO3，若通入二氧化碳太多，会有KHCO3生成，滤液中含有KHCO3、高锰酸钾；
(1).加热条件下，MnO2、KOH和KClO3反应生成K2MnO4、KCl、H2O，反应的化学方程式为3MnO2＋KClO3＋6KOH
3K2MnO4＋KCl＋3H2O；加热软锰矿、KClO3和KOH固体混合物时，由于KOH会与瓷坩埚中的SiO2发生反应：2KOH+SiO2K2SiO3+H2O腐蚀坩埚，而不与Fe发生反应，所以要用铁坩埚；
故答案为KClO3 + 3MnO2 + 6KOH
3K2MnO4 + KCl + 3H2O；酒精灯、坩埚钳；瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应；
(2).由流程图可知，二氧化碳使MnO42-发生歧化反应，生成MnO4-和MnO2，根据元素守恒可知，会生成K2CO3，若通入二氧化碳太多，会有KHCO3生成，滤液中含有KHCO3、KMnO4，在加热浓缩时，会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出，实验中通入适量二氧化碳时体系中可能发生反应的离子方程式为：3MnO42-+2CO2=2 MnO4-+MnO2↓+2CO32-，2OH-+ CO2=CO32-+ H2O，其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂都是KMnO4，所以氧化剂和还原剂的质量比即为反应的物质的量之比为1:2，调节溶液pH过程中，所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1；从流程图可以看出，需要加入的物质有MnO2、KOH、KClO3、CO2（水可以不考虑），反应中又生成KOH、 MnO2，故KOH、 MnO2是可以循环利用的物质，故答案为：2:1；KOH、 MnO2；
(3).依据流程中的信息，滤液中含有大量的高锰酸钾和碳酸钾，再根据表中的溶解度数据可知，高锰酸钾在室温下的溶解度较小，而碳酸钾的溶解度很大，因此，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作是浓缩蒸发，冷却结晶、过滤或抽滤得到晶体；工艺流程可知，二氧化碳使MnO42-发生歧化反应，生成MnO4-和MnO2，根据元素守恒可知，会生成K2CO3，若通入二氧化碳太多，会有KHCO3生成，滤液中含有KHCO3、KMnO4，在加热浓缩时，会有KHCO3和KMnO4晶体一起析出，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；KHCO3的溶解度比K2CO3小得多，滤液蒸发浓缩时KHCO3会随KMnO4一起结晶析出；
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】（10分）有机物A常用于食品行业。已知9.0 g A在足量O2中充分燃烧，混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4 g和13.2 g，经检验剩余气体为O2。
（1）A分子的质谱图如下图所示，从图中可知其相对分子质量是90，则A的分子式是_______________。
（2）A能与NaHCO3溶液发生反应，A一定含有的官能团名称是__________________。
（3）A分子的核磁共振氢谱有4个峰，峰面积之比是1：1：1：3，则A 的结构简式是_________________________________。
（4）0.1 mol A与足量Na反应，在标准状况下产生H2的体积是__________L。
（5）A在一定条件下可聚合得到一种聚酯，用于制造手术缝合线，其反应的化学方程式是________________________________________。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：
已知：①
②
回答下列问题：
(1)A物质所含官能团的名称和结构简式为_____________。
(2)E的结构简式为_____________。
(3)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为_____________。
(4)芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6：2：1：1，写出一种符合要求的X的结构简式_____________。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述中正确的是：
A.标准状况下，2.24 L CHCl3中含有Cl原子的个数为0.3NA
B.1molCH4分子中共用电子个数为10NA
C.1molC2H6O分子中含有的C－H键的数目一定为5NA
D.14g乙烯和丙烯的混合物，完全燃烧后所生成的CO2分子数为NA
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂，实验室可通过以下反应制得：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O。下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A. KClO3在反应中失去电子B. ClO2是还原产物
C. H2C2O4在反应中被还原D. 1 mol H2C2O4参加反应有4 mol电子转移
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘主要富集在海带中，我国海带产量居世界第一位，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下图所示，下列有关叙述正确的是
A.
此装置进行操作①
B.②③操作中所用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、分液漏斗
C.④中当1molH2O2氧化I－时，转移电子数为2NA
D.溶剂X可选用酒精或苯
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是( )
A.1.5 mol NO2与足量的H2O反应，转移的电子数为NA
B.常温常压下，18g D2O含有的原子数为3NA
C.氧气和臭氧的混合物32 g中含有2NA个氧原子
D.在标准状况下，0.5NA个氯气分子所占体积约是11.2 L
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】(1)2.4gRSO4中含0.02molR2+，则RSO4的摩尔质量是____；R的相对原子质量约是___。
(2)除去下列物质中所混有的少量杂质，指明应加入的试剂，写出有关的离子方程式。
NaHCO3溶液(Na2CO3)：试剂_________，离子方程式：___________。
(3)实验室需要0.1mol/L的硫酸980mL，欲用密度为1.84g/cm3、溶质的质量分数为98%的浓硫酸进行配制，则需用量筒量取______mL进行配制。假如其他操作均准确无误，若使用量筒量取时俯视读数，最终所配溶液的浓度________(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)；若溶解时未冷却，直接转移到容量瓶中至刻度线，最终所配溶液的浓度_________(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气，否则发生的现象是__。反应化学方程式为___。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图，它属于（ ）
①芳香族化合物 ②脂肪族化合物 ③有机羧酸 ④有机高分子化合物 ⑤芳香烃
A. ③⑤ B. ②③ C. ①③ D. ①④
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com