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          KMnO4在實驗室和工業上均有重要應用,其工業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,生成暗綠色熔融態物質。
          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,溶液變為紫紅色,同時生成黑色固體。
          Ⅳ.過濾,將紫紅色溶液蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾,洗滌,干燥,得KMnO4固體。
          資料:K2MnO4為暗綠色固體,在強堿性溶液中穩定,在近中性或酸性溶液中易發生歧化反應(Mn的化合價既升高又降低)。
          (1)Ⅰ中,粉碎軟錳礦的目的是
          增大反應物接觸面積,加快反應速率
          增大反應物接觸面積,加快反應速率

          (2)Ⅰ中,生成K2MnO4的化學方程式是
          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發生歧化反應
          保持溶液呈強堿性,防止K2MnO4發生歧化反應

          (4)Ⅲ中,CO2和K2MnO4在溶液中反應的化學方程式是
          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:

          ①b極是
          極(填“陽”或“陰”),D是
          較濃的KOH溶液
          較濃的KOH溶液

          ②結合電極反應式簡述生成KMnO4的原理:
          a極:
          M
          n
          O
          2
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          n
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          4
          ,部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區,陽極區生成KMnO4
          a極:
          M
          n
          O
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          -
          4
          ,部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區,陽極區生成KMnO4

          ③傳統無膜法電解時,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
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          -
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          在陰極被還原
          用陽離子交換膜可防止
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          -
          4
          在陰極被還原

          (6)用滴定法測定某高錳酸鉀產品的純度,步驟如下:
          已知:Na2C2O4+H2SO4═H2C2O4+Na2SO4
          5H2C2O4+2
          M
          n
          O
          -
          4
          +6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
          摩爾質量:Na2C2O4  134g?mol-1    KMnO4  158g?mol-1
          ⅰ.稱取ag產品,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(雜質不參與反應)。
          產品中KMnO4的質量分數的表達式為
          1580
          b
          67
          a
          V
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          b
          67
          a
          V

          【答案】增大反應物接觸面積,加快反應速率;2MnO2+4KOH+O2
          焙燒
          2K2MnO4+2H2O;保持溶液呈強堿性,防止K2MnO4發生歧化反應;3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3;陰;較濃的KOH溶液;a極:
          M
          n
          O
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          -
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          M
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          O
          -
          4
          ,部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區,陽極區生成KMnO4;用陽離子交換膜可防止
          M
          n
          O
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          M
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          -
          4
          在陰極被還原;
          1580
          b
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          a
          V
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:55引用:5難度:0.4
          相似題
          • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

            (1)在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗
            Fe3+已經除盡的試劑是
             

            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則操作B是
             

            (5)煅燒A的反應方程式是
             

            (6)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
          • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

            (1)在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗Fe3+已經除盡的試劑是
             
            ;當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
             
            mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            (5)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
          • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

            (1)在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,常溫下,當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
             
            mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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