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(12分).KMnO4是一种常用的强氧化剂,工业上可以以软锰矿(主要成分MnO2...

(12分).KMnO4是一种常用的强氧化剂,工业上可以以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过

液相法生产。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到K2MnO4,再

用镍板作阳极,铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,简略生产过程如下所示:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

       回答下列问题:

   (1)写出反应器中反应的方程式                                      

   (2)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量最低的贫矿中Al、

    Si的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量偏高,用方程式表示KOH消耗偏高的原因

                                                                  

   (3)写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式

阴极:                       ;阳极:                     

在电解法中循环Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物质是                  

   (4)在传统工艺中,得到K2MnO4后,向其中通入CO2制备KMnO4,配平方程式

            K2MnO4+     CO2=       KMnO4+     MnO2+     K2CO3

       根据上述反应,从Mn元素的角度考虑KMnO4的产率最高为          。与该传统工

    艺相比,电解法的优势是                                            

 

(1)4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O   (2分)    (2)2KOH+Al2O3=2KAlO2+H2O,2KOH+SiO2=K2SiO3+H2O(各1分)    (3)阴极:2H++2e—=H2↑(各1分)         阳极:2MnO42—-2e—=2MnO4-            KOH(1分)    (4)  3 K2MnO4+ 2  CO2=  2   KMnO4+ 1  MnO2+ 2  K2CO3(2分) 66.7%,产率更高、KOH循环利用(各1分) 【解析】
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考点分析:
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(12分).随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。

   (1)目前,用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势,这一做法对环境的积极意义在于                     

   (2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

        以上反应中,最节能的是            ,原子利用率最高的是           

   (3)为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:

        在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:

6ec8aac122bd4f6e        CO2(g)+3H2(g)       CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol

        测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

        ①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=      mol/(L·min)

②该反应的平衡常数表达式为                 ,升高温度,平衡常数的数值将

             (填“增大”、“减小”或“不变”)。

③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是         .

        A.升高温度                                    B.充入He(g),使体系压强增大

C.将H2O(g)从体系中分离          D.再充入1molCO2和3molH2

   (4)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图所示。

说明: 6ec8aac122bd4f6e      

   图t1时引起平衡移动的条件可能是              

   其中表示平衡混合物中NH3含量最高的一段时间是               

②温度为T°C时,将3amolH2和amolN2放入带有活塞的密闭容器中,如果活塞能自由移动,充分反应后测得N2的转化率为50%。如果在相同温度下将3amolH2、amolN2和2amolNH3气体放入该容器中,平衡时H2的转化率为         

 

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(10分)江苏省拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,因此盐化工是本省的一个重要产业。从盐卤初步得到的光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)晶体中,还含有约8%的NaCl。

为了从光卤石中提取KCl和MgCl2,某学习小组查阅资料得到MgCl2、KCl和NaCl在不同温度下的溶解度S(g/100g水)的数据如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

并设计出下面的实验流程:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

根据他们提供的数据和实验回答下列问题:

问题1:以上实验流程中晶体X的化学式为         ,若制得的X还含有少量的可溶性杂质,可用

               的方法进一步提纯。操作步骤①中趁热过滤的原因是:

                                                                                                                                                                                                             

问题2:工业上采用电解无水氯化镁的方法制取金属镁。

(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl,写出反应的化学方程式:

                                                                                                                                   

(2)该小组同学采取将浓硫酸滴入浓盐酸制取氯化氢气体的方法,用下图的实验装置,在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O来得到无水MgCl2。装置中盛有浓硫酸的仪器分别

               (填写仪器的符号),需要加热的仪器是        (同上)。

(3)为防止对环境的污染,还需要将尾气吸收,但实验室现有的仪器和试剂只有:烧杯、导管、蒸馏水、酒精、苯、四氯化碳。请你为他们设计一个尾气的吸收装置,将装置图画在方框内并在图中标明所用试剂。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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甲、乙、丙为第二、三周期的元素,原子序数依次增大,甲和乙同周期,甲和丙同族,甲、乙原子序数之和与丙的原子序数相等,甲、丙原子的最外层电子数之和与乙原子的电子总数相等。下列说法中,不正确的是

A.乙是地壳中含量最多的元素            

B.丙的氢化物比甲的氢化物热稳定性弱

C.乙与丙形成的化合物可制作光导纤维    

D.甲、乙两种元素形成的化合物一定是极性分子

 

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金属卤化物与卤素化合可生成多卤化物,如说明: 6ec8aac122bd4f6e,则有关KI3的叙述中,错误的是 

A.I3-在溶液中存在平衡:说明: 6ec8aac122bd4f6e 

B.I2在KI溶液中溶解度增大是由于生成了I3-

C.KI3溶液遇淀粉不呈蓝色;            

D.将氯气通入KI3溶液中,I3-浓度减小

 

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用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 (含Cl-、Br-、Na、Mg2)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中,正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电池工作时,正极反应式为:O2 +2 H2O + 4e-= 4OH-

B.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02g H2 时,a 极周围会产生0.02g H2

C.电解时,电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极

D.电解时,a 电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-,说明当其它条件相同时Br-的还原性强于Cl-

 

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