(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:
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 、 。
(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:
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:
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。
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:
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。
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 。
(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:
并设计出下面的实验流程:
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
是 (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。
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
金属卤化物与卤素化合可生成多卤化物,如,则有关KI3的叙述中,错误的是
A.I3-在溶液中存在平衡:
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
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
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-