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(16分)MnO2是重要无机材料,某学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO、 MnCO3和Fe2O3,其中Fe2O3质量百分含量为10%)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:

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已知:氧化性强弱顺序: ClO3 > MnO2 > Fe3+

(1)铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应,相关反应的化学方程式为:             

(2)第②步反应离子方程式为:                                               

(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、玻璃棒、                  

第③步蒸发得到的固体中除了含有NaClO3和NaOH外,还一定含有            (写化学式)。

(4)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料,则碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是:              

(5)若粗MnO2样品的质量为282g,第①步反应后,经过滤得到174g MnO2,并收集到448mL CO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要     mol NaClO3才能将Mn2+完全转化为MnO2

 

(1)2Al+ 3MnO23Mn + 2Al2O3 (3分) (2)5Mn2+ + 2ClO3- +4H2O = 5 MnO2↓ + Cl2↑ + 8H+(3分) (3)酒精灯 蒸发皿(2分,各1分)NaCl(2分) (4)MnO2 + e- + H2O = MnO(OH) + OH- 或2MnO2 + 2e- + H2O = Mn2O3 + OH-(3分) (5)0.04(3分) 【解析】 试题分析:(1)铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应,产生氧化铝和锰,反应的化学方程式为:2Al+ 3MnO23Mn + 2Al2O3;(2)粗二氧化锰中含有MnO、 MnCO3和Fe2O3,当加入稀硫酸时,MnO、 MnCO3和Fe2O3会发生反应转化为可溶性的MnSO4、Fe2(SO4)3,将MnO2过滤除去,然后向溶液中加入稀NaClO3溶液, Mn2+被氧化为MnO2,根据电子守恒、原子守恒及电荷守恒可得第②步反应反应离子方程式为:5Mn2+ + 2ClO3- +4H2O = 5 MnO2↓ + Cl2↑ + 8H+;(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、玻璃棒、酒精灯 蒸发皿;第③步发生的是氧化还原反应,Cl2失去电子被氧化为NaClO3,则被还原得到的是NaCl,因此蒸发得到的固体中除了含有NaClO3和过量的未反应的NaOH外,还一定含有NaCl;(4)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料,则碱性锌锰电池放电时,正极上发生还原反应,该电极的电极反应式是MnO2 + e- + H2O = MnO(OH) + OH-;(5)n(CO2)=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol;则根据C元素守恒可得n(MnCO3)= n(CO2)= 0.02mol;若剩余的物质完全是MnO,则其物质的量是n(MnO)=(28.2g—17.4g—0.02mol×115g/mol—28.2g×10%)÷71g/mol=0.08mol, 溶液中含有的Mn2+的物质的量是n(Mn2+)= n(MnO)+ n(MnCO3)= 0.08mol+0.02mol=0.1mol则根据方程式5Mn2+ + 2ClO3- +4H2O = 5MnO2↓ + Cl2↑ + 8H+可知消耗NaClO3的物质的量是n(NaClO3)=2/5 n(MnO)= 2/5×0.1mol=0.04mol, 即在第②步反应中至少需要0.04mol mol NaClO3才能将Mn2+完全转化为MnO2。 考点:考查化学反应方程式和离子方程式的书写、混合物分离方法的操作方法及仪器的使用、原电池电极反应式的书写、关于化学反应方程式的计算的知识。  
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考点分析:
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(16分)碳氧化物的转化有重大用途,回答关于CO和CO2的问题。

(1)己知:① C (s) + H2O(g) 满分5 manfen5.com CO (g) +H2 (g)    H1

2CO(g) + O2(g) 2CO2 (g)             H2

H2O (g)= H2 (g) +1/2 O2 (g)           △H3

C (s) + O2 (g) =CO2 (g)H                H1、△H2、△H3表示

(2)对于化学平衡①,在不同温度下,CO的浓度与反应时间的关系如图所示,

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由图可得出如下规律:随着温度升高,                ;②            

(3)某温度下,将60 mol H2O(g)和足量碳充入3 L的恒容密闭容器中,发生如下反应: C (s) + H2O(g)满分5 manfen5.comCO (g) +H2 (g),达到平衡时测得lgK=-10(K为平衡常数),求平衡时H2O(g)的转化率?(写出计算过程)

(4)在神州九号飞船中,宇航员呼出的CO2也可以采用Na2O2吸收,写出相关的化学方程式并标明电子转移的方向和数目:                                                     

 

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(15分)酯类化合物在医药和涂料等应用广泛。

(1)某有机物X的结构简式如图所示,则下列有关说法正确的是(双选)

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A.X在一定条件下能发生加成反应、加聚反应和取代反应

B.在Ni催化下,1 mol X最多只能与1 mol H2加成

C.可用酸性高锰酸钾溶液区分苯和X

D.X核磁共振氢谱有10个吸收峰

(2)固定CO2能有效利用资源、减缓温室效应并制备某些酯类。某高分子F可用下列途径制得:满分5 manfen5.com

化合物B分子式为              ,1mol化合物B完全燃烧需要消耗         mol O2

(3)化合物A可由芳香族化合物Ⅰ或Ⅱ通过消去反应获得,但只有Ⅰ能与Na反应产生H2,则化合物Ⅰ的结构简式为           (任写一种);由化合物Ⅱ生成A的反应条件为     

(4)写出由D与足量NaOH溶液反应生成E的化学反应方程式:                      

(5)化合物Ⅲ的结构简式为满分5 manfen5.com 在一定条件下,化合物Ⅲ也能与CO2发生类似于化合物C与CO2反应生成D的反应,生成两种化合物(互为同分异构体),写出其中任意一种化合物的结构简式:                       

 

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X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中相对位置如图所示,若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍,下列说法正确的是

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AY单质与氢气反应较Z剧烈         B最高价氧化物对应水化物酸性W比Z强

CX单质氧化性强于Y单质           DX与W的原子核外电子数相差9

 

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下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是

选项

实验操作

实验现象与结论

A

对某固体进行焰色反应实验

火焰呈黄色,说明该物质仅为含钠化合物

B

向样品溶液中先滴加过量的稀盐酸,再滴加BaCl2溶液

先滴加稀盐酸无现象,滴加BaCl2后出现白色沉淀,说明样品溶液中一定含有SO42-

C

向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热

无砖红色沉淀生成,表明淀粉没有水解生成葡萄糖

D

向01mol·L-1 Na2CO3溶液中,滴加2滴酚酞显浅红色,微热

浅红色加深,说明Na2CO3的水解是吸热反应

 

 

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常温下,对于pH = 11的NaOH溶液,下列说法错误的是

Ac(OH) =c(Na+) + c(H+)

B溶液中的c(OH) = 10×10-3 mol·L-1

C与等体积pH = 3的醋酸混合后所得溶液显碱性

D与等体积0001 mol·L-1的氯化铵混合后所得溶液中:c(Na+)>c(NH4+)

 

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