KMnO4(s)受热分解制备氧气是实验室制氧气的常用方法，它也是一种高效氧化剂，...

KMnO4(s)受热分解制备氧气是实验室制氧气的常用方法，它也是一种高效氧化剂，是氧化还原滴定实验中常用的试剂，可以作为标准溶液滴定一些具有还原性的物质(Fe2+、C2O42-等)的溶液，如5C2O42-+2MnO4-+l6H++4H2O=2[Mn(H2O)6]2++10CO2↑。

(1)基态Mn2+的核外电排布式为___。

(2)如果在空气中焙烧KMnO4，可获得Mn3O4(可改写为MnO•Mn2O3)，则Mn3O4中Mn的化合价为___。

(3)石墨烯（如图A)是一种由碳原子组成六边形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，当石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图B)。

石墨烯结构中1号C的杂化方式为___；该C与相邻的两个C形成的键角___（填“>”“<”“=”)l20º。氧化石墨烯结构中1号C与相邻C___（填“有”或“没有”)形成π键。

(4)铁形成的晶体类型因为铁原子排列方式的不同而不同，其中一种晶胞结构如图所示。晶体中铁原子周围距离最近且等距的铁原子数为___。形成铁碳合金时，存在一种碳原子插入到晶胞中每条棱的中点和晶胞的体心的结构，该物质的化学式为___；设NA为阿伏加德罗常数的值，该铁碳晶胞的晶胞参数为apm，则C原子间的最短距离为______pm，该铁碳晶胞的密度为___ g•cm-3。

1s22s22p63s23p63d5 +2、+3 sp2 = 没有 12 FeC 【解析】 (1)~(3)可先写出Mn的电子排布式，然后写出Mn2+的电子排布式，或利用Fe2+进行类推；把Mn3O4改写为MnO•Mn2O3，利用各化合物中元素的化合价关系，确定Mn元素的化合价。由图形中原子的价电子排布，确定C原子发生的杂化，便可确定键角及键型。 (4)由铁原子所在位置，可确定晶体中铁原子周围距离最近且等距的铁原子，都是位于某个顶点Fe周围面心上的Fe原子；由Fe、C原子所在位置，可确定晶胞中所含Fe、C原子的个数，从而确定最简整数比，最终确定化学式；碳原子间的最短距离，应为一个面上棱中点连线，即等边直角三角形的斜边。一个晶胞的质量除以一个晶胞的体积，便得晶胞的密度。 (1)基态Mn的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，则Mn2+的核外电排布式为1s22s22p63s23p63d5。答案为：1s22s22p63s23p63d5； (2)将Mn3O4改写为MnO•Mn2O3，MnO中Mn显+2价，Mn2O3中Mn显+3价，则Mn3O4中Mn的化合价为+2、+3。答案为：+2、+3； (3)石墨烯结构中1号C的价层电子对数为3，杂化方式为sp2；该C与相邻的两个C形成平面正三角形，键角=l20º。氧化石墨烯结构中1号C与相邻4个C形成共价键，即发生sp3杂化，所以没有形成π键。答案为：sp2；=；没有； (4)晶体中铁原子位于晶胞的顶点和面心，顶点Fe原子所属三个面的面心上的Fe原子与它距离最近且等距，则铁原子数为=12。形成铁碳合金时，存在一种碳原子插入到晶胞中每条棱的中点和晶胞的体心的结构，该晶胞中所含Fe原子数为8×+6×=4，所含C原子数为12×+1=4，Fe、C原子个数为1：1，所以该物质的化学式为FeC。由前面分析知，C原子间的最短距离为同一面上两条边的中点连线，即构成等腰直角三角形，直角边长为pm，C原子间的最短距离为斜边边长，即为pm，该铁碳晶胞的密度为=g•cm-3。答案为：12；FeC；；。

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考点分析：

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甲醇制氢作为一种绿色能源技术备受关注。

I．甲醇裂解制氢法

(1)该方法的主反应：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1>0此反应能自发进行的原因是___。

(2)一定温度下，向某一刚性恒容密闭容器中充入CH3OH(g)，发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)，反应起始时CH3OH(g)的压强为5.00MPa，t h后反应达到平衡，此时H2的物质的量分数为60%，则0~t h内的平均反应速率v(CO)=___MPa•h-1，CH3OH的平衡转化率α(CH3OH)=___，此时平衡常数Kp=___(Kp为以平衡分压表示的平衡常数）。

(3)科研人员通过计算机模拟用Pd(III)催化甲醇裂解的反应机理，得到附着在Pd(III)表面上甲醇变换的反应历程图［如图1，附在Pd(III)表面的物种用＊标注］，此历程中活化能最小的反应方程式为___。

II．甲醇水蒸气重整制氢法

(4)该方法的部分反应如下：

主反应：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H2=+49kJ•mol-1

副反应：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=-41kJ·mol-1

①相同条件下，甲醇水蒸气重整制氢法与甲醇裂解制氢法相比较，从经济效益和绿色化学角度分析，前者先进之处在于___。

②在某催化剂的作用下，在相同时间内，不同温度下测得CH3OH的转化率、CO的生成率与温度的变化关系如图2所示。

随着温度的升高，CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是___（填字母）。

A．主反应的活化能降低

B．主反应的反应速率增大

C．CH3OH的平衡转化率降低

随着温度的升高，CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是___。为提高CH3OH的转化率且使副反应不向正反应方向进行，可采取的措施有___（任写一条）。

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锡酸钠晶体(Na2SnO3•3H2O2)在染料工业用作媒染剂。以锡渣废料（主要成分是SnO，还含有少量Fe、Te、Sb、Pb、As等元素的氧化物）为原料，制备锡酸钠晶体的工艺流程图如图：

已知：水碎液中溶质的主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na3SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3。

(1)“碱溶”时，SnO发生反应的化学方程式为___。

(2)工业上制备锡酸钠晶体(Na2SnO3•3H2O)时，会将“水碎渣”再次水洗，其目的是___。

(3) “除Sb”时发生反应的离子方程式为___。

(4) “除Te”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___，该过程中反应时间、反应温度对Te的脱除率的影响关系如图，则70℃后随温度升高Te的脱除率下降的原因可能是___；“除Te”的最优反应时间和反应温度分别为___、___。

(5)已知锡酸钠的溶解度一般随着温度的升高而升高，则在“浓缩、结晶”时，加入NaOH的原因是___。

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过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠，可用于废气处理及有害物质氧化降解．用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得Na2S2O8晶体，同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备Na2S2O8晶体（装置如图所示）．

已知：反应过程中发生的副反应为2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2

(1)图中装有NaOH溶液的仪器的名称为___，反应过程中持续通入氮气的目的是___。

(2) (NH4)2S2O8可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得，写出电解时阳极的电极反应式：___。

(3)Na2S2O8溶于水中，会发生一定程度的水解，最终仅生成H2SO4、Na2SO4和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质，写出该反应的化学方程式：___。

(4)Na2S2O8具有强氧化性，该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8氧化性的强弱。将MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min，观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象（如表格所示）。

环境	调节溶液氧化环境时的现象	加热煮沸3min期间产生的现象
中性	加入VmL蒸馏水，无明显现象	30s时开始有大量气泡冒出，3min后溶液变深棕色，溶液中有悬浮小颗粒
碱性	加入VmL某浓度的NaOH溶液，瞬间变为棕色（MnO2）	10s后溶液逐渐变为深紫色(MnO4-)，没有明显冒气泡现象
酸性	加入VmL稀H2SO4无明显现象	煮沸3min后，有气泡冒出