KMnO4在實驗室和工業(yè)上均有重要應(yīng)用,其工業(yè)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(tài)物質(zhì)。
Ⅱ.冷卻,將固體研細(xì),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?yōu)樽霞t色,同時生成黑色固體。
Ⅳ.過濾,將紫紅色溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥,得KMnO4固體。
資料:K2MnO4為暗綠色固體,在強(qiáng)堿性溶液中穩(wěn)定,在近中性或酸性溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng)(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(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率。
(2)Ⅰ中,生成K2MnO4的化學(xué)方程式是 2MnO2+4KOH+O2 焙燒 2K2MnO4+2H2O2MnO2+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(qiáng)堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)保持溶液呈強(qiáng)堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)。
(4)Ⅲ中,CO2和K2MnO4在溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO33K2MnO4+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 陰陰極(填“陽”或“陰”),D是 較濃的KOH溶液較濃的KOH溶液。
②結(jié)合電極反應(yīng)式簡述生成KMnO4的原理:a極:MnO2-4-e-═MnO-4,部分K+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陽極區(qū)生成KMnO4a極:MnO2-4-e-═MnO-4,部分K+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陽極區(qū)生成KMnO4。
③傳統(tǒng)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MnO-4、MnO2-4在陰極被還原用陽離子交換膜可防止MnO-4、MnO2-4在陰極被還原。
(6)用滴定法測定某高錳酸鉀產(chǎn)品的純度,步驟如下:
已知:Na2C2O4+H2SO4═H2C2O4+Na2SO4
5H2C2O4+2MnO-4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
摩爾質(zhì)量:Na2C2O4 134g?mol-1 KMnO4 158g?mol-1
?。Q取ag產(chǎn)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(zhì)不參與反應(yīng))。
產(chǎn)品中KMnO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為 1580b67aV1580b67aV。
焙燒
焙燒
M
n
O
2
-
4
M
n
O
-
4
M
n
O
2
-
4
M
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4
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-
4
M
n
O
-
4
1580
b
67
a
V
1580
b
67
a
V
【考點】制備實驗方案的設(shè)計.
【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率;2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O;保持溶液呈強(qiáng)堿性,防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng);3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3;陰;較濃的KOH溶液;a極:-e-═,部分K+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陽極區(qū)生成KMnO4;用陽離子交換膜可防止、在陰極被還原;
焙燒
M
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O
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O
-
4
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n
O
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4
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b
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a
V
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:55引用:5難度:0.4
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實驗裝置圖如圖:
實驗步驟:
Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請回答下列問題:
(1)儀器B的名稱為
(2)分水器使用前
A.0~1
B.1~2
C.2~3
(3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實驗中的可能作用是
A.移走生成物水,同時讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實驗過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時,停止反應(yīng)
(4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
(5)本實驗粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
(6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5 -
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