工业上用MnO2和KOH为原料制取高锰酸钾,主要生产过程分两步进行。第一步将MnO2和固体KOH粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌,制取K2MnO4;第二步将K2MnO4的浓溶液进行电解,制取KMnO4。试回答以下问题:
(1)制取K2MnO4的MnO2是这一氧化还原反应的_____________剂(填“氧化”或“还原”),连续搅拌的目的是________________________________。
(2)电解K2MnO4的浓溶液时,两极发生的电极反应式为:
阴极是_______________________,
阳极是_________________________,
电解总的反应方程式是_________________________。
(10分,三氧化二砷,俗称砒霜,分子式As2O3是最具商业价值的砷化合物及主要的砷化学开始物料。它也是最古老的毒物之一,无臭无味,外观为白色箱状粉末,故称砒霜。
(1)完成并配平下列化学方程式:
(2)As2O3在上述反应中显示出来的性质是_____________.
A.氧化性 | B.还原性 | C.酸性 | D.碱性 |
(3)若生成0.2molAsH3 ,则转移电子的物质的是为___________mol.
(4)砷化氢AsH3是一种很强的还原剂,在室温下它能在空气中自燃,其氧化产物是砒霸,写出该反应的化学方程式_________。
【化学---选修3:物质结构与性质(15分)】“可燃冰”是蕴藏于海底的一种潜在能源。它由盛有甲烷、氮气、氧气、硫化氢等分子的水分子笼构成。
(1)水分子间通过相互结合构成水分子笼。N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为(填元素符号)。
(2)从海底取得的“多金属结核”样本,样本中含铁、锰等多种金属。
①基态铬原子的电子排布式为。
②金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
①写出基态Cu2+的核外电子排布式。
②胆矾中含有的粒子间作用力是(填序号)。
a.离子键
b.极性键
c.金属键
d.配位键
e.氢键
f.非极性键
③在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,指出1 mol CN-中π键的数目为。
胆矾受热分解得到铜的某种氧化物,其晶胞结构如上图所示,则氧的配位数是。
【化学---选修2:化学与技术(15分)】MgSO4·7H2O在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
Mg(OH)2 |
pH值 |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
11.2 |
表2 两种盐的溶解度(单位为g/100 g水)
温度/ ℃ |
10 |
30 |
40 |
50 |
60 |
CaSO4 |
0.19 |
0.21 |
0.21 |
0.20 |
0.19 |
MgSO4·7H2O |
30.9 |
35.5 |
40.8 |
45.6 |
/ |
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)沉淀C的化学式是
(2)过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是
(3)操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称分别为、
(4)滤液I中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,可除去滤液Ⅰ中(填离子符号);加入NaClO溶液加热煮沸,可将Fe2+氧化成Fe3+的同时,还会将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,写出Mn2+被氧化成MnO2的离子反应方程式为
(5)硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7·10H2O)时的废渣。将硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)煅烧、粉碎后加水和纯碱,在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应,试写出反应方程式
(15分)常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源
(1)填充物用60 ℃温水溶解,目的是。
(2)操作A的名称为。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是(用化学方程式表示)。
铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为 2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该反应的化学方程式:。
(14分)
(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+179.5 kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.3 kJ/mol
③2NO(g)+2CO(g)=N2(g) +2CO2(g) △H=-759.8 kJ/mol
NO2(g)+CO(g)=NO(g) +CO2(g) △H=kJ/mol。
(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min[ |
||
H2O |
CO |
CO |
H2 |
|||
① |
650 |
2 |
4 |
2.4 |
1.6 |
5 |
② |
900 |
1 |
2 |
1.6 |
0.4 |
3 |
③ |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验组①中以v(CO2)表示的反应速率为,此温度下的平衡常数为,温度升高时平衡常数会(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②650 ℃时,若在此容器中开始充入2 mol H2O(g)、1 mol CO、1 mol CO2和 2 mol H2,若要使反应在开始时进行。(填“正向”、“逆向”)
③若a=2,b=1,则c=,达平衡时实验组②中H2O(g)和实验组③中CO的转化率的关系为
α2 (H2O)α3 (CO)(填“<”、“>”或“=”)。