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(15分)高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾[K2MnO4]。下图是实验室模拟制备的操作流程:

相关资料:
①物质溶解度

物质
KMnO4
K2CO3
KHCO3网]
K2SO4
CH3COOK
20℃溶解度
6.4
111
33.7
11.1
217

②锰酸钾[K2MnO4]
外观性状:墨绿色结晶。其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42—)的特征颜色。
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42—会发生歧化反应。
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是______________;
实验中用铁坩埚煅烧暴露在空气中的固体混合物发生反应的化学方程式为_______。
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低。请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式 :                           
其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为_________________________。
(3)由于CO2的通人量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸。从理论上分析,选用下列酸中________ ,得到的产品纯度更高。
A.醋酸             B.浓盐酸             C.稀硫酸
(4)工业上一般采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程为_________;
传统工艺采用无膜电解法由于副反应发生,Mn元素利用率和电流效率都会偏低。有同学联想到离子交换膜法电解饱和食盐水提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图)。

图中A口加入的溶液最好为__________。
使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为_______________。

科目 化学   题型 实验题   难度 困难
知识点: 常见气体制备原理及装置选择 探究电解池作用
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现有含NaCL、Na2SO4和NaNO3的混合物,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现CL-、SO42-、和NO3-的相互分离。相应的实验过程可用下图表示:

请回答下列问题:
⑴写出实验中下列物质的化学式:试剂X :_______,沉淀A:_______,沉淀B:______。
⑵上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是___________________________________。
⑶按此实验方案得到的溶液3中肯定含有___________(填化学式)杂质;为了解决这个问题,可以向溶液3中加入适量的___________ ,之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是________________(填操作名称)。

掌握仪器的名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,下图为两套实验装置。
⑴写出下列仪器的名称:

①____________;②____________;④____________;
⑵仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的有__________ 。(填序号)
⑶若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器有________________,将仪器补充完整后进行的实验操作的名称为;_________________ 。现需配制250 ml 0.2 mol/L NaCL溶液,装置II是某同学转移溶液的示意图,图中的错误是__________________
__________________________________________________________________(指出两处)。

欲除去硝酸钾固体中混有的少量氯化钾杂质,某学生进行如下实验操作。回答下列问题:
⑴溶解样品。该过程所需的仪器有_______________________________________________。
⑵向溶解后的溶液中加入适量的 ____________ (填化学式)溶液,使氯化钾转化为沉淀。
⑶将混合液进行过滤,过滤装置和操作如图所示,指出图中的两处错误:

① _____________________________________;
② _____________________________________。

下图装置测定中和热的实验步骤如下:

①用量筒量取50 mL 0.25 mol/L硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应,表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kJ/mol)
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是(从下列选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是(从下列选出)。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯D.用套在温度计上的环形玻璃棒搅拌棒轻轻地搅动
(4)实验数据如下表:
①请填写下表中的空白:

温度
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5

2
25.9
25.9
25.9
29.2
3
26.4
26.2
26.3
29.8

②近似认为0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),则中和热ΔH(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时平视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后,用另一支温度计测定H2SO4溶液的温度

四氯化硅是粗硅精炼中的中间产物,熔点-70℃,沸点57.6℃,在潮湿空气中水解生成硅酸和氯化氢。某兴趣小组在实验室里通过下图所示装置制取少量四氯化硅:

如何检验上图气体发生装置的气密性: ______________________
A装置中发生反应的离子方程式为: ________________________
A装置中玻璃实验仪器名称为(写出两种即可):_______和_______ 
B中的液体为:______________F中碱石灰的作用为:① __________②________
先加热图中哪个装置:__________________原因:________________________
若实验中用12mol·L-1浓盐酸10mL与足量的MnO2反应,生成Cl2的物质的量
总是小于0.03mol,试分析可能存在的原因是:① __________② _________

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