高锰酸钾是中学化学常用的强氧化剂,实验室中可通过以下反应制得:
MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相关物质的溶解度数据见下表:
20℃ |
K2CO3 |
KHCO3 |
K2SO4 |
KMnO4 |
s(g/100g水) |
111 |
33.7 |
11.1 |
6.34 |
已知K2MnO4溶液显绿色,KMnO4溶液紫红色。
实验流程如下:
请回答:
(1)步骤①应在 中熔化,并用铁棒用力搅拌,以防结块。
A.烧杯 B.蒸发皿 C.瓷坩埚 D.铁坩埚
(2)①综合相关物质的化学性质及溶解度,步骤③中可以替代CO2的试剂是 。
A.二氧化硫 B.稀醋酸 C.稀盐酸 D.稀硫酸
②当溶液pH值达10~11时,停止通CO2;若CO2过多,造成的后果是 。
③下列监控K2MnO4歧化完全的方法或操作可行的是 。
A.通过观察溶液颜色变化,若溶液颜色由绿色完全变成紫红色,表明反应已歧化完全
B.取上层清液少许于试管中,继续通入CO2,若无沉淀产生,表明反应已歧化完全
C.用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,表明反应已歧化完全
D.用pH试纸测定溶液的pH值,对照标准比色卡,若pH为10~11,表明反应已歧化完全
(3)步骤④的操作是把滤液移至蒸发皿内,用小火加热,当浓缩至 (填实验现象)时,停止加热,冷却,即有KMnO4晶体析出。
(4)烘干时,温度控制在80℃为宜,理由是 。
(5)通过用草酸滴定KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度(质量分数)。
①实验时先将草酸晶体(H2C2O4·2H2O)配成标准溶液,实验室常用的容量瓶的规格有100mL、250mL等多种,现配制90mL 1.5mol·L-1的草酸溶液,需要称取草酸晶体的质量为 g。[已知Mr(H2C2O4·2H2O)=126]
②量取KMnO4溶液应选用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗,则最终测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
按下列要求写出由第二周期非金属元素组成的中性分子的相关内容:
(1)平面三角形分子:分子式,中心原子杂化方式是.
(2)三角锥形分子:分子式,VSEPR模型的名称为.
(3)正四面体形分子:结构式
(4)与O22+互为等电子体的一种化合物的分子式为,O22+的电子式可表示为_____,1mol O22+ 中含有的键数目为_____。
(10分)复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
(1)已知在常温下测得浓度均为0.1 mol·L-1的下列6种溶液的pH(C6H5OH相当于一元弱酸):
溶质 |
CH3COONa |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
NaClO |
NaCN |
C6H5ONa |
pH |
8.8 |
9.7 |
11.6 |
10.3 |
11.1 |
11.3 |
复分解存在这样一个规律:一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应,生成较弱酸和较强酸的盐,如:2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa+CO2↑+H2O。若换个角度看,它同时揭示出另一条规律,即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较弱的物质。依照该规律,请判断下列反应不能成立的是______________(填编号)。
A.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClO
B.CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO
C.CO2+H2O+C6H5ONa―→NaHCO3+C6H5OH
D.CO2+H2O+2C6H5ONa―→Na2CO3+2C6H5OH
E.Na2CO3+C6H5OH―→NaHCO3+C6H5ONa
F.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
(2)根据前述信息判断,浓度均为0.05 mol·L-1的下列六种物质的溶液中,pH最小的是________(填编号);其pH等于________(填数值);pH最大的是________(填编号)。
①C6H5OH ②CH3COOH ③HCN ④HClO
⑤H2SO4⑥HClO4
(3)一些复分解反应的发生还遵循其他的规律。下列转化都属于复分解反应:
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液
②侯氏制碱法中,向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打晶体
③蒸发KCl和NaNO3混合溶液,首先析出NaCl晶体根据上述反应,总结出复分解反应发生的另一规律
________________________________________________________________________;
将KI溶液和AgCl固体混合搅拌,会观察到的现象是_____________________,
请写出反应的离子方程式____________________________________________________。
(8分)10℃时加热饱和NaHCO3溶液,测得该溶液的pH发生如表所示的变化。
温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
甲同学认为,该溶液pH增大的原因是HCO3-的水解程度增大,故碱性增强,有关反应的离子方程式为__________________________。
乙同学认为,溶液pH增大的原因是NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3的水解程度,该分解反应的化学方程式为____________________。
丙同学认为,甲、乙的判断都不充分,他进行如下探究来验证他们的判断是否正确。
(1)在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则________(填“甲”或“乙”)的判断正确,试剂X是________(填序号)。
A.Ba(OH)2溶液B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液D.澄清石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10℃,若溶液的pH________(填“大于”“小于”或“等于”)8.3,则________(填“甲”或“乙”)的判断正确。
(3)丙同学查阅资料后发现,NaHCO3的分解温度为150℃,他断言________(填“甲”或“乙”)的判断是错误的,原因是________________________________________________。
(8分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
HA |
NaOH |
混合溶液的pH |
甲 |
[HA]=0.2 mol·L-1 |
[NaOH]=0.2 mol·L-1 |
pH=a |
乙 |
[HA]=c1 mol·L-1 |
[NaOH]=0.2 mol·L-1 |
pH=7 |
丙 |
[HA]=0.1 mol·L-1 |
[NaOH]=0.1 mol·L-1 |
pH=9 |
丁 |
pH=2 |
pH=12 |
pH=b |
请回答:
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸?________________________________________________________。
(2)c1________(填“<”、“>”或“=”)0.2 mol·L-1。乙组实验中HA和NaOH溶液混合前,HA溶液中[A-]与NaOH溶液中[Na+]的关系是________(从下面选项中选择填空)。
A.前者大B.后者大 C.二者相等D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________________________,其中,[A-]=________ mol·L-1(不能做近似计算,回答准确值,结果不一定要化简)。
(4)丁组实验中,HA和NaOH溶液混合前[HA]________(填“<”、“>”或“=”)[NaOH],b________(填“<”、“>”或“=”)7。
(6分)某温度(t℃)下的溶液中,[H+]=10-xmol·L-1,[OH-]=10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)此温度下,水的离子积KW为_______,则该温度t________25℃(填“>”“<”或“=”),pH=7的溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)若将此温度(t℃)下pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合(假设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)。试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比。
①若所得混合液为中性,则a∶b=_____________________________________;
②若所得混合液的pH=2,则a∶b=____________________________________。