题文
化学--选修2:化学与技术
KMnO4是一种常用的强氧化剂,工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产.即在反应器中碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到K2MnO4,再在电解槽中用铂板作用阳极,铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,简略生产过程如下所示:

回答下列问题:
(1)写出反应器中反应的方程式______
(2)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量较低的贫矿中Al的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量偏离,用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因______.
(3)写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式阴极:______阳极:______.
(4)在传统工艺中,得到K2MnO4后,向其溶液中避入CO2制备KMnO4,配平方程式:K2MnO4+CO2=KMnO4+MnO2+K2CO3将所得到的KMnO4配成0.1mol•L-1 KMnO4溶液,滴定20.00mL未知浓度的FeCl2液,消耗KMnO4溶液30.00mL.滴定达到终点时的现象为:______,则FeCl2溶液的浓度为______mol/L.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)二氧化锰和氢氧化钾、氧气发生生成锰酸钾和水,反应的化学方程式为4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O,
故答案为:4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O;
(2)氧化铝是两性氧化物,既能与强酸反应也能与强碱反应,所以氧化铝和强碱反应生成偏铝酸盐和水,反应的离子方程式为2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O,
故答案为:2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O;
(3)电解锰酸钾溶液时,阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为2MnO42--2e-=2MnO4-,
故答案为:阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极:2MnO42--2e-=2MnO4-;
(4)氯化亚铁有还原性,高锰酸钾有强氧化性,所以氯化亚铁能被高锰酸钾氧化成氯化铁,故滴定达到终点时的现象为:溶液从浅绿色变为紫红色并且在30秒内不褪色;
设氯化亚铁溶液的浓度为C.
5Fe2++8H++MnO4-=5Fe3++Mn2++4H2O
5mol 1mol
0.02Cmol 0.003mol
C=0.75mol•L-1
故答案为:溶液从浅绿色变为紫红色并且在30秒内不褪色;0.75.
解析
该题暂无解析
考点
据考高分专家说,试题“化学--选修2:化学与技术KMnO4是一.....”主要考查你对 [物质的量浓度 ]考点的理解。
物质的量浓度
物质的量浓度:
定义:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度
符号:cB
单位:mol/L(mol·L -1)
计算公式:物质的量浓度(cB)=物质的量(n)/溶液的体积(V)
物质的量浓度与溶液质量分数、密度的关系:c=1000ρω/M
稀释定理:
- 稀释前后溶液中溶质的物质的量不变
c(浓溶液)V(浓溶液)=c(稀溶液)V(稀溶液) - 稀释前后溶液中溶质的质量不变
ρ(浓溶液)V(浓溶液)w%(浓溶液)=ρ(稀溶液)V(稀溶液)w%(稀溶液)
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物质的量浓度与质量分数(质量百分比浓度)的比较:
浓度计算的注意事项:
物质的量浓度(cB)=物质的量(n)/溶液的体积(V)
(1)V指溶液体积而不是溶剂的体积;
(2)取出任意体积的1mol/L溶液,其浓度都是1mol/L。但所含溶质的量则因体积不同而不同;
(3)“溶质”是溶液中的溶质,可以是化合物,也可以是离子或气体特定组合,特别的,像NH3、Cl2等物质溶于水后成分复杂,但求算浓度时,仍以溶解前的NH3、Cl2为溶质,如氨水在计算中使用摩尔质量时,用17g/mol。
溶液中溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度的换算:
- 溶液中溶质的质量可以用溶质的质量分数表示: m(溶质)=ρ(g·cm-3)·V(L)·w% (1cm3=1mL)
- 溶液中溶质的质量可以用物质的量浓度来表示: m(溶质)=c(mol/L)·V(L)·M(g·mol-1)
- 由于同一溶液中溶质的质量相等,溶液的体积也相等,但注意:1L=1000mL,所以,上述两式可以联系起来:
ρ(g·cm-3)·1000V(mL)·w%=c(mol/L)·V(L)·M(g·mol-1) 化简得:1000ρw%=cM
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