某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示

更新 2022-09-04
科目化学
题型解答题
难度较难
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某同学利用Cl₂氧化K₂MnO₄制备KMnO₄的装置如图所示（夹持装置略）：

已知：锰酸钾（K₂MnO₄）在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnO₄²^﹣+2H₂O═2MnO₄^﹣+MnO₂↓+4OH^﹣

回答下列问题：

（1）装置A中a的作用是　　；装置C中的试剂为　　；装置A中制备Cl₂的化学方程式为　　。

（2）上述装置存在一处缺陷，会导致KMnO₄产率降低，改进的方法是　　。

（3）KMnO₄常作氧化还原滴定的氧化剂，滴定时应将KMnO₄溶液加入　酸式　（填“酸式”或“碱式”）滴定管中；在规格为50.00 mL的滴定管中，若KMnO₄溶液起始读数为15.00 mL，此时滴定管中KMnO₄溶液的实际体积为　　（填标号）。

A．15.00 mL B．35.00 mL C．大于35.00 mL D．小于15.00 mL

（4）某FeC₂O₄•2H₂O样品中可能含有的杂质为Fe₂（C₂O₄）₃、H₂C₂O₄•2H₂O，采用KMnO₄滴定法测定该样品的组成，实验步骤如下：

Ⅰ．称取mg样品于锥形瓶中，加入稀H₂SO₄溶解，水浴加热至75℃．用c mol•L^﹣¹的KMnO₄溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，消耗KMnO₄溶液V₁mL。

Ⅱ．向上述溶液中加入适量还原剂将Fe³⁺完全还原为Fe²⁺，加入稀H₂SO₄酸化后，在75℃继续用KMnO₄溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，又消耗KMnO₄溶液V₂mL。

样品中所含H₂C₂O₄•2H₂O（M＝126g•mol^﹣¹）的质量分数表达式为　　。

下列关于样品组成分析的说法，正确的是　　（填标号）。

A． $\frac{V_{1}}{V_{2}} =$ 3时，样品中一定不含杂质

B． $\frac{V_{1}}{V_{2}}$ 越大，样品中H₂C₂O₄•2H₂O含量一定越高

C．若步骤Ⅰ中滴入KMnO₄溶液不足，则测得样品中Fe元素含量偏低

D．若所用KMnO₄溶液实际浓度偏低，则测得样品中Fe元素含量偏高

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秸秆（含多糖物质）的综合应用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:

回答下列问题：

(1）下列关于糖类的说法正确的是_ （填标号）

A. 糖类都有甜味, 具有 $C_{n} H_{2 m} O_{m}$ 的通式

B. 麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖

C. 用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全

D. 淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物

(2) $B$ 生成 $C$ 的反应类型为。

（3）D中官能团名称为______，D生成E的反应类型为______。

（4） $F$ 的化学名称是，由 $F$ 生成 $G$ 的化学方程式为 .

（5）具有一种官能团的二取代芳香化合物 $W$ 是 $E$ 的同分异构体, $0.5 mol W$ 与足量碳酸氢钠溶液反应生成 $44 {gCO}_{2}, W$ 共有种（不含立体结构 $)$ , 其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 .

(6) 参照上述合成路线，以（反，反）-2, 4-己二烯和 $C_{2} H_{4}$ 为原料（无机试剂任选 ), 设计制备对二苯二甲酸的合成路线_ 。

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锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

(1) 基态 Ge 原子的核外电子排布式为[Ar] ，有个末成对电子。

(2) Ge 与 C 是同族元素, $C$ 原子之间可以形成双键、叁键, 但 $Ge$ 原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是。

（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点, 分析其变化规律及原因。

	${GeCl}_{4}$	${GeBr}_{4}$	${Gel}_{4}$
熔点/ $^{\circ} C$	$- 49.5$	26	146
沸点/ $^{\circ} C$	$83.1$	186	约 400

(4) 光催化还原 ${CO}_{2}$ 制备 ${CH}_{4}$ 反应中，带状纳米 ${Zn}_{2} {GeO}_{4}$ 是该反应的良好催化剂。 $Zn$ 、Ge、O 电负性由大至小的顺序是。

(5) Ge 单晶具有金刚石型结构, 其中 $Ge$ 原子的杂化方式为_ , 微粒之间存在的作用力是_ 。

（6）晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数, 表示晶胞内部各原子的相对位置, 下图为 Ge 单晶的晶胞, 其中原子坐标参数 $A$ 为 $(0 ， 0 ， 0) ； B$ 为 $(\frac{1}{2} ， 0 ， \frac{1}{2}) ； C$ 为 $(\frac{1}{2} ， \frac{1}{2} ， 0)$ 。则 $D$ 原子的坐标参数为。

②晶胞参数, 描述晶胞的大小和形状，已知 Ge 单晶的晶胞参数 $a = 565.76 pm$ , 其密度为 $g \cdot {cm}^{- 3}$ (列出计算式即可)。

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高锰酸钾（ ${KMnO}_{4}$ ）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为 ${MnO}_{2}$ ）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

(1) 原料软锰矿与氢氧化钾按 $1 : 1$ 的比例在 "烘炒锅"中混配，混配前应将软锰矿粉碎, 其作用是。

(2) "平炉"中发生的化学方程式为 .

（3）"平炉"中需要加压，其目的是。

(4) 将 $K_{2} {MnO}_{4}$ 转化为 ${KMnO}_{4}$ 的生产有两种工艺。

① $" {CO}_{2}$ 歧化法" 是传统工艺, 即在 $K_{2} {MnO}_{4}$ 溶液中通入 ${CO}_{2}$ 气体, 使体系呈中性或弱碱性,

$K_{2} {MnO}_{4}$ 发生歧化反应，反应中生成 $K_{2} {MnO}_{4} ， {MnO}_{2}$ 和 (写化学式)。

② "电解法" 为现代工艺, 即电解 $K_{2} {MnO}_{4}$ 水溶液, 电解槽中阳极发生的电极反应为 , 阴极逸出的气体是_ 。

③ "电解法" 和 $" {CO}_{2}$ 歧化法" 中, $K_{2} {MnO}_{4}$ 的理论利用率之比为 _ 。

（5）高锰酸钾纯度的测定：称取 $1.0800 g$ 样品, 溶解后定容于 $100 mL$ 容量瓶中, 摇匀。取浓度为 $0.2000 mol \cdot L^{- 1}$ 的 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 标准溶液 $20.00 mL$ , 加入稀硫酸酸化，用 ${KMnO}_{4}$ 溶液平行滴定三次, 平均消耗的体积为 $24.48 mL$ , 该样品的纯度为。

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${NaClO}_{2}$ 是一种重要的杀菌消毒剂, 也常用来漂白织物等, 其一种生产工艺如下:

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磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 $Ti O_{2}$ 、 $Si O_{2}$ 、 $A l_{2} O_{3}$ 、 $MgO$ 、 $CaO$ 以及少量的 $F e_{2} O_{3}$ 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子	$F e^{3 +}$	$A l^{3 +}$	$M g^{2 +}$	$C a^{2 +}$
开始沉淀的pH	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全 $（ c ＝ 1.0 \times 1 0^{﹣ 5} mol L^{﹣ 1} ）$ 的pH	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：

（1）"焙烧"中， $Ti O_{2}$ 、 $Si O_{2}$ 几乎不发生反应， $A l_{2} O_{3}$ 、 $MgO$ 、 $CaO$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 转化为相应的硫酸盐。写出 $A l_{2} O_{3}$ 转化为 $N H_{4} Al （ S O_{4} ）_{2}$ 的化学方程式　　。

（2）"水浸"后"滤液"的 $pH$ 约为2.0，在"分步沉淀"时用氨水逐步调节 $pH$ 至11.6，依次析出的金属离子是　　。

（3）"母液①"中 $M g^{2 +}$ 浓度为　　 $mol • L^{﹣ 1}$ 。

（4）"水浸渣"在 $160 ℃$ "酸溶"，最适合的酸是　　。"酸溶渣"的成分是　　、　　。

（5）"酸溶"后，将溶液适当稀释并加热， $Ti O^{2 +}$ 水解析出 $Ti O_{2} x H_{2} O$ 沉淀，该反应的离子方程式是　　。

（6）将"母液①"和"母液②"混合，吸收尾气，经处理得　　，循环利用。

题型：未知
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