制造干電池的主要原料之一是MnO2,工業(yè)上常用Mn(NO32和KMnO4為原料制備MnO2,其生產(chǎn)原理如下:用軟錳礦(含MnO2和少量的Fe2O3、SiO2)和碳反應(yīng)制得MnO;再將MnO與稀硝酸反應(yīng),反應(yīng)后經(jīng)過濾、提純、濃縮,可制得50%的Mn(NO32溶液;在一定條件下,把50%的Mn(NO32溶液滴加到KMnO4溶液中,發(fā)生如下反應(yīng):3Mn(NO32+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+2KNO3+4HNO3,反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到MnO2

請回答下列問題:
(1)若將軟錳礦和碳反應(yīng)后的固體產(chǎn)物置于如圖1所示的裝置甲中,與稀硝酸反應(yīng),觀察到裝置乙中有紅棕色氣體產(chǎn)生.
①寫出甲中產(chǎn)生氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

②反應(yīng)過程中,要向乙中通入一定量的空氣,原因是
 

③裝置丙試劑瓶中盛放的試劑是
 

(2)在制備MnO2的實驗中要向反應(yīng)混合液中不斷滴加氨水,則氨水的作用是
 

(3)沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到的固體,除主要含有MnO2外,還可能混有雜質(zhì),則該雜質(zhì)可能是
 
(寫化學(xué)式).
(4)有人提出用日光分解KMnO4溶液的方法可制取MnO2,反應(yīng)方程式為:4KMnO4+2H2O
 光 
.
 
4MnO2↓+4KOH+3O2↑,該反應(yīng)中c(OH-)隨時間的變化曲線如圖2所示,分析曲線的變化趨勢,你認(rèn)為形成該變化的原因是
 
考點:制備實驗方案的設(shè)計
專題:實驗題,元素及其化合物
分析:(1)軟錳礦含有少量的Fe2O3,在加熱條件下與C反應(yīng)可生成鐵,鐵與稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體,為便于吸收氮氧化物,應(yīng)向乙中通入空氣,空氣中的氧氣將NO氧化成NO2,使氣體呈紅棕色,丙中應(yīng)盛NaOH溶液等堿性物質(zhì),吸收有毒氣體NO2
(2)制備MnO2的實驗中生成HNO3,加入氨水,可以中和硝酸,增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;
(3)由于在反應(yīng)中不斷加入氨水,則生成MnO2的同時可能生成Mn(OH)2;
(4)反應(yīng)中c(OH-)在t1時突然增大,說明反應(yīng)速率增大,在其它條件不變的情況下,可考慮生成物起到催化劑的作用.
解答: 解:(1)①軟錳礦含有少量的Fe2O3,在加熱條件下與C反應(yīng)可生成鐵,鐵與稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體,反應(yīng)的方程式為Fe+4HNO3(稀)═Fe(NO33+NO↑+2H2O,
故答案為:Fe+4HNO3(稀)═Fe(NO33+NO↑+2H2O;
②鐵與稀硝酸反應(yīng)生成NO,NO不能直接排放到空氣中,且與水\NaOH溶液等物質(zhì)不反應(yīng),為便于吸收,可通入氧氣生成二氧化氮,以防止污染空氣,
故答案為:把一氧化氮氧化成二氧化氮,便于尾氣吸收充分,防止污染環(huán)境;
③丙中應(yīng)盛放NaOH溶液,可與二氧化氮反應(yīng)生成硝酸鈉、亞硝酸鈉,故答案為:NaOH溶液;
(2)制備MnO2的實驗中生成HNO3,加入氨水,可以中和硝酸,增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,使原料盡可能多的轉(zhuǎn)化為MnO2,
故答案為:中和產(chǎn)生的HNO3,使原料盡可能多的轉(zhuǎn)化為MnO2;
(3)由于在反應(yīng)中不斷加入氨水,則生成MnO2的同時,硝酸鎂與氨水反應(yīng)生成Mn(OH)2,故答案為:Mn(OH)2;
(4)反應(yīng)中c(OH-)在t1時突然增大,說明反應(yīng)速率增大,在其它條件不變的情況下,應(yīng)是生成物MnO2起到催化劑的作用,
故答案為:反應(yīng)生成的MnO2對該反應(yīng)有催化作用.
點評:本題考查物質(zhì)的制備,側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾,為高考常見題型,注意把握實驗的原理以及題給信息,為解答該題的關(guān)鍵,難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是( 。
A、若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色
B、若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C、電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉
D、電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?/span>

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

 
23
11
Na
原子中,中子數(shù)為
 
,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氯化亞銅(CuCl)是白色粉末,不溶于水、乙醇及稀硫酸,熔點422℃,沸點1366,在空氣中迅速被氧化成綠色,常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑.以粗鹽水(含Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)、Cu、稀硫酸、SO2等為原料合成CuCl的工藝如下:

(1)A的化學(xué)式為
 

(2)寫出反應(yīng)V的化學(xué)方程式
 

(3)寫出反應(yīng)VI的離子方程式為
 

(4)本工藝中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是(剛化學(xué)式表示)
 

(5)反應(yīng)VI后,過濾得到CuCl沉淀,用無水乙醇洗滌沉淀,在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時,冷卻,密封包裝即得產(chǎn)品.于70℃真空干燥的目的是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視.所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題.
(1)寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式.
已知:①CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ?mol-1
②C(s)+2H2(g)?CH4(g)△H=-73kJ?mol-1
③2CO(g)?C(s)+CO2(g)△H=-171kJ?mol-1
(2)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO2(g)+6H2(g)
催化劑
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知一定條件下,該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[
n(H2)
n(CO2)
]的變化曲線如圖1:
①在其他條件不變時,請在上圖2中畫出平衡時CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[
n(H2)
n(CO2)
]變化的曲線圖.
②某溫度下,將2.0mol CO2(g)和6.0mol(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時,改變壓強(qiáng)和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖3所示,關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是
 
;

A.P3>P2,T3>T2 B.P1>P3,T1>T3 C.P2>P4,T4>T2 D.P1>P4,T2>T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是
 
;
A.正反應(yīng)速率先增大后減小     B.逆反應(yīng)速率先增大后減小
C.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大       D.反應(yīng)物的體積百分含量增大
E.混合氣體的密度減小        F.氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
(3)最近科學(xué)家再次提出“綠色化學(xué)”構(gòu)想:把空氣吹入碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状迹状伎芍谱魅剂想姵兀瑢懗鲆韵×蛩釣殡娊赓|(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式
 
.以此燃料電池作為外接電源按如圖4所示電解硫酸銅溶液,如果起始時盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?,此時可觀察到的現(xiàn)象是
 
;若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入
 
(填物質(zhì)名稱),其質(zhì)量約為
 
g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氨氣是一種重要工業(yè)原料,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用.
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1
則N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=
 

(2)工業(yè)合成氨氣的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).在一定溫度下,將一定量的N2和H2通入到初始體積為1L的密閉容器中達(dá)到平衡后,單獨改變下列條件,能使平衡向正反應(yīng)方向移動且平衡常數(shù)不變的是
 

①增大壓強(qiáng)  ②增大反應(yīng)物的濃度  ③使用催化劑  ④降低溫度
(3)①常溫下0.1mol/L氨水中電離出的c(OH-
 
10-1 mol/L(填寫“>”、“<”或“=”);
②將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后,溶液中離子濃度由大到小的順序為
 

(4)用氨水和40mL 0.5mol/L硫酸鋁溶液來制備一定量的氫氧化鋁,該反應(yīng)的離子方程式為
 
.某同學(xué)改用2mol/L的氫氧化鈉溶液代替氨水來制備,結(jié)果只得到了0.78克的沉淀,其加入的氫氧化鈉溶液的體積可能為
 

(5)向一定量的Mg(OH)2懸濁液中逐滴加入NH4Cl溶液,Mg(OH)2固體不斷溶解.某同學(xué)猜測溶解原因可能有兩種,一是NH4Cl溶液水解產(chǎn)生的H+促進(jìn)Mg(OH)2溶解平衡向正方向移動.二是
 
.已知等濃度的醋酸和氨水在相同溫度時電離平衡常數(shù)相同,請你設(shè)計實驗方案驗證上述猜測.
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

如圖中,A、B、C是氣體發(fā)生裝置.D、E、F是氣體收集裝置.
試回答:

(1)甲同學(xué)要制取氨氣,應(yīng)將
 
 (填裝置的字母代號,下同)兩裝置相連.實驗室制取NH3的化學(xué)方程式為
 

(2)乙同學(xué)用過氧化氫與MnO2混合制氧氣,應(yīng)將
 
兩裝置相連.
(3)丙同學(xué)將甲、乙兩同學(xué)制得的NH3與O2在一定條件下反應(yīng)制取HNO3
4NH3+5O2
 Pt 
.
4NO+6H2O.
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO.
總反應(yīng)式為:NH3+2O2=HNO3+H2O
若反應(yīng)最終無任何氣體剩余,則所得硝酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下表列出了A-F 6種元素在周期表中的位置
IA ⅡA ⅢA ⅣA VA ⅥA ⅦA
2 C D
3 A B E F
(1)B、C的元素符號分別為
 
 
;
(2)D、E兩種元素按原子半徑由小到大的順序為
 
(用元素符號填寫);
(3)F元素氫化物的化學(xué)式為
 

(4)A元素的焰色反應(yīng)呈
 
色.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

室溫下,強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中都不能共存的離子組是(  )
A、NH4+、Ag+、Cl-、NO3-
B、K+、Na+、SO32-、S2-
C、K+、Na+、NO3-、SO42-
D、Ba2+、Fe2+、NO3-、Cl-

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