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高锰酸钾是强氧化剂,它的用途遍布各个行业。
(1)工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)生产髙锰酸钾分为两个步骤。
①步骤一将软锰矿与过量的固体KOH和空气在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4),该反应的化学方程式是______________。
②步骤二以石墨为阳极,铁为阴极,电解锰酸钾(K2MnO4)溶液,在_______(填“阴极区”或“阳极区”)得到高锰酸钾。阴极反应的化学方程式是_______。
(2)某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——猛泥(含K2MnO4、MnO2及Pb、Ca等元素)和乳钢废酸液制取工业级碳酸锰(MnCO3),其流程如下:

③轧钢废酸中Fe2+的作用是______________。
④操作I、操作II、操作III的名称是_______。
⑤溶液C中除含有Ca2+、Mn2+、H+外,还含有的阳离子是_______。
⑥若固体C中不含CaCO3,则溶液D中<_______。
[已知:Ksp(MnCO3)=1×10—11,Ksp(CaCO3)=5×10—9]
(16分)(1)①  2MnO2+4KOH+O2  2K2MnO4+2H2O(3分)
② 阳极区(2分)   2H2O+2e—=H2↑+2OH—(3分)(2H+ + 2e—= H2↑也给3分)
(2)③ 将高价的锰元素还原成Mn2+(2分)
④ 过滤(2分)
⑤  K+、Na+、NH4+(2分)
⑥  500(2分)

试题分析:(1)①根据题意,锰元素的化合价由+4升高为+6,由此推断氧化剂为空气中的氧气,根据化合价升降总数相等、原子守恒推断,该反应式为2MnO2+4KOH+O2  2K2MnO4+2H2O;②锰元素的化合价由+6升为+7,发生氧化反应,根据电解原理推断,该反应在阳极区发生;电解质溶液中的H+、K+移向阴极,氧化性较强的H+在阴极发生还原反应,即2H++2e—=H2↑或2H2O+2e—=H2↑+2OH—;(2)③④⑤根据工艺流程图的目标产物逆推可知,锰元素的化合价由+6降为+2,需要加入合适的还原剂,轧钢废酸中Fe2+可以将锰泥中的MnO4—还原为Mn2+,Fe2+被MnO4—氧化为Fe3+,调节溶液pH至4时,Fe3+完全变为Fe(OH)3沉淀,则操作I为过滤,溶液A的主要成分为Mn2+、Fe2+、Pb2+、Ca2+、H+等,固体A的成分为Fe(OH)3;Na2S溶液能除去Fe2+、Pb2+、H+等,分别生成FeS、PbS沉淀和H2S气体等,则操作II为过滤,溶液B的主要成分为Mn2+、Ca2+、S2—、Na+等;Na2S是盐,水解导致其溶液呈碱性,NH4HCO3在碱性条件下变为NH4+、CO32—,由于Ksp(MnCO3)<Ksp(CaCO3),CO32—与Mn2+、Ca2+混合时优先生成MnCO3沉淀,则操作III为过滤,根据离子共存推断,溶液C中主要阳离子为Mn2+、Ca2+、H+、Na+、NH4+;⑥依题意,CaCO3(s)+Mn2+(aq)MnCO3(s)+Ca2+(aq),该反应的平衡常数K====500。
练习册系列答案
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ClO2是一种消毒杀菌效率高、污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2。2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法中正确的是
A.KClO3在反应中是还原剂
B.1 mol KClO3参加反应,在标准状况下能得到22.4 L气体
C.在反应中H2C2O4既不是氧化剂也不是还原剂
D.1 mol KClO3参加反应有1 mol电子转移

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下列说法正确的是
A.在2H2O2=2H2O +O2反应中,每生成32g氧气,则转移4NA个电子
B.612C、613C为不同的核素,化学性质有较大的差异
C.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将氨气通入酚酞溶液中,变色后加热也能恢复原色

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多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2、CaC2等有相似之处。Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1︰16,则x的值是
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请回答:
(1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是                                       。
(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为             。生成0.1mol还原产物时转移电子               个。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是                            。
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“低碳循环”引起世界各国的高度关注,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,更是引起了全世界的普遍重视。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请配平该反应的化学方程式:(将化学计量数按顺序填在答题卷上)
___C+____KMnO4+____H2SO4→___CO2↑+____MnSO4+____K2SO4+___H2O
(2)将不同最的CO(g)和H2O(g)分别通人到容积为2L的恒容密闭容器中,进行如下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   得到表中三组数据
实验
温度℃
起始量/mol
平均量/mol
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为____(取二位小数,下同)。
②实验3条件下,反应物和生成物的起始量、平衡量都不知道,欲计算该条件下的化学平衡常数可以利用实验____的数据进行,其K=____。
(3)已知在常温常压下:
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写出甲醇(CH2OH)不宪全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_          。

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24mL浓度为0.05mol·L-1 Na2SO3溶液恰好与20mL 浓度为0.02mol·L-1的K2X2O7溶液完全反应,已知Na2SO3可被K2X2O7氧化为Na2SO4,则元素X在还原产物中的化合价为下列的
A.+2 价B.+3 价C.+4价D.+5价

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