【化學(xué)】化學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料的專項(xiàng)培優(yōu)-易錯(cuò)-難題練習(xí)題附答案-資料下載頁(yè)
2025-04-01 22:30本頁(yè)面
【正文】 實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的流程如下：（1）實(shí)驗(yàn)室熔融二氧化錳、氧氧化鉀、氯酸鉀時(shí)應(yīng)選擇哪一種儀器________________ （2）第一步熔融時(shí)生成K2MnO4的化學(xué)方程式：_________（3）操作Ⅰ中根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在____________ (填性質(zhì))上的差異，采用濃縮結(jié)晶、趁熱過(guò)濾得到KMnO4。趁熱過(guò)濾的原因是_______________（4）反應(yīng)b是電解法制備KMnO4，其裝置如圖所示，a作____________極(填“陽(yáng)”或“陰”)，中間的離子交換膜是_____ (填“陽(yáng)”或“陰”)離子交換膜。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________（5）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的________(填標(biāo)號(hào))。 (NaClO溶液) ％酒精【答案】d 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 溶解性 避免溫度下降，造成主產(chǎn)品的純度降低 陽(yáng) 陽(yáng) MnO42e=MnO4 ab 【解析】【分析】根據(jù)流程：二氧化錳與氫氧化鉀粉碎在空氣中熔融：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O，加水溶解分離出去KCl得到K2MnO4溶液；途徑1：向K2MnO4溶液通入二氧化碳得到KMnOMnOK2CO3：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2↓，過(guò)濾除去濾渣(MnO2)，濾液為KMnOK2CO3溶液，濃縮結(jié)晶，趁熱過(guò)濾得到KMnO4晶體，濾液中含有K2CO3，途徑2：電解K2MnO4溶液，2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2KOH+H2↑，a為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：MnO42e=MnO4，據(jù)此分析作答。【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)室熔融二氧化錳、氧氧化鉀、氯酸鉀時(shí)應(yīng)選擇鐵坩堝，因?yàn)槠胀úＡй釄?、石英坩堝、陶瓷坩堝中含有二氧化硅，能與KOH反應(yīng)，故答案為d；(2)第一步熔融時(shí)二氧化錳、氧氧化鉀、氯酸鉀生成K2MnO4的化學(xué)方程式為：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；(3)采用濃縮結(jié)晶、趁熱過(guò)濾得到KMnO4，說(shuō)明高錳酸鉀的溶解性隨溫度影響較大，操作Ⅰ中根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在溶解性上的差異，采用濃縮結(jié)晶、趁熱過(guò)濾得到KMnO4，趁熱過(guò)濾的原因是避免溫度下降，造成主產(chǎn)品純度降低；(4)反應(yīng)b是電解法制備KMnO4，a為陽(yáng)極，K2MnO4生成KMnO4，發(fā)生反應(yīng)：MnO42e=MnO4，陰極為b，由氫離子放電，得到KOH，故離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，交換鉀離子；(5)KMnO4稀溶液因?yàn)槠鋸?qiáng)氧化性是一種常用的消毒劑，雙氧水、84消液(NaClO溶液)具有氧化性，能消毒，故答案為：ab。15．晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備高純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3與過(guò)量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為___。（2）粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(℃)中含有少量SiCl4(℃)和HCl(℃)，提純SiHCl3采用的方法為__。（3）用SiHCl3與過(guò)量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置已略去)。①裝置B中的試劑是__，裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是__；②反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是__，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是__，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__；③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及___；④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是___(填字母)。a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液【答案】SiO2＋2CSi＋2CO↑ 分餾(或蒸餾) 濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化 石英管的內(nèi)壁附有灰黑色晶體 在該反應(yīng)溫度下，普通玻璃管會(huì)軟化 SiHCl3＋H2Si＋3HCl 排盡裝置內(nèi)的空氣 bd 【解析】【分析】(1)高溫下，碳和二氧化硅反應(yīng)生成硅和一氧化碳；(2)利用沸點(diǎn)的不同提純SiHCl3，可用蒸餾的方法；(3)①生成的氫氣含有水蒸氣，用濃H2SO4干燥；加熱促使SiHCl3氣化；②SiHCl3和氫氣反應(yīng)有硅單質(zhì)生成，根據(jù)硅的顏色判斷D裝置中的現(xiàn)象；SiHCl3和H2反應(yīng)生成硅和氯化氫；③氫氣是可燃性氣體，易產(chǎn)生爆炸，SiHCl3在空氣中易自燃，所以先通一段時(shí)間H2，將裝置中的空氣排盡；④取少量產(chǎn)品于試管中加鹽酸溶解，再滴加氯水和KSCN(aq)，若溶液呈紅色說(shuō)明含F(xiàn)e，若不呈紅色說(shuō)明不含F(xiàn)e。【詳解】(1)高溫下，碳做還原劑時(shí)，生成CO，制粗硅的化學(xué)方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑； (2)利用沸點(diǎn)的不同提純SiHCl3，可用分餾(或蒸餾)的方法；(3)①鋅和稀硫酸反應(yīng)制得的氫氣中含有水蒸氣，而SiHCl3能與水劇烈反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用干燥的氫氣，一般選用濃H2SO4干燥氫氣；加熱的目的是使SiHCl3汽化，進(jìn)入裝置D中；②高溫下，SiHCl3和氫氣反應(yīng)生成硅單質(zhì)，硅單質(zhì)是灰黑色固體，所以D裝置中的現(xiàn)象是：石英管的內(nèi)壁附有灰黑色晶體，SiHCl3與過(guò)量的H2在1000℃～1100℃反應(yīng)制得純硅，化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2Si＋3HCl；裝置D不能采用普通玻璃管的原因是：溫度太高，普通玻璃管易熔化；③氫氣是可燃性氣體，當(dāng)氫氣的量達(dá)到一定時(shí)易產(chǎn)生爆炸，SiHCl3在空氣中易自燃，所以實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是檢查裝置的氣密性、控制好溫度，以及先通一段時(shí)間H2將裝置中的空氣排盡；④鐵能和稀鹽酸反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子有還原性，亞鐵離子能被氯水氧化生成鐵離子，鐵離子遇硫氰化鉀溶液變紅色，所以可以用氯水和硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)鐵的存在，故選bd。
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