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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:246 题号:15841427
高锰酸钾(KMnO4)在工业中广泛用作为氧化剂,工业上常用软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。制备高锰酸钾分两个阶段进行。
阶段一:制备锰酸钾(K2MnO4),工艺流程流程如下:

(1)原料加入氧化塔前必须粉碎、预热,目的是_______
(2)在氧化塔,反应分两步进行:
第一步反应生成K3MnO4,反应方程式为_______
第二步反应方程式为4K3MnO4+O2+2H2O4K2MnO4+4KOH
阶段二:制备高锰酸钾(KMnO4)
工业中,用锰酸钾制备高锰酸钾有两种方法。
(3)方法一:电解法
工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液,电解反应的化学方程式为2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH,阴极上电极反应为_______
(4)方法二:歧化法
相关资料:锰酸钾在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下, 会发生歧化反应。20℃时下列各物质溶解度如下表。
物质KMnO4K2CO3K2SO4
溶解度6.3811111.1

工业中常用CO2歧化法制备高锰酸钾,工艺流程如下:

①在该制备过程可循环使用的物质有______________(写化学式)
②操作Ⅱ是将混合液______________、过滤。
③在酸性条件下,锰酸钾发生歧化反应,工业中用歧化法制高锰酸钾时,用CO2进行酸化,而不用硫酸或盐酸酸化的原因是_______
(5)高锰酸钾是实验室重要试剂,可用于硫酸亚铁样品纯度的测定。取1.000克硫酸亚铁样品溶于蒸馏水,用容量瓶配成100毫升溶液,取出其中20.00mL溶液注入锥形瓶中,加入适量的稀硫酸酸化,用0.0100mol/L的KMnO4标准液进行滴定,当溶液变为微红色且半分钟不褪色时,消耗KMnO4标准液20.00mL,则样品中硫酸亚铁的纯度为_______
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已知:I   在酸性条件下,H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+
Ⅱ相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Cr3+4.96.8
Fe3+1.52.8
回答下列问题:
(l)滤渣②的主要成分为____(填化学式)。
(2)写出“氧化”步骤中反应的化学方程式____
(3)“加热”操作的目的是____
(4)“酸化”过程中发生反应2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O (K=4×1014L3.mol3)已知,“酸化”后溶液中c(Cr2O72-)=1.6×10-3mol/L则溶液中c(CrO42-)=____
(5)“结晶”后得到K2Cr2O7(M=294g.mol-1)产品0.5000 g,将其溶解后用稀H2SO4酸化,再用浓度为1.0000 mol.L-l (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,滴定终点消耗标准溶液的体积为9.00 mL,则产品的纯度为____。[滴定反应为:K2Cr2O7+6(NH4)2Fe(SO4)2+7H2SO4 =K2SO4 +Cr2(SO4)3 +6(NH4)2SO4+3Fe2(SO4)3+7H2O]
(6)在K2Cr2O7存在下,可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理,其工作原理如下图所示。
   
①负极的电极反应式为____
②一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
2019-04-23更新 | 2101次组卷
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(4)萃取、反萃取:向溶解、过滤后所得滤液中加入萃取剂,萃取后分液,获得有机层和水层。萃取时发生的反应为(M表示表示萃取剂)。萃取剂体积与溶液体积的比值对溶液中的萃取率的影响如图所示。最后将分液后获得的有机层通过反萃取可获得溶液并回收萃取剂。

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