（12分）实验室常用强氧化剂（如KMnO4、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸的方法来制备...

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

（12分）实验室常用强氧化剂（如KMnO4、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸的方法来制备氯气。某研究性学习小组欲探究用Na2O2与浓盐酸制备并检验氯气。供选用的实验试剂及装置如下（部分导管、蒸馏水略）：

（1）写出用Na2O2与浓盐酸制备氯气的化学方程式_________________________。

（2）下列装置组合最合理的是__________  （填序号，需考虑实验结束撤除装置时残留有害气体的处理）。

（3）尾气经处理后仍有较多气体排出，其主要原因可用化学方程式表示为：____________ 。

（4）某小组成员建议用双氧水代替过氧化钠进行实验更好，请你给出两条合适的理由：

①  ___________________________________，②  ___________________________________。

（5）你是否同意将Na2O2与浓盐酸的反应作为实验室制备氯气的方法之一？___________（填“是”或“否”）；理由是__________________________________________ 。

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（15分）氯气的实验室制法是MnO₂和浓盐酸在加热条件下反应，用KMnO₄、KClO₃氧化浓盐酸可快速制取氯气．根据上述反应原理，有人提出能否利用Na₂O₂的强氧化性氧化浓盐酸得到氯气呢．某课外小组在实验室进行了探索性实验，设计了如图装置：

操作步骤及现在如下：

①组装好装置，检查装置的气密性，加入药品．

②缓慢通入一定量的N₂后，将装置E连接好（导管未伸入集气瓶中），再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，反应剧烈，产生黄绿色气体．

③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体．装置E中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体．

④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N₂，至装置中气体无色．

回答下列问题：

⑴写出KClO₃氧化浓盐酸制取Cl₂的离子方程式________

⑵装置B中湿润的红色布条褪色，说明A中有　　　（填化学式）生成，装置C中为湿润的KI－淀粉试纸，能否仅通过试纸变蓝证明上述结论，请用离子方程式说明原因　　

⑶装置D的作用是　　　　　　　　　　

⑷写出生成O₂的可能的反应方程式　　　　　　　　　　

⑸实验证明，Na₂O₂甚至能与干燥的HCl反应生成氯气，写出反应的化学方程式　　　

综合上述实验，请分析实验室________ （填”能”或”否”)利用Na₂O₂与浓盐酸反应制备纯净的Cl₂，理由是　　　　　　　　　　　　　　

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KMnO4和MnO2都是重要化学物质，在实验室可以做氧化剂和催化剂，某学习小组对两种物质的制备和性质探究如下：

I.MnO2的制备：

该学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3）样品转化为纯MnO2实验，其工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）第①步操作中，生成CO2的化学方程式为____________。

（2）第②步操作中，NaClO3氧化MnSO4的离子方程式为_____________。

（3）第③步操作中，最终得到的固体除NaClO3外，还一定含有下列物质中的_________（填序号）。

a. NaCl　　 b. NaClO　　 c. NaClO4　　 d. NaOH

（4）为得到纯净的MnO2，须将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。洗涤沉淀所用的玻璃仪器有：_____________，判断是否洗涤干净可选用的试剂是____________（填化学式）。

（5）NaClO3和MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取氯气，制取等量的氯气消耗NaClO3与MnO2的物质的量之比为__________。

（6）工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该过程的阳极反应式为___________。

II.KMnO4的制备和性质：

（7）实验室由二氧化锰制备高锰酸钾可分二步进行：

第一步：MnO2与KOH共熔并通入氧气：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O

第二步：通入CO2，可使K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2。

第二步完成反应时，转化为KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率约为______＿（精确到0.1%）

（8）该小组同学为了探究KMnO4溶液和Na2C2O4溶液的反应过程，将酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的Na2C2O4溶液中（温度相同，并不断振荡），记录的现象如下：

请将MnO4-氧化C2O42- 的离子方程式补充完整：

______MnO4-+C2O42-+_______=______Mn2++_____CO2↑+_______

请分析KMnO4溶液褪色时间变化的可能原因_____________________。

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KMnO4和MnO2都是重要化学物质，在实验室可以做氧化剂和催化剂，某学习小组对两种物质的制备和性质探究如下：

I．MnO2的制备：

该学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)样品转化为纯MnO2实验，其工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)第②步操作中，NaClO3氧化MnSO4的离子方程式为_____________________。

(2)为得到纯净的MnO2，须将过滤后的MnO2合并后进行洗涤。洗涤沉淀所用的玻璃仪器除玻璃棒外，还需要有：_________________，判断是否洗涤干净可选用的试剂是_____________(填化学式)。

(3)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该过程的阳极反应式为____________。

II．KMnO4的性质与应用：该小组同学利用KMnO4溶液测定某物质的组成：

CuSO4溶液与K2C2O4溶液混合反应，产物之一是某种只含一种阴离子的蓝色钾盐水合物。通过下述实验确定该晶体的组成。

步骤a：称取0.6720 g样品，放入锥形瓶，加入适量2 mol·L－1稀硫酸，微热使样品溶解。再加入30 ml水加热，用0.2000 mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗8.00 mlKMnO4溶液。

步骤b：接着将溶液充分加热，使淡紫红色消失，溶液最终呈现蓝色。冷却后，调节pH并加入过量的KI固体，溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI。用0.2500 mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗8.00 ml Na2S2O3溶液。已知涉及的部分反应的离子方程式为：I2+2S2O32-=2I+S4O62-

(4)已知室温下CuI的Ksp=1.27×10－12，欲使溶液中c(Cu )≤1.0×10－6mol·L－1，应保持溶液中c(I－)≥　 mol·L－1。

(5)MnO4－在酸性条件下，加热能分解为O2，同时生成Mn2＋。写出该反应的离子方程式为__________________________。若无此加热操作，则测定的Cu2＋的含量将会　　　　　　 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

(6)若用淀粉溶液做指示剂，则滴定终点观察到的现象为__________________。

(7)样品晶体的组成化学式为：_____________________。

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（14分）某学校研究性学习小组利用实验室常用试剂，

探究硝酸的氧化性。请完成下面的空白：

（1）在具支试管底部滴入5滴浓硝酸，然后用硫化  亚铁与盐酸反应制备H₂S气体，如图所示通入具支试管中，可以观察到在试管内形成黄烟，黄烟附着在试管内壁上，形成“黄霜”。

①  出上述制备H₂S的离子方程式

______________________________________。

②在试管内壁上的“黄霜”的成分是_______________，该反应说明浓硝酸有氧化性外，实验现象还说明了浓硝酸具有________性。该实验中烧杯内的氢氧化钠溶液的作用是

__________________________________________________________________。

（2）卤族元素单质也具有氧化性，该小组设计了下面的实验探究碘单质与稀硝酸氧化性强弱比较：

①提出合理的假设

假设l：碘单质氧化性强于稀硝酸；假设2：碘单质氧化性弱于稀硝酸。

②设计实验方案，进行实验探究，请写出实验步骤和预期的现象与结论。限选实验试剂与仪器：稀硝酸、KI溶液、四氯化碳；试管、胶头滴管。

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实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法中不正确的是(　 )

A．由题目信息知：KMnO4的氧化性比MnO2的强

B．制备氯气的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂

C．用排气法收集不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满气体

D．用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1 mol

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高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4，下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。

已知：

请回答：

（1）反应①的化学方程式为______。加热软锰矿、KClO3、和KOH固体时，除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外，还用到的仪器有_____，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是________。

（2）反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________；上述流程中可以循环利用的物质是__________

（3）实验时，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为_____。若CO2过量会生成KHCO3导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是_________

（4）反应③是模拟工业上采用惰性电极电解法制取高锰酸钾晶体，写出反应的化学方程式_____。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

该学习小组通过查阅资料发现用KClO₃和浓盐酸也可以制备氯气。为此该小组利用下图装置在实验室制取Cl₂并探究其有关性质：

（1）装置A中存在一处错误，改正这处错误：________。

（2）写出装置A中发生反应的化学方程式：________。

（3）为了除去氯气中的氯化氢，需要在.A、B之间装置中添加装置E，装置E中所盛装的试剂为________。为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置E，其中加入浓硫酸，装置E在整套装置中的添加位置为________（选填序号）。

a A、B之间                           b．B、C之间

c．C、D之间                          d．D之后

（4）取下集气瓶B，将铁丝加热至红热状态，伸入到集气瓶B中，可以观察到的现象是 ，能检验该反应产物中铁元素的价态的试剂________（选填序号，多选）。

a．氯水                                 b．蒸馏水和铁粉

c．蒸馏水和氢氧化钠溶液                 d．蒸馏水和KSCN溶液

（5）另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷？并给出了改进措施。该改进措施是：________。

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实验室常用下列三个反应制备Cl₂：①MnO_2­与浓盐酸反应制备氯气；②2KMnO₄+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂ ­+8H₂O；  ③KClO₃+6HCl(浓)=KCl+3Cl₂ ­+3H₂O如果分别用上述方法制得等量的Cl₂，下列说法中正确的是                          (     )

A．参加反应的HCl的物质的量相等

B．转移电子的总数相等

C．消耗氧化剂的物质的量相等

D．被氧化的氯离子数不相等

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