高中化学反应速率的定量表示方法解答题

【化学ーー选修2:化学与技术】

高锰酸钾（ ${\mathrm{KMnO}}_4$ ）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为 ${\mathrm{MnO}}_2$ ）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

(1) 原料软锰矿与氢氧化钾按 $1\mathrm{ }:1$ 的比例在 "烘炒锅"中混配，混配前应将软锰矿粉碎, 其作用是        。                 

(2) "平炉"中发生的化学方程式为           .

（3）"平炉"中需要加压，其目的是         。

(4) 将 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 转化为 ${\mathrm{KMnO}}_4$ 的生产有两种工艺。

① $\mathrm{"}{\mathrm{CO}}_2$ 歧化法" 是传统工艺, 即在 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 溶液中通入 ${\mathrm{CO}}_2$ 气体, 使体系呈中性或弱碱性,

${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 发生歧化反应，反应中生成 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4\mathrm{，}{\mathrm{MnO}}_2$ 和       (写化学式)。

② "电解法" 为现代工艺, 即电解 ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 水溶液, 电解槽中阳极发生的电极反应为    , 阴极逸出的气体是_        。

③ "电解法" 和 $\mathrm{"}{\mathrm{CO}}_2$ 歧化法" 中, ${\mathrm{K}}_2{\mathrm{MnO}}_4$ 的理论利用率之比为 _                。   

（5）高锰酸钾纯度的测定：称取 $1.0800\mathrm{g}$ 样品, 溶解后定容于 $100\mathrm{mL}$ 容量瓶中, 摇匀。取浓度为 $0.2000\mathrm{mol}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$ 的 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{C}}_2{\mathrm{O}}_4$ 标准溶液 $20.00\mathrm{mL}$ , 加入稀硫酸酸化，用 ${\mathrm{KMnO}}_4$ 溶液平行滴定三次, 平均消耗的体积为 $24.48\mathrm{mL}$ , 该样品的纯度为          。            

(列出计算式即可, 已知 $2Mn{O}_4^{-}+5H_2{C}_2{O}_4+6H^{+}=2M{n}^{2+}+10C{O}_2\uparrow +8H_{2}O$ ) 。

作为一种绿色消毒剂，H₂O₂在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H₂O₂（l）═H₂O（1） $+\frac{1}{2}$O₂（g）△H＝﹣98 kJ•mol^﹣1 K＝2.88×10²⁰回答问题：

（1）H₂O₂的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H₂O₂对传染病房喷洒消毒时，地板上有气泡冒出，该气体是　　。

（2）纯H₂O₂可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下，H₂O₂剧烈分解：H₂O₂（l）═H₂O（g） $+\frac{1}{2}$O₂（g），放出大量气体，驱动火箭升空。每消耗34g H₂O₂，理论上　　（填“放出”或“吸收”）热量　　98kJ （填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）纯H₂O₂相对稳定，实验表明在54℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，原因是H₂O₂分解反应的　　（填编号）。

a．△H比较小

b．K不够大

c．速率比较小

d．活化能比较大

（4）向H₂O₂稀溶液中滴加数滴含Mn²⁺的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn²⁺起　　作用。某组实验数据如下表：

t/min	0	10	20	30	40	50
c（H2O2）/mol•L^﹣^1	0.70	0.49	0.35	0.25	0.17	0.12

0～30 min H₂O₂反应的平均速率v＝　　 mol•L•min^﹣1

（5）H₂O₂ 的一种衍生物K₂S₂O₈，阴离子结构式为（）。其中性溶液加热至沸后，溶液pH降低，用离子方程式表明原因：　　。