Question

17．實驗室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過量固體KOH和KClO₃在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl：用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K₂MnO₄轉變?yōu)镸nO₂和 KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結晶得到深紫色的KMnO₄．請回答：
（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學方程式是3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）K₂MnO₄制備KMnO₄的離子方程式是3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）KMnO₄能與熱的經硫酸酸化的Na₂C₂O₄反應生成Mn²⁺和CO₂，該反應的化學方程式是2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（4）上述制得的KMnO₄產品0.165g恰好與0.335g純Na₂C₂O₄反應完全，該KMnO₄的純度為95.8%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應物與生成物來書寫反應方程式；
（2）根據(jù)反應物與生成物來書寫反應方程式；
（3）根據(jù)KMnO₄能與熱的經硫酸化的Na₂C₂O₄反應生成Mn²⁺和CO₂，并利用質量守恒定律來書寫反應方程式；
（4）利用（3）中的化學反應方程式及恰好與0.335g純Na₂C₂O₄反應完全來計算．

解答 解：（1）由軟錳礦與過量固體KOH和KClO₃在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，則反應為3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由濾液酸化后，K₂MnO₄轉變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，則反應為3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案為：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由KMnO₄能與熱的經硫酸化的Na₂C₂O₄反應生成Mn²⁺和CO₂，則反應為2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（4）設該KMnO₄的純度為y，根據(jù)2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，
    $\frac{2}{5}$KMnO₄---Na₂C₂O₄
    $\frac{2}{5}$×158      134
    0.165×y     0.335
y=$\frac{\frac{0.335g}{134g/mol}×\frac{2}{5}×158g/mol}{0.165g}$×100%=95.8%，
答：該KMnO₄的純度為95.8%．

點評 本題考查化學反應方程式的書寫及有關氧化還原反應的計算，明確反應物與生成物及物質之間的關系是解答的關鍵，難度不大．