Question

【題目】高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程：

（1） KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列_____物質(zhì)相似。

A．75%酒精　 B．雙氧水 　　　C．苯酚 D．“84”消毒液（NaClO溶液）

（2）操作Ⅰ的名稱是________；操作Ⅱ是根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在__________ （填性質(zhì)）上差異，采用 __________（填操作步驟）、趁熱過(guò)濾得到KMnO4粗晶體的。

（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有石灰、CO2、____和____ （寫化學(xué)式）。

（4） 向K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4，該反應(yīng)中的還原劑是_______。

（5） 鉍酸鈉（NaBiO3，不溶于水）用于定性檢驗(yàn)酸性溶液中Mn2+的存在（鉍元素的還原產(chǎn)物為Bi3+，Mn的氧化產(chǎn)物為+7價(jià)），寫出反應(yīng)的離子方程式：__________________。

（6） 寫出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。

（7）若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過(guò)程中的損失，則1mol MnO2可制得_____mol KMnO4。

Answer 1

【答案】BD 過(guò)濾 溶解度 濃縮結(jié)晶 KOH MnO2 K2MnO4 2Mn2++5NaBiO3+14H+==2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O

【解析】

由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成K2MnO4，向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，通過(guò)過(guò)濾，分離出二氧化錳，濾液中含KMnO4和K2CO3，根據(jù)KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式可分離出高錳酸鉀和碳酸鉀，對(duì)粗高錳酸鉀進(jìn)行重結(jié)晶、干燥得到純凈的高錳酸鉀；向碳酸鉀溶液中加入石灰生成碳酸鈣和氫氧化鈉，

高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，常常利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性進(jìn)行消毒；

分離固體與溶液，采用過(guò)濾操作，利用KMnO4和K2CO3在溶解性上進(jìn)行分離；

制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中又生成的可以循環(huán)利用；

由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，所含元素化合價(jià)升升降確定氧化劑還原劑；

（6）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成K2MnO4，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水．反應(yīng)中錳元素由+4價(jià)升高為+6價(jià)，總升高2價(jià)，氧元素由0價(jià)降低為-2價(jià)，總共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，所以MnO2系數(shù)2，O2系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒確定K2MnO4系數(shù)，根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)，根據(jù)氫元素守恒確定H2O系數(shù)；

（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，常常利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性進(jìn)行消毒．

A、75%酒精是通過(guò)酒精滲透到細(xì)菌體內(nèi)，使細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固（變性），從而殺死細(xì)菌，故A錯(cuò)誤；
B、雙氧水具有強(qiáng)氧化性，常常利用雙氧水的強(qiáng)氧化性進(jìn)行殺菌消毒，故B正確；

C、苯酚是通過(guò)滲透到細(xì)菌體內(nèi)，使細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固（變性），從而殺死細(xì)菌，故C錯(cuò)誤；

D、NaClO溶液中次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，常常利用次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性進(jìn)行殺菌消毒，故D正確，

故選BD；

（2）該操作是分離固體與溶液，是過(guò)濾操作，KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式可分離，

故答案為：過(guò)濾；溶解度;蒸發(fā)結(jié)晶；

（3）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中又生成的可以循環(huán)利用．由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH，會(huì)在MnO2、KOH的熔融制備K2MnO4中被循環(huán)利用，

故答案為：KOH；MnO2；

（4）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，反應(yīng)只有Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，由+6價(jià)降低為+4價(jià)，降低2，由+6價(jià)升高為+7價(jià)，升高1，所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，故還原劑是K2MnO4

答案是K2MnO4

（5）鉍酸鈉（不溶于水）在酸性溶液中與Mn2+反應(yīng)生成MnO4-和Bi3+，則反應(yīng)的離子方程式為：2Mn2++5NaBiO3+14H+═2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O；

故答案為：2Mn2++5NaBiO3+14H+═2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O

（6）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成K2MnO4，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水．反應(yīng)中錳元素由+4價(jià)升高為+6價(jià)，總升高2價(jià)，氧元素由0價(jià)降低為-2價(jià)，總共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，所以MnO2系數(shù)2，O2系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒確定K2MnO4系數(shù)為2，根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)為4，根據(jù)氫元素守恒確定H2O系數(shù)為2，所以反應(yīng)化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O故答案為：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O

（7）（4）由2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 可知最初的原料中1mol MnO2恰好得到1mol K2MnO4．由3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1mol K2MnO4在反應(yīng)中能得到2/3molKMnO4，

故答案為：2/3；