Question

實驗室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：
①軟錳礦和過量的固體KOH和KClO₃在高溫下反應生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，方程式為：3MnO₂+KClO₃+6KOH

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
②用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K₂MnO₄轉變?yōu)镸nO₂和KMnO₄；
③濾去MnO₂沉淀，濃縮溶液，結晶得到深紫色的針狀KMnO₄．
試回答：
（1）步驟①中的反應，氧化劑是

 

，氧化產物是

 

（均填化學式）．
（2）寫出步驟②的離子方程式：

 

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（3）步驟3的操作是：

 

．
（4）MnO₂可用作堿性鋅錳干電池的原料，該電池以KOH溶液作電解質溶液，放電時反應為Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnO（OH）+Zn（OH）₂；該電池的正極反應式為

 

．
（5）MnO₂也可用作實驗室制氯氣的原料，現按下列兩種取量反應，比較產生氯氣在相同狀況下的體積大小，并說明原因：
①50mL 12mol/L鹽酸與足量MnO₂共熱反應
②0.15mol MnO₂與足量12mol/L鹽酸共熱反應
（6）現在有上述實驗制得的KMnO₄以及Fe₂（SO₄）₃、MnSO₄、K₂SO₄、FeSO₄、H₂SO₄、H₂O等七種物質，可以組成一個氧化還原反應，寫出配平之后的該反應的反應物，并用單線橋標明電子轉移關系：

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應,氧化還原反應方程式的配平,常見化學電源的種類及其工作原理

專題：氧化還原反應專題,電化學專題

分析：（1）3MnO₂+KClO₃+6KOH

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O中，Mn元素的化合價升高，Cl元素的化合價降低；
（2）K₂MnO₄轉變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，為Mn元素自身氧化還原反應；
（3）由溶液得到晶體，需要蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶；
（4）堿性電池中，正極上MnO₂得到電子；
（5）稀鹽酸與二氧化錳不反應，只有濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣；
（6）發(fā)生2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+8H₂O，Fe失去電子，Mn得到電子，轉移10e^-，以此解答．

解答： 解：（1）3MnO₂+KClO₃+6KOH

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O中，Mn元素的化合價升高，Cl元素的化合價降低，則KClO₃為氧化劑，K₂MnO₄為氧化產物，
故答案為：KClO₃；K₂MnO₄；
（2）K₂MnO₄轉變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，為Mn元素自身氧化還原反應，離子反應為4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O，故答案為：4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由溶液得到晶體，需要蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，即步驟③的操作為蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶；
（4）堿性電池中，正極上MnO₂得到電子，正極反應為MnO₂+e^-+H₂O═MnO（OH）+OH^-，故答案為：MnO₂+e^-+H₂O═MnO（OH）+OH^-；
（5）稀鹽酸與二氧化錳不反應，只有濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，由兩個反應對比可知，②產生的氯氣更多，因為①中隨反應進行鹽酸變稀后反應停止，
答：②產生的氯氣更多，因為①中隨反應進行鹽酸變稀后反應停止；
（6）發(fā)生2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+8H₂O，Fe失去電子，Mn得到電子，轉移10e^-，用單線橋標明電子轉移關系為
，故答案為：．

點評：本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應及應用的考查，綜合性較強，題目難度中等．