Question

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．
重結(jié)晶

（1）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑，其消毒機(jī)理與下列

 

（填序號）物質(zhì)相似．
A．75%酒精      B．雙氧水       C．苯酚         D． NaClO
（2）根據(jù)流程，寫出用MnO₂制取K₂MnO₄主要反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有石灰、二氧化碳、

 

（寫化學(xué)式）．
（4）若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1mol MnO₂可制得

 

mol KMnO₄．
（5）KMnO₄的粗晶體的提純操作按順序依次為：加熱溶解、

 

、洗滌、干燥．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗設(shè)計題

分析：（1）KMnO₄有強(qiáng)氧化性，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣；
（2）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價升高為+6價，總升高2價，氧元素由0價降低為-2價，總共降低4價，化合價升降最小公倍數(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)；
（3）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過程中又生成的可以循環(huán)利用；
（4）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

3

molKMnO₄；
（5）為提純晶體，需要對晶體進(jìn)行加熱溶解，冷卻過濾，結(jié)晶析出，洗滌、干燥等．

解答： 解：（1）KMnO₄有強(qiáng)氧化性，利用其強(qiáng)氧化性殺菌消毒，消毒原理與雙氧水、NaClO一樣，故選：BD；
（2）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價升高為+6價，總升高2價，氧元素由0價降低為-2價，總共降低4價，化合價升降最小公倍數(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+O₂

熔融  .

2K₂MnO₄+2H₂O，故離子方程式為2MnO₂+4OH^-+O₂

熔融  .

2MnO₄^2-+2H₂O，故答案為：2MnO₂+4OH^-+O₂

熔融  .

2MnO₄^2-+2H₂O；
（3）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過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，會在MnO₂、KOH的熔融制備K₂MnO₄中被循環(huán)利用，故答案為：KOH、MnO₂；
（5）由2MnO₂+4KOH+O₂

熔融  .

2K₂MnO₄+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

3

=0.67molKMnO₄，
故答案為：0.67．
（6）為提純晶體，需要對晶體進(jìn)行加熱溶解，冷卻、過濾，結(jié)晶析出，洗滌、干燥等，故答案為：冷卻、過濾．

點(diǎn)評：本題考查常見氧化劑與還原劑、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計算和對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與靈活運(yùn)用知識解決問題的能力．