Question

高錳酸鉀是鍤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）KMn0₄是______（填顏色）的晶體，其稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒機理與下列______（填序號）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）寫出K₂Mn0₄溶液中通入CO₂時發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式______
（3）上述流程圖中：①可以循環(huán)使用的物質(zhì)有生石灰、二氧化碳．Mn0₂和______（寫化學(xué)式）；②KMn0₄粗晶體變?yōu)镵MnO₄純晶伴，需經(jīng)過步驟R，R為______（填實驗操作名稱）．
（4）實際生產(chǎn)中，常用硫酸工業(yè)的廢氣（含S0₂）與該廠的廢水（含KMnO₄）按一定比例混合，以減少工業(yè)“三廢”對環(huán)境的污染．寫出KMnO₄與SO₂反應(yīng)的離子方程式為______
（5）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 KMn0₄．

Answer 1

【答案】分析：（1）KMnO₄有強氧化性，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，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制備KMnO₄、還生成K₂CO₃、MnO₂，所含元素化合價升高的反應(yīng)物是還原劑；反應(yīng)中K₂MnO₄→KMnO₄，Mn元素化合價由+6價升高為+7價，共升高變化1價，K₂MnO₄→MnO₂，Mn元素化合價由+6價降低為+4價，共降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，故KMnO₄系數(shù)為2，MnO₂系數(shù)為1．再根據(jù)元素守恒確定其它物質(zhì)的系數(shù)，據(jù)此寫出方程式．
（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）二氧化硫具有還原性和KMnO₄在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸和硫酸錳，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平寫出；
（5）最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol KMnO₄，由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應(yīng)中能得到 mol即0.667molKMnO₄．
解答：解：（1）高錳酸鉀晶體是深紫色，KMnO₄有強氧化性，利用其強氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故選：深紫色，BD；
（2）反應(yīng)中K₂MnO₄→KMnO₄，Mn元素化合價由+6價升高為+7價，共升高變化1價，K₂MnO₄→MnO₂，Mn元素化合價由+6價降低為+4價，共降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，故KMnO₄系數(shù)為2，MnO₂系數(shù)為1．根據(jù)Mn元素守恒可知KMnO₄系數(shù)為3，
根據(jù)K元素守恒可知K₂C0₃系數(shù)為2，由碳元素守恒可知系數(shù)C0₂為2，方程式為3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂．
故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂．
（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；
（4）二氧化硫具有還原性和KMnO₄在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸和硫酸錳，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平得到，5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
故答案為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；
（5）最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol KMnO₄．由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應(yīng)中能得到molKMnO₄，即0.67mol；
故答案為：，或0.67mol；
點評：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)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．