Question

【題目】高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線(xiàn)如下：

回答下列問(wèn)題：

（1）“平爐”中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。

（2）“平爐”中需要加壓，其目的是 。

（3）將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。

①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成KMnO4，MnO2和 （寫(xiě)化學(xué)式）。

②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ，陰極逸出的氣體是 。

③CO2的等電子體COS，分子 COS電子式為_(kāi)____________。

（4）高錳酸鉀純度的測(cè)定：稱(chēng)取1.0800 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000 mol·L1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液滴定，滴定終點(diǎn)現(xiàn)象 ，該反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比 。

Answer 1

【答案】（1）2MnO2+4KOH+O22K2Mn04+2H2O

（2）加快反應(yīng)速率，提高其轉(zhuǎn)化率

（3）①KHCO3②MnO42--e-=MnO4-；H2③

（4）最后一滴變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)不變色；2:5

【解析】

試題分析：（1）流程分析可知平爐中發(fā)生的反應(yīng)是氫氧化鉀、二氧化錳和氧氣加熱反應(yīng)生成錳酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O。

（2）“平爐”中加壓能提高氧氣的濃度，加快反應(yīng)速率，題高軟錳礦轉(zhuǎn)化率。

（3）①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，根據(jù)元素守恒以及二氧化碳過(guò)量推測(cè)反應(yīng)生成KMnO4，MnO2和KHCO3。

②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽中陽(yáng)極，MnO42-失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnO4-．電極反應(yīng)式是：MnO42--e-=MnO4-；在陰極，水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩�，電極反應(yīng)式是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；所以陰極逸出的氣體是H2。

③CO2的等電子體COS，分子 COS電子式為：。

（5）用標(biāo)準(zhǔn)的草酸溶液滴定高錳酸鉀溶液時(shí)，當(dāng)?shù)稳?/span>最后一滴變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)不變色即達(dá)到滴定終點(diǎn)；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，可知KMnO4與草酸反應(yīng)的定量關(guān)系是2KMnO4～5H2C2O4。且依據(jù)化合價(jià)變化可知KMnO4是氧化劑、H2C2O4是還原劑。所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:5。