Question

5．高錳酸鉀在實驗室和醫(yī)療上有非常廣泛的應(yīng)用．以下是工業(yè)上用軟錳礦（主要含MnO₂）制備高錳酸鉀晶體的一種工藝流程：

（1）上述生產(chǎn)過程中，第①步的氧化劑為（寫化學(xué)式）O₂．
（2）第②步反應(yīng)的化學(xué)方程式是3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂．
（3）由母液制得KOH應(yīng)加入的物質(zhì)是Ba（OH）₂或Ca（OH）₂或CaO等．寫出相應(yīng)化學(xué)方程式Ca（OH）₂+K₂CO₃═CaCO₃↓+2KOH．
（4）操作Ⅰ用到的儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈），操作Ⅱ是根據(jù)KMnO₄和K₂CO₃兩種物質(zhì)在溶解度上的差異，采用蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO₄粗晶體．

Answer 1

分析 本題是工業(yè)上用軟錳礦（主要含MnO₂）制備高錳酸鉀晶體的一種工藝流程，其中軟錳礦先與KOH的熔融物在有氧氣做氧化劑前提下等到K₂MnO₄，再向K₂MnO₄溶液里通CO₂制KMnO₄，同時等到不溶的MnO₂，通過過濾除去不溶物，再濾液進行分離提純得到KMnO4粗晶體；
（1）軟錳礦先與KOH的熔融物在有氧氣參與反應(yīng)的前提下等到K₂MnO₄，其中Mn元素的化合價升高，MnO₂是還原劑，氧氣是還原劑；
（2）第②步是向K₂MnO₄溶液里通CO₂制KMnO₄，同時得到K₂CO₃，可見反應(yīng)中Mn元素的化合價既升高又降低，還原產(chǎn)物應(yīng)為MnO₂；
（3）將K₂CO₃轉(zhuǎn)化為KOH，應(yīng)選擇一種堿溶液，同時根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的條件，要生成不溶性的碳酸鹽；
（4）操作Ⅰ是過濾，可結(jié)合過濾操作選擇儀器，KMnO₄和KOH的混合溶液中得到，可結(jié)合兩者的溶解度隨溫度變化情況，選擇重結(jié)果進行分離得到KMnO₄粗晶體．

解答 解：（1）軟錳礦與KOH的熔融物在有氧氣作氧化劑的前提下等到K₂MnO₄，故答案為：O₂；
（2）向K₂MnO₄溶液里通CO₂制KMnO₄和K₂CO₃，根據(jù)化合價升降可知還原產(chǎn)物為MnO₂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂；
（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的條件，只要選擇Ca（OH）₂或Ba（OH）₂就可以將K₂CO₃轉(zhuǎn)化為KOH，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+K₂CO₃═Ca CO₃↓+2KOH，
故答案為：Ba（OH）₂或Ca（OH）₂或CaO等；Ca（OH）₂+K₂CO₃═Ca CO_3↓+2KOH；
（4）過濾操作用到的儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈），可利用溶解度的差異通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶的方法分離KMnO₄和KOH的混合溶得到KMnO₄粗晶體，故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）；溶解度．

點評 本題是屬制備實驗操作的設(shè)計與評價，涉及氧化還原反應(yīng)的分析及混合物的分離提純，難度中等，重點考查學(xué)生的基礎(chǔ)掌握情況．