Question

【題目】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：

（1） KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列_____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）操作Ⅰ的名稱是________；

（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有石灰、CO2、____，____；（寫化學(xué)式）。

（4） 向K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4，該反應(yīng)中的還原劑是_______。

（5） 鉍酸鈉（NaBiO3，不溶于水）用于定性檢驗(yàn)酸性溶液中Mn2+的存在（鉍元素的還原產(chǎn)物為Bi3+，Mn的氧化產(chǎn)物為+7價），寫出反應(yīng)的離子方程式：___________。

（6） 寫出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________。

Answer 1

【答案】BD 過濾 KOH MnO2 K2MnO4 2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O

【解析】

將MnO2和KOH粉碎，目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，然后將混合物熔融并通入空氣，根據(jù)流程圖知，二者反應(yīng)生成K2MnO4，根據(jù)元素守恒知還生成H2O，K2MnO4和CO2反應(yīng)生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2難溶于水，將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根據(jù)KMnO4、K2CO3溶解度差異采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法獲得KMnO4晶體，母液中含有K2CO3，加入CaO，發(fā)生反應(yīng)K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH，從而得到KOH；將KMnO4晶體洗滌干燥得到純凈的KMnO4晶體。

（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，故答案為：BD；

（2）K2MnO4和CO2反應(yīng)生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2難溶于水，將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液，操作Ⅰ的名稱是過濾，故答案為：過濾；

（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；

（4）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，反應(yīng)只有Mn元素的化合價發(fā)生變化，由+6價降低為+4價，由+6價升高為+7價，所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，故答案為：K2MnO4；

（5）鉍酸鈉（不溶于水）在酸性溶液中與Mn2+反應(yīng)生成MnO4-和Bi3+，則反應(yīng)的離子方程式為：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O；故答案為：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O；

（6）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+O22K2MnO4+2H2O，故答案為： 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。