Question

實(shí)驗(yàn)室可有軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過(guò)量固體KOH和KClO₃在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl；用水溶解，濾去殘?jiān)�，濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO₄．請(qǐng)回答：
（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學(xué)方程式是

3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

；
（2）K₂MnO₄制備KMnO₄的離子方程式是

3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O

；
（3）若用2.5g軟錳礦（含MnO₂ 80%）進(jìn)行上述試驗(yàn)，計(jì)算KMnO₄的理論產(chǎn)量；
（4）KMnO₄能與熱的經(jīng)硫酸化的Na₂C₂O₄反應(yīng)生成Mn²⁺和CO₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄

△   .

K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O

；
（5）上述制得的KMnO₄產(chǎn)品0.165g，恰好與0.335g純Na₂C₂O₄反應(yīng)完全．計(jì)算該KMnO₄的純度．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物與生成物來(lái)書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)反應(yīng)物與生成物來(lái)書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式；
（3）利用化學(xué)反應(yīng)方程式及二氧化錳的質(zhì)量代入計(jì)算；
（4）根據(jù)KMnO₄能與熱的經(jīng)硫酸化的Na₂C₂O₄反應(yīng)生成Mn²⁺和CO₂，并利用質(zhì)量守恒定律來(lái)書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式；
（5）利用（4）中的化學(xué)反應(yīng)方程式及恰好與0.335g純Na₂C₂O₄反應(yīng)完全來(lái)計(jì)算．

解答：解：（1）由軟錳礦與過(guò)量固體KOH和KClO₃在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，則反應(yīng)為3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，則反應(yīng)為3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案為：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O、3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O可知，反應(yīng)物和生成物間的計(jì)量關(guān)系為：
MnO₂→K₂MnO₄→KMnO₄
 87          158×

2

3

2.5×80%      x
x=

158g/mol× 2 3 ×2.5g×80%

87g/mol

=2.4g，
答：KMnO₄的理論產(chǎn)量是2.4g；
（4）由KMnO₄能與熱的經(jīng)硫酸化的Na₂C₂O₄反應(yīng)生成Mn²⁺和CO₂，則反應(yīng)為2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄

△   .

K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄

△   .

K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（5）設(shè)該KMnO₄的純度為y，根據(jù)2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄

△   .

K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，
   

2

5

KMnO₄---Na₂C₂O₄
   

2

5

×158      134
    0.165×y     0.335
y=

0.335g 134g/mol ×  2 5 ×158g/mol

0.165g

100%=95.8%，
答：該KMnO₄的純度為95.8%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)及有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，明確反應(yīng)物與生成物及物質(zhì)之間的關(guān)系是解答的關(guān)鍵，難度不大．