Question

11．工業(yè)上以高純度的二氧化錳為原料制備高錳酸鉀的主要流程如下：

已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度（20℃）如下表：

物質(zhì)	K2CO3	K2SO4	KMnO4
溶解度/g	111	11.1	6.34

（1）KMnO₄中錳元素的化合價(jià)為+7．
（2）操作I的名稱是過(guò)濾．“干燥”過(guò)程中溫度不宜過(guò)高的原因是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
（用化學(xué)方程式表示）．
（3）“通CO₂酸化”，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3K₂ MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂ CO₃
若用稀H₂SO₄酸化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3K₂ MnO₄+2H₂ SO₄═2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂SO₄+2H₂O
工業(yè)上不采用稀H₂SO₄酸化的原因是相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離．
（4）電解法也可以實(shí)現(xiàn)由K₂MnO₄向KMnO₄的轉(zhuǎn)化，同時(shí)還生成一種堿和一種單質(zhì)氣體．試寫(xiě)出其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑．與“通CO₂酸化”相比，其優(yōu)點(diǎn)是生成的氫氧化鉀可以循環(huán)使用．

Answer 1

分析 （1）化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零；
（2）過(guò)濾能夠把液體和固體分離；
高錳酸鉀受熱易分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
（3）由物質(zhì)的溶解度可知，工業(yè)上不采用稀H₂SO₄酸化的原因是相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離；
（4）電解錳酸鉀溶液時(shí)，生成高錳酸鉀、氫氧化鉀和氫氣；
不同的工藝流程，優(yōu)缺點(diǎn)不同．

解答 解：（1）設(shè)KMnO₄中錳元素的化合價(jià)為x，
根據(jù)題意有：（+1）+x+（-2）×4=0，
x=+7，
故填：+7．
（2）操作I的名稱是過(guò)濾，通過(guò)過(guò)濾把二氧化錳分離出來(lái)；
“干燥”過(guò)程中溫度不宜過(guò)高的原因是高錳酸鉀受熱易分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
故填：過(guò)濾；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）由物質(zhì)的溶解度可知，相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀溶解度都比較小，因此工業(yè)上不采用稀H₂SO₄酸化的原因是：相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離．
故填：相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離．
（4）電解法也可以實(shí)現(xiàn)由K₂MnO₄向KMnO₄的轉(zhuǎn)化，同時(shí)還生成氫氧化鉀和氫氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑；
與“通CO₂酸化”相比，其優(yōu)點(diǎn)是生成的氫氧化鉀可以循環(huán)使用．
故填：2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑；生成的氫氧化鉀可以循環(huán)使用．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．