Question

（16分）MnO2與過量固體KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀（K2MnO4）和KCl，K2MnO4溶液經(jīng)酸化后轉(zhuǎn)化為MnO2和KMnO4。一種MnO2制備KMnO4的方法如下：

（1）寫出“溶化氧化”的化學反應方程式： ；

（2）從溶液②中得到KMnO4粗晶體的方法是 ；

（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是 ；

（4）理論上（若不考慮制備過程中的損失與物質(zhì)循環(huán)）1mol MnO2可制的 mol KMnO4；

（5）已知293K時醋酸鉀的溶解度為217g，硫酸鉀的溶解度為11.1g，請解釋酸化過程中采用醋酸而不采用鹽酸或硫酸的原因：

①不采用鹽酸的原因： ；

②不采用硫酸的原因： 。

（6）采用上述流程制備KMnO4產(chǎn)率并不高，為提高產(chǎn)率，還可以采用以下兩種方法：

①在K2MnO4溶液中通入氯氣，寫出該反應的離子方程式 ；

②電解K2MnO4溶液，電解的總反應離子方程式為 。

 

Answer 1

（1）6KOH + KClO3 + 3MnO2 3K2MnO4 + KCl + 3H2O （3分）

（2）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 （2分）

（3）MnO2 （2分）

（4）2/3 （2分）

（5）①鹽酸具有還原性，高錳酸鉀具有強氧化性，會產(chǎn)生氯氣 （1分）

②硫酸鉀溶解度降低，在蒸發(fā)濃縮過程中容易析出而造成產(chǎn)品高錳酸鉀純度下降（1分）

（6）2MnO42- + Cl2 = 2MnO4- + 2Cl-（2分）

2MnO42- + 2H2O = 2MnO4- + 2OH- + H2↑（3分）

【解析】

試題分析（1）第一步從流程中找到反應物和部分生成物，再根據(jù)電荷守恒配平相應變價的元素，最后用電荷守恒進一步配平即可

（2）關鍵在于審題“溶液②中得到KMnO4粗晶體”

（3）可循環(huán)物質(zhì)為可以從“加進去”和“析出來”的物質(zhì)進行考濾

（4）根據(jù)6KOH + KClO3 + 3MnO2 = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

和 3MnO42- + 4H+ = 2MnO4- + MnO2 ↓+ 2H2O

建立關系式：3MnO2 ～ 3MnO42- ～ 2MnO4-

根據(jù)系數(shù)進行計算即可

（5）①由制氯氣的方法鹽酸與高錳酸鉀反應可知

②由給出的溶解度“硫酸鉀的溶解度為11.1g”可知

（6）①由題意可知，錳酸鉀要轉(zhuǎn)化為高錳酸鉀要被氧化，而氯氣則充當氧化性

②錳酸鉀要轉(zhuǎn)化為高錳酸鉀，則錳酸根要在陽極放電，根據(jù)錳酸鉀溶液的離子成份，類似于電解飽和食鹽水。

考點：氧化還原反應及有關計算；分離和擔純的方法；電化學中電解池的電極反應式的書寫。