Question

實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：
①軟錳礦和過量的固體KOH和KClO₃在高溫下反應(yīng)生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，方程式為：3MnO₂+KClO₃+6KOH

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
②用水溶解，濾去殘?jiān)�，濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄；
③濾去MnO₂沉淀，濃縮溶液，結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO₄．
試回答：
（1）步驟①中的反應(yīng)，氧化劑是

 

，氧化產(chǎn)物是

 

（均填化學(xué)式）．
（2）寫出步驟②的離子方程式：

 

．
（3）步驟3的操作是：

 

．
（4）MnO₂可用作堿性鋅錳干電池的原料，該電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液，放電時(shí)反應(yīng)為Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnO（OH）+Zn（OH）₂；該電池的正極反應(yīng)式為

 

．
（5）MnO₂也可用作實(shí)驗(yàn)室制氯氣的原料，現(xiàn)按下列兩種取量反應(yīng)，比較產(chǎn)生氯氣在相同狀況下的體積大小，并說明原因：
①50mL 12mol/L鹽酸與足量MnO₂共熱反應(yīng)
②0.15mol MnO₂與足量12mol/L鹽酸共熱反應(yīng)
（6）現(xiàn)在有上述實(shí)驗(yàn)制得的KMnO₄以及Fe₂（SO₄）₃、MnSO₄、K₂SO₄、FeSO₄、H₂SO₄、H₂O等七種物質(zhì)，可以組成一個(gè)氧化還原反應(yīng)，寫出配平之后的該反應(yīng)的反應(yīng)物，并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移關(guān)系：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng),氧化還原反應(yīng)方程式的配平,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：氧化還原反應(yīng)專題,電化學(xué)專題

分析：（1）3MnO₂+KClO₃+6KOH

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O中，Mn元素的化合價(jià)升高，Cl元素的化合價(jià)降低；
（2）K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，為Mn元素自身氧化還原反應(yīng)；
（3）由溶液得到晶體，需要蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
（4）堿性電池中，正極上MnO₂得到電子；
（5）稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)，只有濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣；
（6）發(fā)生2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+8H₂O，F(xiàn)e失去電子，Mn得到電子，轉(zhuǎn)移10e^-，以此解答．

解答： 解：（1）3MnO₂+KClO₃+6KOH

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O中，Mn元素的化合價(jià)升高，Cl元素的化合價(jià)降低，則KClO₃為氧化劑，K₂MnO₄為氧化產(chǎn)物，
故答案為：KClO₃；K₂MnO₄；
（2）K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，為Mn元素自身氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)為4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O，故答案為：4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由溶液得到晶體，需要蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，即步驟③的操作為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
（4）堿性電池中，正極上MnO₂得到電子，正極反應(yīng)為MnO₂+e^-+H₂O═MnO（OH）+OH^-，故答案為：MnO₂+e^-+H₂O═MnO（OH）+OH^-；
（5）稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)，只有濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，由兩個(gè)反應(yīng)對(duì)比可知，②產(chǎn)生的氯氣更多，因?yàn)棰僦须S反應(yīng)進(jìn)行鹽酸變稀后反應(yīng)停止，
答：②產(chǎn)生的氯氣更多，因?yàn)棰僦须S反應(yīng)進(jìn)行鹽酸變稀后反應(yīng)停止；
（6）發(fā)生2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+8H₂O，F(xiàn)e失去電子，Mn得到電子，轉(zhuǎn)移10e^-，用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移關(guān)系為
，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)及應(yīng)用的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．