5.實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(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)瑸V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)方程式為:3MnO2+6KOH+KClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O.
(2)K2MnO4制備KMnO4的離子方程式為:3MnO42-+4H+═MnO2↓+2MnO4-+2H2O.
(3)若用2.5g軟錳礦(含MnO280%)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),計(jì)算KMnO4的理論總產(chǎn)量為2.4g.
(4)KMnO4與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4反應(yīng)生成Mn2+和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O.
(5)軟錳礦在實(shí)驗(yàn)室還用于制兩種重要的氣體,寫出其中一種氣體的制取反應(yīng)方程式:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.

分析 (1)根據(jù)反應(yīng)物與生成物來(lái)書寫反應(yīng)方程式,即由軟錳礦與過(guò)量固體KOH和KClO3在高溫下反應(yīng),生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl來(lái)書寫;
(2)根據(jù)反應(yīng)物與生成物來(lái)書寫反應(yīng)方程式,即由濾液酸化后,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來(lái)書寫;
(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)書寫反應(yīng)方程式;
(5)實(shí)驗(yàn)室可用二氧化錳作催化劑制取氧氣,也可用二氧化錳和濃鹽酸共熱制取氯氣.

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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O,
故答案為:3MnO2+6KOH+KClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O;
(2)由濾液酸化后,K2MnO4轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2和KMnO4,則反應(yīng)為3MnO42-+4H+═MnO2↓+2MnO4-+2H2O,
故答案為:3MnO42-+4H+═MnO2↓+2MnO4-+2H2O;
(3)由3MnO2+6KOH+KClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O、3MnO42-+4H+═MnO2↓+2MnO4-+2H2O可知,反應(yīng)物和生成物間的計(jì)量關(guān)系為:
MnO2→K2MnO4→$\frac{2}{3}$KMnO4
87                          158×$\frac{2}{3}$     
2.5×80%                     x
x=$\frac{158g/mol×\frac{2}{3}×2.5g×80%}{87g/mol}$=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 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O,
故答案為:2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O;
(5)軟錳礦(主要成分為MnO2),可用于制取氧氣、氯氣,如實(shí)驗(yàn)室制取氯氣是二氧化錳和濃鹽酸共熱,反應(yīng)的方程式為:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案為:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫及有關(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,題目難度中等.

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