Question

【題目】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)使用的物質是；
（4）理論上（若不考慮制備過程中的損失與物質循環(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產率并不高，為提高產率，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

【答案】
（1）3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O
（2）蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾
（3）MnO2
（4）
（5）鹽酸具有還原性，高錳酸鉀具有氧化性會產生氯氣；硫酸鉀溶解度低，在蒸發(fā)濃縮過程中容易析出而造成高錳酸鉀產品純度下降
（6）Cl2+2MnO42﹣=2MnO4﹣+2Cl﹣；2MnO42﹣+2H2O 2MnO4﹣+H2↑+2OH﹣
【解析】解：MnO2與過量固體KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀（K2MnO4）和KCl，溶于水得到溶液①，K2MnO4溶液經(jīng)加入稀醋酸酸化后轉化為MnO2和KMnO4 ． 過濾得到濾渣為MnO2 ， 濾液為溶液②蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，干燥得到KMnO4晶體；（1）由軟錳i隨高錳酸鉀礦與過量固體KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀（K2MnO4）和KCl，反應中化合價變化的元素為Mn、Cl，Mn元素由+4價升高為+6，Cl元素化合價由+5降低為﹣1，根據(jù)化合價升降相等，則二氧化錳與氯酸鉀的物質的量之比為3：1，再根據(jù)原子守恒配平方程式為：3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O， 所以答案是：3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O；（2）由溶液得到晶體，需要蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，即步驟③的操作為蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到KMnO4晶體，
所以答案是：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶；（3）上述過程中MnO2與過量固體KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀（K2MnO4）和KCl，溶于水得到溶液①，K2MnO4溶液經(jīng)加入稀硫酸酸化后轉化為MnO2和KMnO4 ． 過濾得到濾渣為MnO2 ， 循環(huán)使用的物質為二氧化錳，
所以答案是：MnO2；（4）（4）3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O，K2MnO4轉變?yōu)镸nO2和KMnO4 ， 離子反應為4H++3MnO42﹣═MnO2+2MnO4﹣+2H2O，得到定量關系為：

3MnO2～	2KMnO4
3	2
1mol	mol

所以答案是： ；（5）①不采用鹽酸的原因是鹽酸具有還原性，高錳酸鉀具有氧化性，二者混合反應生成污染性的氣體氯氣，
所以答案是：鹽酸具有還原性，高錳酸鉀具有氧化性，反應生成氯氣；
②已知293K時醋酸鉀的溶解度為217g，硫酸鉀的溶解度為11.1g，硫酸鉀溶解度低，在蒸發(fā)濃縮過程中容易析出而造成高錳酸鉀產品純度下降，
所以答案是：硫酸鉀溶解度低，在蒸發(fā)濃縮過程中容易析出而造成高錳酸鉀產品純度下降；（6）①在K2MnO4溶液中通入氯氣，氯氣氧化K2MnO4為高錳酸鉀，反應的離子方程式為：Cl2+2MnO42﹣=2MnO4﹣+2Cl﹣ ，
所以答案是：Cl2+2MnO42﹣=2MnO4﹣+2Cl﹣；
②電解K2MnO4溶液，陽極是MnO42﹣失電子發(fā)生氧化反應生成MnO4﹣ ， 陰極是氫離子得到電子生成氫氣，結合電荷守恒、原子守恒配平書寫電解反應，反應的離子方程式為：2MnO42﹣+2H2O 2MnO4﹣+H2↑+2OH﹣；
所以答案是：2MnO42﹣+2H2O 2MnO4﹣+H2↑+2OH﹣ ．