Question

【題目】高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：

回答下列問題：

（1）“平爐”中發(fā)生的化學方程式為 。

（2）“平爐”中需要加壓，其目的是 。

（3）將K2MnO4轉化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。

①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應，反應中生成KMnO4，MnO2和 （寫化學式）。

②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽極發(fā)生的電極反應為 ，陰極逸出的氣體是 。

③CO2的等電子體COS，分子 COS電子式為_______________。

（4）高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000 mol·L1的H2C2O4標準溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液滴定，滴定終點現(xiàn)象 ，該反應中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________________。

Answer 1

【答案】（1）2MnO2+4KOH+O22K2Mn04+2H2O（2）加快反應速率，提高的轉化率

（3）①KHCO3②MnO42--e-=MnO4-H2（1分）③

（4）最后一滴變?yōu)闇\紫紅色，，且半分鐘內(nèi)不變色；2:5

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)流程圖可知，在“平爐”中MnO2、KOH、O2在加熱時會反應產(chǎn)生K2MnO4，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物質(zhì)是H2O，根據(jù)原子守恒、電子守恒可得發(fā)生的化學方程式為2MnO2+4KOH+O22K2Mn04+2H2O；

（2）由于上述反應中氧氣的狀態(tài)是氣態(tài)，在“平爐”中增大壓強，就可以使反應物氧氣的濃度增大，根據(jù)外界條件對化學反應速率的影響，增大反應物的濃度，可以使化學反應速率加快；再結合外界條件對化學平衡移動的影響，任何反應都具有一定的可逆性，該反應的正反應是氣體體積減小的反應。若增大壓強，可以使化學平衡向氣體體積減小的正反應方向移動，故可以提高原料的轉化率；

（3）①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，這時K2MnO4會發(fā)生歧化反應，生成KMnO4、MnO2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物是KHCO3；

②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽陽極，MnO42失去電子，發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生MnO4。陽極的電極反應式是：MnO42e=MnO4；在陰極，溶液中的水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩觯�陰極的電極反應式是：2H2O+2e=H2↑+2OH，所以陰極逸出的氣體是H2；

③CO2的等電子體COS分子，則根據(jù)二氧化碳的電子式可知COS電子式為；

（4）由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，則終點實驗現(xiàn)象是最后一滴變?yōu)闇\紫紅色，，且半分鐘內(nèi)不變色；根據(jù)離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5。