Question

【題目】[化學--選修2：化學與技術]高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業等．以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產高錳酸鉀的工藝路線如下：
回答下列問題：
（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按1：1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應將軟錳礦粉碎，其作用是 ．
（2）“平爐”中發生的化學方程式為 ．
（3）“平爐”中需要加壓，其目的是 ．
（4）將K2MnO4轉化為KMnO4的生產有兩種工藝．
①“CO2歧化法”是傳統工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發生歧化反應，反應中生成KMnO4 ， MnO2和（寫化學式）．
②“電解法”為現代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽極發生的電極反應為
， 陰極逸出的氣體是 ．
③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為 ．
（5）高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻．取濃度為0.2000molL﹣1的H2C2O4標準溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL，該樣品的純度為（列出計算式即可，已知2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）．

Answer 1

【答案】
（1）增大接觸面積，加快化學反應速率
（2）2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
（3）增大反應物的濃度，可使化學速率加快
（4）K2CO3；MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；H2；3：2
（5）95.62%
【解析】（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按1：1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應將軟錳礦粉碎，其作用是增大接觸面積加快反應速率，所以答案是：增大接觸面積，加快化學反應速率；
（2）流程分析可知平爐中發生的反應是氫氧化鉀、二氧化錳和氧氣加熱反應生成錳酸鉀和水，反應的化學方程式為：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O，所以答案是：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O；
（3）“平爐”中需要加壓增大導致反應物濃度增大，能提高反應速率，所以答案是：增大反應物的濃度，可使化學速率加快；
（4）①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發生歧化反應，反應中生成KMnO4 ， MnO2 ， 二氧化碳在堿性溶液中生成碳酸鉀，化學式為：K2CO3 ， 所以答案是：K2CO3；②“電解法”為現代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽中陽極，MnO42﹣失去電子，發生氧化反應，產生MnO4﹣ ． 電極反應式是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；在陰極，水電離產生的H+獲得電子變為氫氣逸出，電極反應式是：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣；所以陰極逸出的氣體是H2；所以答案是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；H2；③依據電解法方程式2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2H2↑+2KOH，可知K2MnO4的理論利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反應中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理論利用率是 ，所以二者的理論利用率之比為3：2，所以答案是：3：2；
（5）依據離子方程式2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4與草酸反應的定量關系是2KMnO4～5H2C2O4 ， 配制溶液濃度為c= mol/L，1.0800g樣品中含有KMnO4的物質的量n= × mol=0.006536mol，
KMnO4的質量m=0.006536mol×158g/mol=1.03269g，
純度為： ×100%=95.62%，所以答案是：95.62%；