Question

【題目】高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程：

（1） KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列_____物質相似。

A 75%酒精　 B 雙氧水 　　　C 苯酚 D “84”消毒液（NaClO溶液）

（2）操作Ⅰ的名稱是________；

（3）上述流程中可以循環使用的物質有石灰、CO2、____，____；（寫化學式）。

（4） 向K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4，該反應中的還原劑是_______。

（5） 鉍酸鈉（NaBiO3，不溶于水）用于定性檢驗酸性溶液中Mn2+的存在（鉍元素的還原產物為Bi3+，Mn的氧化產物為+7價），寫出反應的離子方程式：___________。

（6） 寫出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發生的主要反應的化學方程式：__________。

Answer 1

【答案】BD 過濾 KOH MnO2 K2MnO4 2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O

【解析】

將MnO2和KOH粉碎，目的是增大反應物的接觸面積，加快反應速率，然后將混合物熔融并通入空氣，根據流程圖知，二者反應生成K2MnO4，根據元素守恒知還生成H2O，K2MnO4和CO2反應生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2難溶于水，將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根據KMnO4、K2CO3溶解度差異采用加熱濃縮、冷卻結晶的方法獲得KMnO4晶體，母液中含有K2CO3，加入CaO，發生反應K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH，從而得到KOH；將KMnO4晶體洗滌干燥得到純凈的KMnO4晶體。

（1）KMnO4有強氧化性，利用其強氧化性殺菌消毒，消毒原理與雙氧水、NaClO一樣，故答案為：BD；

（2）K2MnO4和CO2反應生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2難溶于水，將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液，操作Ⅰ的名稱是過濾，故答案為：過濾；

（3）制備中利用的原料，在轉化過程中又生成的可以循環利用．由轉化關系圖知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH，會在MnO2、KOH的熔融制備K2MnO4中被循環利用，故答案為：KOH；MnO2；

（4）由工藝流程轉化關系可知，向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，反應只有Mn元素的化合價發生變化，由+6價降低為+4價，由+6價升高為+7價，所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，故答案為：K2MnO4；

（5）鉍酸鈉（不溶于水）在酸性溶液中與Mn2+反應生成MnO4-和Bi3+，則反應的離子方程式為：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O；故答案為：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O；

（6）由工藝流程轉化關系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發生反應生成K2MnO4，根據元素守恒還應生成水．反應中錳元素由+4價升高為+6價，總升高2價，氧元素由0價降低為-2價，總共降低4價，化合價升降最小公倍數為4，所以MnO2系數2，O2系數為1，根據錳元素守恒確定K2MnO4系數為2，根據鉀元素守恒確定KOH系數為4，根據氫元素守恒確定H2O系數為2，所以反應化學方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案為： 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。