Question

（08年全國卷Ⅰ）（16分）實驗室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：軟錳礦和過量的固體KOH和KClO₃在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl；用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K₂MnO₄轉變為MnO₂和KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮溶液，結晶得到深紫色的針狀KMnO₄。試回答：

（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學方程式是                                                                    ；

（2）K₂MnO₄制備KMnO₄的離子方程式是                                                         ；

（3）若用2.5g軟錳礦（含MnO₂80%）進行上述實驗，計算KMnO₄的理論產量：

（4）KMnO₄能與熱的經硫酸酸化的Na₂C₂O₄反應，生成Mn²⁺和CO₂，該反應的化學方程式是                                                      ；

（5）上述制得的KMnO₄產品0.165g，恰好與0.335g純Na₂C₂O₄反應。計算該KMnO₄的純度。

Answer 1

解析：考查：氧化還原反應方程式的配平、離子方程式的書寫、根據化學方程式進行的計算。

（1）反應中的變價元素是錳和氯，錳元素由+4價升高為+6價，氯元素由+5價降低到-1價，根據化合價升降總數相等，參加反應的二氧化錳和氯酸鉀的物質的量之比為3：1。故該反應的化學方程式是：

3MnO₂+KClO₃+6KOH 3K₂MnO₄+KCl+3H₂O.

（2）根據化合價變化和電荷守恒可寫出并配平該離子方程式：

3MnO₄^2―+4H⁺=MnO₂↓+2MnO₄^―+2H₂O

（3）根據（1）和（2）中的兩個方程式可以得到關系式：

3MnO₂――――――2KMnO₄

3×87             2×158

2.5g×80%         m(KMnO₄)

m(KMnO₄)= 2×158×2.5g×80% /(3×87) =2.4g。

（4）2KMnO₄+8H₂SO₄+5Na₂C₂O₄ 2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+5Na₂SO₄+8H₂O

（5）根據（4）中的化學方程式：

2KMnO₄――――――――5Na₂C₂O₄

2×158               5×134

m(KMnO₄)            0.335g

m(KMnO₄)= 2×158×0.335g/(5×134)=0.158g

KMnO₄純度=(0.158g/0.165g)×100%=95.8%.