Question

高錳酸鉀是常用的氧化劑．工業(yè)上以軟錳礦（主要成分是MnO₂）為原料制備高錳酸鉀晶體．如圖是實(shí)驗(yàn)室制備的操作流程：

上述反應(yīng)②的化學(xué)方程式：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+MnO₂+2K₂CO₃
已知：

物質(zhì)	K2CO3	KHCO3	K2SO4	CH3COOK
293K溶解度（g）	111	33.7	11.1	217

（1）加熱軟錳礦、KClO₃和KOH固體時(shí)，不采用瓷坩堝而選用鐵坩堝的理由是

 

；反應(yīng)①的化學(xué)方程式為

 

．
（2）從濾液中得到KMnO₄晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是

 

（選填字母代號(hào)，下同）．
    a．蒸餾    b．蒸發(fā)    c．灼燒    d．抽濾    e．冷卻結(jié)晶
（3）制備過(guò)程中需要用到純凈的CO₂氣體．制取純CO₂凈最好選擇下列試劑中

 

．
    a．石灰石    b．濃鹽酸    c．稀疏酸    d．純堿
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若CO₂過(guò)量會(huì)生成KHCO₃，導(dǎo)致得到的KMnO₄產(chǎn)品的純度降低．原因是

 

．
（5）由于CO₂的通人量很難控制，因此對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)，即把實(shí)驗(yàn)中通CO₂改為加其他的酸．從理論上分析，選用下列酸中

 

，得到的產(chǎn)品純度更高．
    a．醋酸    b．濃鹽酸    c．稀硫酸．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）瓷坩堝中的二氧化硅和強(qiáng)堿反應(yīng)，坩堝被腐蝕，加熱條件下，二氧化錳、氫氧化鉀和氯酸鉀反應(yīng)生成錳酸鉀、氯化鉀和水；
（2）依據(jù)濾液中得到溶質(zhì)晶體的方法是濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾或抽濾得到晶體；
（3）若要在實(shí)驗(yàn)室制備較純凈的CO₂，不能采用鹽酸因?yàn)樗�有揮發(fā)性；
（4）工藝流程可知，CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₂，根據(jù)元素守恒可知，會(huì)生成K₂CO₃，若通入CO₂太多，會(huì)生KHCO₃，濾液中含有KHCO₃、KMnO₄；
（5）分析鹽酸具有還原性容易被高錳酸鉀氧化，使產(chǎn)品變質(zhì)，硫酸反應(yīng)生成的硫酸鉀溶解度小，會(huì)隨高錳酸鉀晶體析出；

解答： 解：（1）瓷坩堝中的二氧化硅和強(qiáng)堿反應(yīng)，坩堝被腐蝕，加熱軟錳礦、KClO₃和KOH固體時(shí)，不采用瓷坩堝而選用鐵坩堝；加熱條件下，二氧化錳、氫氧化鉀和氯酸鉀反應(yīng)生成錳酸鉀、氯化鉀和水，反應(yīng)方程式為：3MnO₂+6KOH+KClO₃

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：高溫下強(qiáng)堿會(huì)和瓷坩堝中的二氧化硅反應(yīng)腐蝕坩堝，3MnO₂+6KOH+KClO₃

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）從濾液中得到KMnO₄晶體的實(shí)驗(yàn)操作是濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾或抽濾得到晶體；
故答案為：bed；
（3）若要在實(shí)驗(yàn)室制備較純凈的CO₂，不能采用鹽酸，因?yàn)橛袚]發(fā)性，硫酸與碳酸鈣制取二氧化碳反應(yīng)被生成的硫酸鈣微溶物阻止反應(yīng)進(jìn)行不可取，所以選擇碳酸鈉與硫酸；
故答案為cd；
（4）工藝流程可知，CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₂，根據(jù)元素守恒可知，會(huì)生成K₂CO₃，若通入CO₂太多，會(huì)生KHCO₃，濾液中含有KHCO₃、KMnO₄，在加熱濃縮時(shí)，會(huì)有KHCO₃晶體和KMnO₄晶體一起析出，
故答案為：KHCO₃的溶解度比K₂CO₃小的多，濾液蒸發(fā)濃縮時(shí)KHCO₃會(huì)隨KMnO₄一起結(jié)晶析出；
（5）因?yàn)辂}酸具有還原性，易被高錳酸鉀氧化，醋酸鉀的溶解度比硫酸鉀大的多，蒸發(fā)濃縮時(shí)基本上都會(huì)留在母液中，硫酸加入生成的硫酸鉀溶解度小，會(huì)隨KMnO₄一起結(jié)晶析出得到的高錳酸鉀中含有雜質(zhì)；
故答案為：a；

點(diǎn)評(píng)：本題考查常見氧化劑與還原劑、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算和對(duì)工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．