Question

高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑．以下是工業(yè)上用軟錳礦（主要成分MnO₂）制備高錳酸鉀的一種工藝流程．

請(qǐng)回答：
（1）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒機(jī)理與______（填字母）相同．
a．NaClO溶液　　b．乙醛　　 c．雙氧水　　d.75%的酒精
（2）操作Ⅰ的名稱是______；硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO₂還原為MnSO₄，酸浸時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______
（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有______和______（填化學(xué)式）．若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1mol MnO₂可制得______mol KMnO₄．
（4）MnO₂在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，可被還原為Mn²⁺．寫出MnO₂與濃鹽酸制取氯氣的化學(xué)方程式______
為驗(yàn)證MnO₂具有強(qiáng)氧化性，下列方案可行的是______（填字母）
A．MnO₂固體加入到FeCl₃溶液中，再加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅
B．MnO₂固體加入到Na₂SO₃溶液中，再加BaCl₂溶液，觀察是否有白色沉淀生成
C．MnO₂固體加入到FeSO₄與KSCN的酸性混合液中，觀察溶液是否變紅
（5）酸性KMnO₄與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)，反應(yīng)開始時(shí)溶液褪色較慢，反應(yīng)一段時(shí)間后褪色會(huì)迅速加快，其原因是______．

Answer 1

解：（1）KMnO₄有強(qiáng)氧化性，利用其強(qiáng)氧化性殺菌消毒，消毒原理與NaClO溶液、雙氧水一樣，乙醛、75%的酒精消毒的原理是使病毒的成分蛋白質(zhì)發(fā)生變性進(jìn)行消毒，故選ac；
故答案為：ac；
（2）二氧化錳難溶于水，高錳酸鉀和碳酸鉀易溶于水，不溶于液體的固體和液體分離的一種方法是過濾；根據(jù)FeSO₄在反應(yīng)條件下將MnO₂還原為MnSO₄，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，故酸浸時(shí)生成硫酸錳、硫酸鐵，根據(jù)元素守恒還有水生成，反應(yīng)方程式為2FeSO₄+MnO₂+2H₂SO₄=MnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+2H₂O．
故答案為：過濾；2FeSO₄+MnO₂+2H₂SO₄=MnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；
（3）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過程中又生成的可以循環(huán)利用．由轉(zhuǎn)化關(guān)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(huì)在MnO₂、KOH的熔融制備K₂MnO₄中被循環(huán)利用；由2MnO₂+4KOH+O₂ 2K₂MnO₄+2H₂O 可知最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol K₂MnO₄，由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應(yīng)中能得到 molKMnO₄，
故答案為：KOH、MnO₂；；
（4）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水，反應(yīng)的方程式為
MnO₂+4HCl（濃） MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
A．把MnO₂固體加入到FeCl₃溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅，不加MnO₂固體也能變紅，變紅是三價(jià)鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)的結(jié)果，故A錯(cuò)誤；
B．把Na₂SO₃溶液再加入BaCl₂溶液，有白色沉淀亞硫酸鈉生成，MnO₂固體加入與否無關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．把MnO₂固體加入到FeSO₄溶液中，如果二氧化錳具有氧化性，將+2價(jià)的鐵氧化成+3價(jià)的鐵，則再加入KSCN溶液，三價(jià)鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃顏色為血紅色，所以觀察溶液是否變紅可判斷，故C正確；
故選C．
故答案為：MnO₂+4HCl（濃） MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；C；
（5）酸性KMnO₄與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)，反應(yīng)開始時(shí)溶液褪色較慢，反應(yīng)一段時(shí)間后褪色會(huì)迅速加快，其原因是反應(yīng)生成了催化劑MnSO₄，反應(yīng)生成的Mn²⁺，起催化作用，催化劑降低了反應(yīng)所需的活化能，加快反應(yīng)速率，
故答案為：反應(yīng)生成的Mn²⁺，起催化作用；
分析：（1）KMnO₄有強(qiáng)氧化性，消毒原理與NaClO溶液、雙氧水一樣；
（2）根據(jù)不溶于液體的固體和液體分離的一種方法考慮；根據(jù)FeSO₄在反應(yīng)條件下將MnO₂還原為MnSO₄，則Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，故酸浸時(shí)生成硫酸錳、硫酸鐵，根據(jù)元素守恒還有水生成；
（3）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過程中又生成的可以循環(huán)利用；最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol K₂MnO₄，由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應(yīng)中能得到 molKMnO₄；
（4）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，注意稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)，從而確定方程式；三價(jià)鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃顏色為血紅色，亞硫酸鋇為白色沉淀；
（5）根據(jù)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率以及催化加快反應(yīng)速率的原因進(jìn)行解答；
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，需要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，題目難度中等．