Question

【題目】（14分）高錳酸鉀可用于生活消毒，是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的氧化劑。工業(yè)上，用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體．寫出實(shí)驗(yàn)室制取CO2的化學(xué)方程式　　　　　　 。

（2）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是　　　　（填字母）．

a．75%酒精 b．雙氧水 c．苯酚 d． 84消毒液（NaClO溶液）

（3）寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時(shí)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)的方程式： 。

（4）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有　　　　　　 、　　　　　　 （寫化學(xué)式）．

（5）測(cè)定高錳酸鉀樣品純度采用硫酸錳滴定：向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液，產(chǎn)生黑色沉淀。當(dāng)溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不恢復(fù)，表明達(dá)到滴定終點(diǎn)。寫出該反應(yīng)的離子方程式： 。

（6）已知：常溫下，Ksp[Mn（OH）2]=2.4×10-13。工業(yè)上，調(diào)節(jié)pH可以沉淀廢水中Mn2+，當(dāng)pH=10時(shí)，溶液中c（Mn2+）= ___________________。

（7）操作Ⅰ的名稱是　　　　　　 ；操作Ⅱ根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在溶解性上的差異，采用　　　　　　（填操作步驟）、趁熱過(guò)濾得到KMnO4粗晶體．

Answer 1

【答案】（14分）

（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；

（2）bd；

（3）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；

（4）MnO2；KOH；

（5）2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；

（6）2.4×10-5mol/L

（7）過(guò)濾； 濃縮結(jié)晶

【解析】

試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)室利用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)制二氧化碳，反應(yīng)的方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，故答案為：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；

（2）KMnO4有強(qiáng)氧化性，利用其強(qiáng)氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故選bd，故答案為：bd；

（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成K2MnO4，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水．反應(yīng)中錳元素由+4價(jià)升高為+6價(jià)，總升高2價(jià)，氧元素由0價(jià)降低為-2價(jià)，總共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，所以MnO2系數(shù)2，O2系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒確定K2MnO4系數(shù)為2，根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)為4，根據(jù)氫元素守恒確定H2O系數(shù)為2，所以反應(yīng)化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案為：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；

（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，反應(yīng)只有Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，由+6價(jià)降低為+4價(jià)，由+6價(jià)升高為+7價(jià)，所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，故答案為；K2MnO4；

（4）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過(guò)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，故答案為：KOH；MnO2；

（5）向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液，產(chǎn)生黑色沉淀二氧化錳，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+，故答案為：2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+；

（6）當(dāng)pH=10時(shí)，c2（OH-），c（OH-）=1×10-4 mol/L，根據(jù)Ksp[Mn（OH）2]=c（Mn2+）c2（OH-），可知c（Mn2-）===2.4×10-5mol/L，故答案為：2.4×10-5mol/L；

（7）將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過(guò)濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液，所以操作Ⅰ為過(guò)濾，再根據(jù)KMnO4、K2CO3溶解度差異采用濃縮結(jié)晶、趁熱過(guò)濾得到KMnO4粗晶體，故答案為：過(guò)濾； 濃縮結(jié)晶。