Question

1．實驗室以軟錳礦（主要成分為MnO₂，還有少量FeO、Fe₂O₃、MgO和Al₂O₃雜質(zhì)）為原料制備高錳酸鉀的流程如圖1

（1）“酸浸”需要加熱的目的是加快反應(yīng)速率，此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O或Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O或Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．（任寫一條）
（2）“熔融”過程中，MnO₂被KC1O₃氧化成K₂MnO₄
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
②加入KC1O₃應(yīng)過量的原因除了提高M(jìn)nO₂利用率，還有KC1O₃自身會分解
③將適量KClO₃和KOH混合均勻后在坩堝內(nèi)高溫反應(yīng)，應(yīng)選用坩堝為b．（選填序號）
a．石英坩堝     b．鐵坩堝     c．氧化鋁坩堝
（3）己知：①MnO₄^2-只存在于強(qiáng)堿環(huán)境（pH＞13.5）中，當(dāng)pH降低時，MnO₄^2-會歧化為MnO4-和MnO₂；②飽和碳酸鉀溶液的pH約為12.3，飽和碳酸氫鉀溶液的pH約為8.8；③相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖2．
請補(bǔ)充完整由浸取液制備KMnO₄晶體的實驗方案：向浸取液中緩緩?fù)ㄈ隒O₂，低溫供干得KMn₄晶體．

Answer 1

分析 以軟錳礦（主要成分為MnO₂，還有少量FeO、Fe₂O₃、MgO和Al₂O₃雜質(zhì)）為原料制備高錳酸鉀的流程：由流程可知，加硫酸溶解后，F(xiàn)eO、Fe₂O₃、MgO和Al₂O₃雜質(zhì)溶于硫酸，F(xiàn)eO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，MnO₂不溶，過濾得到MnO₂，加入KC1O₃、KOH，MnO₂被KC1O₃氧化成K₂MnO₄，發(fā)生反應(yīng)：3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，加入蒸餾水浸取，向浸取液中緩緩?fù)ㄈ隒O₂，再調(diào)節(jié)pH≈12.3，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，低溫供干得K₂MnO₄晶體，以此分析來解答．

解答 解：（1）“酸浸”需要加熱的目的是加快反應(yīng)速率，此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有：FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，
故答案為：加快反應(yīng)速率；FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O或 Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O或Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）①“熔融”過程中，MnO₂被KC1O₃氧化成K₂MnO₄，發(fā)生反應(yīng)：3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
故答案為：3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
②為了提高M(jìn)nO₂利用率，KC1O₃自身會分解，故加入KC1O₃應(yīng)過量；
故答案為：KC1O₃自身會分解；
③加熱熔融物含有強(qiáng)堿KOH應(yīng)用鐵坩堝；
故答案為：b；
（3）已知：：①MnO₄^2-只存在于強(qiáng)堿環(huán)境（pH＞13.5）中，當(dāng)pH降低時，MnO₄^2-會歧化為MnO4-和MnO₂；②飽和碳酸鉀溶液的pH約為12.3，飽和碳酸氫鉀溶液的pH約為8.8；③由溶解度曲線圖2可知：溫度較低時，K₂MnO₄溶解度隨溫度升高而升高，故要低溫烘干，
則由浸取液制備KMnO₄晶體的實驗方案為：向浸取液中緩緩?fù)ㄈ隒O₂，再調(diào)節(jié)pH≈12.3，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，低溫供干得K₂MnO₄晶體；
故答案為：至pH≈12.3，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用能力，題目難度中等．