Question

近年來，高錳酸鉀在飲用水和工業(yè)污水處理領域的消費需求增長較快。實驗室可用二氧化錳為主要原料制備高錳酸鉀。其部分流程如下：
 
(1)第①步中采用鐵坩堝而不用瓷坩堝的原因是(用化學方程式表示)________________________________________。
(2)KOH、KClO₃和MnO₂共熔反應生成墨綠色K₂MnO₄的化學方程式為________________________________________。
(3)第④步通入CO₂可以使MnO₄^2—發(fā)生反應，生成MnO₄^—和MnO₂。則K₂MnO₄完全反應時，轉(zhuǎn)化為KMnO₄的百分率約為________(精確到0.1%)。
(4)第⑤步趁熱過濾的目的是______________________________________。
(5)第⑥步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時，停止加熱，冷卻結晶、________、洗滌、干燥。干燥過程中，溫度不宜過高，因為____________________________________。

Answer 1

(1)SiO₂＋2KOH=K₂SiO₃＋H₂O
(2)6KOH＋KClO₃＋3MnO₂KCl＋3K₂MnO₄＋3H₂O
(3)66.7 %
(4)減少過濾時的損耗(或防止降溫過程中KMnO₄析出而損耗)
(5)過濾　溫度過高KMnO₄會分解

流程中先將MnO₂轉(zhuǎn)化為K₂MnO₄，K₂MnO₄發(fā)生自身氧化還原反應生成KMnO₄。(1)第①步中采用鐵坩堝而不用瓷坩堝是由于后者含有的SiO₂在高溫下會與KOH發(fā)生反應：SiO₂＋2KOH=K₂SiO₃＋H₂O。(2)KOH、KClO₃和MnO₂共熔時，MnO₂被氧化為K₂MnO₄，KClO₃被還原為KCl，化學方程式為6KOH＋KClO₃＋3MnO₂KCl＋3K₂MnO₄＋3H₂O。(3)第④步通入CO₂可以使MnO₄^2—發(fā)生反應，根據(jù)得失電子守恒可知生成MnO₄^—和MnO₂的物質(zhì)的量之比為2∶1，則K₂MnO₄完全反應時，轉(zhuǎn)化為KMnO₄的百分率約為66.7 %。(4)第⑤步趁熱過濾的目的是防止降溫過程中KMnO₄析出而損耗。(5)干燥過程中，溫度不宜過高，否則KMnO₄會分解。