Question

高錳酸鉀是中學常用的試劑．工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀流程如下．

（1）寫出實驗室利用KMnO₄分解制取O₂的化學方程式

 

（2）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒原理與下列物質相同的是

 

A．84消毒液（NaClO溶液）                   B．雙氧水
C．苯酚                                   D．75%酒精
（3）在滴定實驗中，常用

 

（填“酸式”或“堿式”）滴定管量取KMnO₄溶液．
（4）寫出反應①的化學方程式

 

（5）操作Ⅰ的名稱是

 

；操作Ⅱ根據(jù)KMnO₄和K₂CO₃兩物質在

 

（填性質）上的差異，采用

 

（填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO₄粗晶體．
（6）上述流程中可以循環(huán)使用的物質有

 

、

 

（寫化學式），鑒于此現(xiàn)用100噸軟錳礦（含MnO₂ 87.0%），理論上可生產(chǎn)KMnO₄晶體

 

噸（不考慮制備過程中原料的損失）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）實驗室利用KMnO₄分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
（2）KMnO₄有強氧化性，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣；
（3）根據(jù)KMnO₄溶液具有強氧化性，會氧化橡皮管，所以應用酸式滴定管；
（4）由工藝流程轉化關系可知，K₂MnO₄與二氧化碳反應生成高錳酸鉀、碳酸鉀和二氧化錳；
（5）分離固體與溶液，采用過濾操作，利用KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上進行分離；
（6）最初反應物中和最終生成物中含有的物質就能循環(huán)利用；根據(jù)錳原子守恒計算．

解答： 解：（1）實驗室利用KMnO₄分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，方程式為2KMnO₄ 

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，故答案為：2KMnO₄ 

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）KMnO₄有強氧化性，利用其強氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故選：AB；
（3）根據(jù)KMnO₄溶液具有強氧化性，會氧化橡皮管，所以應用酸式滴定管，故答案為：酸式；
（4）由工藝流程轉化關系可知，K₂MnO₄與二氧化碳反應生成高錳酸鉀、碳酸鉀和二氧化錳，方程式為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，
故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂；
（5）該操作是分離固體與溶液，是過濾操作，KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上不同采用熱的情況下采用濃縮結晶的方式可分離，
故答案為：過濾；溶解性；濃縮結晶；
（6）在開始的反應物和最終的生成物中都含有MnO₂和KOH，所以二氧化錳和氫氧化鉀能循環(huán)使用；根據(jù)錳原子守恒，理論上可生產(chǎn)KMnO₄晶體質量為：

100噸×87.0%

87g/mol

×158g/mol=158噸，故答案為：MnO₂；KOH；158．

點評：本題考查常見氧化劑與還原劑、氧化還原反應、化學計算和對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．