Question

2．高錳酸鉀是中學(xué)常用的試劑，工業(yè)上可用軟錳礦制備高錳酸鉀流程如圖．

（1）鉍酸鈉（不溶于水）用于定性檢驗(yàn)酸性溶液中Mn²⁺的存在（鉍的還原產(chǎn)物為Bi³⁺，Mn的氧化產(chǎn)物為+7價），寫出反應(yīng)的離子方程式2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Bi³⁺+5Na⁺+7H₂O．
（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AB（填代號）．
a．84消毒液（NaClO溶液）b．雙氧水    c．苯酚   d．75%酒精
（3）理論上（不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失）1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO₄．
（4）該生產(chǎn)中需要純凈的CO₂氣體，為了便于控制反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室所用氣體發(fā)生裝置最好是C（選填代號）．寫出應(yīng)用該裝置制取CO₂的離子方程式CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑．

（5）操作Ⅱ根據(jù)KMnO₄和K₂CO₃兩物質(zhì)在溶解度（填性質(zhì)）上的差異，采用濃縮結(jié)晶（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(zhì)有MnO₂、KOH（寫化學(xué)式）．

Answer 1

分析 MnO₂與KOH在空氣中熔融，加水溶解得到K₂MnO₄溶液，通入二氧化碳得到KMnO₄、MnO₂、K₂CO₃，反應(yīng)方程式為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，過濾除去濾渣（MnO₂），濾液中溶質(zhì)為KMnO₄、K₂CO₃，濃縮結(jié)晶，趁熱過濾得到KMnO₄晶體，濾液中含有K₂CO₃，在濾液中加氫氧化鈣得到碳酸鈣沉淀和KOH；
（1）鉍酸鈉（不溶于水）用于定性檢驗(yàn)酸性溶液中Mn²⁺的存在（鉍的還原產(chǎn)物為Bi³⁺，Mn的氧化產(chǎn)物為+7價），二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液由無色變?yōu)樽仙�，根�?jù)反應(yīng)物和生成物寫出該反應(yīng)的離子方程式；
（2）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑，是因?yàn)楦咤i酸鉀具有強(qiáng)氧化性；
（3）根據(jù)原子守恒及方程式計算1mol MnO₂可制得KMnO₄的物質(zhì)的量；
（4）實(shí)驗(yàn)室用鹽酸與石灰石制備二氧化碳，反應(yīng)不需要加熱，可以用啟普發(fā)生器制備；
（5）利用KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上的差異性進(jìn)行分離；
（6）在流程圖中能參加且生成的物質(zhì)可以循環(huán)利用．

解答 解：MnO₂與KOH在空氣中熔融，加水溶解得到K₂MnO₄溶液，通入二氧化碳得到KMnO₄、MnO₂、K₂CO₃，反應(yīng)方程式為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，過濾除去濾渣（MnO₂），濾液中溶質(zhì)為KMnO₄、K₂CO₃，濃縮結(jié)晶，趁熱過濾得到KMnO₄晶體，濾液中含有K₂CO₃，在濾液中加氫氧化鈣得到碳酸鈣沉淀和KOH；
（1）鉍酸鈉（不溶于水）用于定性檢驗(yàn)酸性溶液中Mn²⁺的存在（鉍的還原產(chǎn)物為Bi³⁺，Mn的氧化產(chǎn)物為+7價），二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液由無色變?yōu)樽仙�，根�?jù)反應(yīng)物和生成物寫出該反應(yīng)的離子方程式為2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Bi³⁺+5 Na⁺+7H₂O，
故答案為：2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Bi³⁺+5 Na⁺+7H₂O；
（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，故答案為：AB；
（3）根據(jù)原子守恒得1molMnO₂生成時1molK₂MnO₄，1molK₂MnO₄在反應(yīng)3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂中生成$\frac{2}{3}$molKMnO₄，所以理論上（不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失）1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO₄，
故答案為：$\frac{2}{3}$；
（4）實(shí)驗(yàn)室用鹽酸與石灰石制備二氧化碳，反應(yīng)不需要加熱，可以用啟普發(fā)生器制備，離子反應(yīng)方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：C；CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；
（5）KMnO₄和K₂CO₃在水溶液中都易溶，但二者溶解性不同，所以利用KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上的差異性進(jìn)行分離；采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO₄粗晶體，
故答案為：溶解性；濃縮結(jié)晶；
（6）根據(jù)流程分析可知：在開始的反應(yīng)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；
故答案為：MnO₂；KOH．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備，為高考�？疾榉绞剑�明確化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)分離提純方法、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意各個過程可能發(fā)生的反應(yīng)及物質(zhì)成分，注意（3）題理論上1mol MnO₂不能制得1mol KMnO₄，為易錯點(diǎn)．