Question

【題目】高錳酸鉀是一種常用的氧化劑。如圖是利用軟錳礦（主要成分為MnO2）制備高錳酸鉀的一種工藝（流程中部分產(chǎn)物已略去）：

相關(guān)物質(zhì)不同溫度下的溶解度（單位：g）數(shù)據(jù)如表：

（1）“熔融”步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（2）K2MnO4溶液中加入冰醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_____。

（3）操作2是_____、_____、_____。

（4）圖中可以直接進(jìn)行循環(huán)利用的物質(zhì)是_____（填化學(xué)式）。

（5）KMnO4粗晶體中的主要雜質(zhì)（填化學(xué)式）有_____和_____，若用硫酸代替圖中的冰醋酸，則導(dǎo)致的問題及原因是_____。

Answer 1

【答案】3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 3MnO42-+4CH3COOH=2MnO4-+MnO2↓+2H2O+4CH3COO- 蒸發(fā)濃縮（或加熱濃縮） 冷卻結(jié)晶（或降溫結(jié)晶） 過濾 MnO2 KCl CH3COOK 反應(yīng)生成K2SO4，而K2SO4在常溫下的溶解度也較小，析出后從而導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低或硫酸酸性太強(qiáng)，導(dǎo)致MnO4-將Cl-氧化，產(chǎn)生有毒的Cl2，KMnO4損失且純度降低

【解析】

（1）根據(jù)流程，“熔融”步驟中加入原料是KClO3、KOH、MnO2，得到K2MnO4，Mn的化合價(jià)由＋4價(jià)升高到＋6價(jià)，化合價(jià)升高，MnO2為還原劑，KClO3為氧化劑，被還原成KCl，根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平，即化學(xué)方程式為：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；

（2）根據(jù)流程，加入冰醋酸，得到KMnO4、CH3COOK、MnO2，只有Mn的化合價(jià)發(fā)生改變，即K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平，得出離子方程式為3MnO42－+4CH3COOH=2MnO4－+MnO2↓+2H2O+4CH3COO－；

（3）濾液1中主要成分是KMnO4、CH3COOK、KCl，操作2是從溶液中得到溶質(zhì)固體，結(jié)合KMnO4的溶解度隨溫度的降低而減小，則操作2應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；

（4）經(jīng)過操作1后所得濾渣的主要成分是MnO2，，與軟錳礦的主要成分相同，也是唯一可以循環(huán)利用的物質(zhì)；

（5）KMnO4粗晶體中主要含有的雜質(zhì)為KCl、CH3COOK，若用硫酸代替圖中的冰醋酸，生成K2SO4在常溫下溶解度較小，析出從而導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低，同時(shí)硫酸的酸性太強(qiáng)，導(dǎo)致MnO4－將Cl－氧化產(chǎn)生有毒的Cl2，KMnO4損失且純度降低。