Question

11．某學(xué)習(xí)小組欲從高錳酸鉀制氧氣剩余物中回收副產(chǎn)物，設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)方案：
【資料卡片】
①KMnO₄能和纖維素反應(yīng)．，在中性溶液中比較穩(wěn)定，加熱堿性條件中的KMnO₄溶液會(huì)有部分KMnO₄和H₂O反應(yīng)，生成MnO₂；
②錳酸鉀溶于水為墨綠色，不穩(wěn)定，在水溶液中能全部轉(zhuǎn)化為KMnO₄、MnO₂和KOH，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：3K₂MnO₄+2H₂O═2KMnO₄和+MnO₂↓+4KOH
【實(shí)驗(yàn)方案】

（1）將剩余物加入水中，觀察到的現(xiàn)象是：①部分固體溶解；②有少量不溶物出現(xiàn)；③溶液由墨綠色變?yōu)樽霞t色．
（2）回收物甲是MnO₂（填化學(xué)式）．
（3）靜置后過濾時(shí)，發(fā)現(xiàn)濾液渾濁，在操作均正確的情況下（過濾前濾紙完好無損），原因是KMnO₄能和纖維素（濾紙）反應(yīng)造成破損．
（4）濾液B中一定含有的溶質(zhì)是KMnO₄和KOH，需要加入少量硫酸進(jìn)行中和，中和反應(yīng)的化學(xué)方程式是H₂SO₄+2KOH=K₂SO₄+2H₂O．
（5）冷卻結(jié)晶后，低溫烘干高錳酸鉀晶體是為了防止KMnO₄受熱分解．
（6）加熱31.6gKMnO₄使之完全分解，按以上實(shí)驗(yàn)方案可得回收物甲的質(zhì)量可能是B．
A.8.7g        B.11.5g        C.12.8g         D.28.4g．

Answer 1

分析 （1）錳酸鉀溶于水為墨綠色，不穩(wěn)定，在水溶液中能全部轉(zhuǎn)化為KMnO₄、MnO₂和KOH，據(jù)此分析．
（2）根據(jù)題中信息結(jié)合物質(zhì)的溶解性分析．
（3）根據(jù)KMnO₄能和纖維素（濾紙）反應(yīng)造成破損分析．
（4）錳酸鉀不穩(wěn)定，在水溶液中能全部轉(zhuǎn)化為KMnO₄、MnO₂和KOH，溶液顯堿性，高錳酸鉀在堿性環(huán)境里會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化錳，濾液B中一定含有的溶質(zhì)是KMnO₄和KOH．
（5）根據(jù)高錳酸鉀受熱易分解進(jìn)行分析．
（6）根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：（1）錳酸鉀溶于水為墨綠色，不穩(wěn)定，在水溶液中能全部轉(zhuǎn)化為KMnO₄、MnO₂和KOH，溶液會(huì)逐漸變?yōu)樽霞t色．
（2）錳酸鉀不穩(wěn)定，在水溶液中能全部轉(zhuǎn)化為KMnO₄、MnO₂和KOH，溶液顯堿性，高錳酸鉀在堿性環(huán)境里會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化錳，因此回收物甲是MnO₂．
（3）KMnO₄能和纖維素（濾紙）反應(yīng)造成破損，因此靜置后過濾時(shí)，發(fā)現(xiàn)濾液渾濁．
（4）錳酸鉀不穩(wěn)定，在水溶液中能全部轉(zhuǎn)化為KMnO₄、MnO₂和KOH，溶液顯堿性，高錳酸鉀在堿性環(huán)境里會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化錳，濾液B中一定含有的溶質(zhì)是KMnO₄和KOH，需要加入少量硫酸進(jìn)行中和，中和反應(yīng)的化學(xué)方程式是H₂SO₄+2KOH=K₂SO₄+2H₂O．
（5）冷卻結(jié)晶后，低溫烘干高錳酸鉀晶體是為了防止KMnO₄受熱分解．
（6）設(shè)31.6g高錳酸鉀分解生成的二氧化錳的質(zhì)量為x，生成錳酸鉀的質(zhì)量為y，則
2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
316                  197          87
31.6g               y              x
$\frac{316}{31.6g}$=$\frac{87}{x}$，x=8.7g
$\frac{316}{31.6g}$=$\frac{197}{y}$，y=19.7g
設(shè)19.7g錳酸鉀分解生成二氧化錳的質(zhì)量為z，
3K₂MnO₄+2H₂O═2KMnO₄+MnO₂↓+4KOH
  591                                       87
19.7g                                       z
$\frac{591}{87}$=$\frac{19.7g}{z}$，z=2.9g
2.9g+8.7g=11.6g，生成二氧化錳的質(zhì)量應(yīng)略低于11.6g，故選B．
故填：（1）溶液由墨綠色變?yōu)樽霞t色；（2）MnO₂；（3）KMnO₄能和纖維素（濾紙）反應(yīng)造成破損；（4）KOH；H₂SO₄+2KOH=K₂SO₄+2H₂O；（5）KMnO₄受熱分解； （6）B．

點(diǎn)評(píng) 此題難度較大，掌握根據(jù)所學(xué)知識(shí)并結(jié)合題中信息分析問題、解決問題的能力即可順利解答．