Question

6．工業(yè)上以高純度的二氧化錳為原料制備高錳酸鉀的主要流程如下：

已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度（20℃）如下表：

物質(zhì)	K2CO3	K2SO4	KMnO4
溶解度/g	111	11.1	6.34

（1）KMnO₄中錳元素的化合價(jià)為+7．
（2）操作I的名稱(chēng)是過(guò)濾．“干燥”過(guò)程中溫度不宜過(guò)高的原因是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化學(xué)方程式表示）．
（3）“通CO₂酸化”，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3K₂ MNO₄+2CO₂═2KmnO₄+MnO₂↓+2K₂ CO₃
著用稀H₂SO₄酸化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3K₂ MNO₄+2H₂ SO₄═2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂SO₄+2H₂O
工業(yè)上不采用稀H₂SO₄酸化的原因是相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀的溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離．
（4）電解法也可以實(shí)現(xiàn)由K₂MnO₄向KMnO₄的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3K₂ MNO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑，與“通CO₂酸化”相比，其優(yōu)點(diǎn)是生成的氫氧化鉀可以循環(huán)使用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，結(jié)合化學(xué)式進(jìn)行解答本題；
（2）根據(jù)分離混合物的方法以及高錳酸鉀受熱易分解來(lái)分析；
（3）根據(jù)物質(zhì)的溶解度來(lái)分析；
（4）根據(jù)反應(yīng)的產(chǎn)物來(lái)分析．

解答 解：（1）鉀元素顯+1價(jià)，氧元素顯-2價(jià)，設(shè)錳元素的化合價(jià)是x，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得：（+1）+x+（-2）×4=0，則x=+7；
（2）操作Ⅰ是分離固體與液體，是過(guò)濾操作；干燥高錳酸鉀粗晶體的過(guò)程中溫度不宜過(guò)高的原因是高錳酸鉀在加熱的條件下會(huì)分解為錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）由溶解度表可知，在相同條件下，碳酸鉀的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高錳酸鉀的溶解度，所以可采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離；而相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀的溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離；
（4）電解法的產(chǎn)物之一是氫氧化鉀，可以在工藝流程中用作反應(yīng)的原料；
故答案為：（1）+7；
（2）過(guò)濾；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀的溶解度都比較小，無(wú)法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離；
（4）生成的氫氧化鉀可以循環(huán)使用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、工藝條件的控制等，難度中等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息進(jìn)行解決問(wèn)題的能力．