Question

【題目】高錳酸鉀是中學(xué)化學(xué)常用的試劑。主要用于防腐、化工、制藥等。實驗室模擬工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的流程如下：

（1）實驗室熔融二氧化錳、氧氧化鉀、氯酸鉀時應(yīng)選擇____________________________

a.普通玻璃坩堝 b.石英坩堝 c.陶瓷坩堝 d.鐵坩堝

（2）第一步熔融時生成K2MnO4的化學(xué)方程式：______________________________________

（3）操作Ⅰ中根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在____________ (填性質(zhì))上的差異，采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO4。趁熱過濾的原因是______________________________________

（4）反應(yīng)b是電解法制備KMnO4，其裝置如圖所示，a作____________極(填“陽”或“陰”)，中間的離子交換膜是_____ (填“陽”或“陰”)離子交換膜。陽極的電極反應(yīng)式為____________

（5）取反應(yīng)b后的電解液，加硫酸溶解后，用0.1000mol ·L－1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點時，消耗250.0mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，則電解后溶液中的KMnO4的質(zhì)量是_________g。

（6）兩種途徑的制備方法，途徑1與途徑2理論產(chǎn)率之比為_________

（7）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________(填標(biāo)號)。

a.雙氧水 b.84消液(NaClO溶液) c.75％酒精 d.苯酚

Answer 1

【答案】D 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 溶解性 避免溫度下降，造成主產(chǎn)品的純度降低 陽 陽 MnO42--e-==MnO4- 0.79 2:3 ab

【解析】

在工業(yè)流程中，原料中的MnO2、KOH、KClO3發(fā)生如下反應(yīng)：

3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O

在途徑1中發(fā)生反應(yīng)為：3K2MnO4+2CO2=MnO2+2KMnO4+2K2CO3，

在途徑2中發(fā)生反應(yīng)為：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。

(1)因為KOH能與SiO2反應(yīng)，所以實驗室熔融二氧化錳、氧氧化鉀、氯酸鉀時，應(yīng)選擇不含SiO2成分的坩堝，只能選擇鐵坩堝，答案為D；

(2)由前面分析知，第一步熔融時生成K2MnO4的化學(xué)方程式為：

3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O，

答案為3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O；

(3) 采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾方法得到KMnO4，應(yīng)利用兩者的溶解性差異；趁熱過濾的原因是防止過濾過程中因溫度降低導(dǎo)致K2CO3結(jié)晶析出。答案為：溶解性；避免溫度下降，造成主產(chǎn)品的純度降低；

(4) 反應(yīng)b是電解法制備KMnO4，在a電極上，K2MnO4失電子轉(zhuǎn)化為KMnO4，所以a電極應(yīng)為陽極；轉(zhuǎn)化后多出的K+將通過交換膜進入陰極，所以交換膜應(yīng)為陽離子交換膜；陽極的電極反應(yīng)式為MnO42--e-=MnO4-，答案為陽極；陽離子交換膜；MnO42--e-=MnO4-；

(5) 利用得失電子守恒，可建立如下關(guān)系式：

KMnO4——5FeSO4

1mol 5mol

0.005mol 0.025mol

m(KMnO4)= 0.005mol×158g/mol=0.79g，答案為0.79；

(6)在途徑1中發(fā)生反應(yīng)為：3K2MnO4+2CO2=MnO2+2KMnO4+2K2CO3，K2MnO4轉(zhuǎn)化率為2/3，在途徑2中發(fā)生反應(yīng)為：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑，K2MnO4轉(zhuǎn)化率為1，途徑1與途徑2理論產(chǎn)率之比為2/3 : 1=2 : 3，答案為2 : 3；

(7) KMnO4稀溶液作消毒劑時，表現(xiàn)出強氧化性，其消毒原理與雙氧水、84消液(NaClO溶液)相同，答案為ab。