Question

15．KMnO₄是一種用途廣泛的氧化劑，可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）通過下列方法制備：①軟錳礦與過量KOH、KC1O₃固體熔融生成K₂MnO₄；②溶解、過濾后將濾液酸化，使K₂MnO₄完全轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄；③濾去MnO₂，將濾液濃縮、結(jié)晶得深紫色的KMnO₄產(chǎn)品．
（1）制備過程中，為了提高原料的利用率，可采取的措施是將③中MnO₂回收，再發(fā)生①中的反應(yīng)．
（2）濾液酸化時，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄的離子方程式是3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O．
（3）測定KMnO₄產(chǎn)品的純度可用標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定
①配制250mL0.100mL^-1標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液，需準(zhǔn)確稱取Na₂S₂O₃固體的質(zhì)量3.950g．
②取上述制得的KMnO₄產(chǎn)品0.316g，酸化后用0.100moL^-1標(biāo)準(zhǔn)Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定，滴定至終點消耗Na₂S₂O₃溶液12.00mL．計算該KMnO₄產(chǎn)品的純度．（有關(guān)離子方程式為：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=10SO₄^2-+8Mn²⁺7H₂O）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)工業(yè)流程可知，將③中MnO₂回收，再發(fā)生①中的反應(yīng)，可以提高M(jìn)nO₂利用率；
（2）K₂MnO₄在酸性條件下全轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，同時生成水，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒、原子守恒配平；
（3）①根據(jù)n=cV計算的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算Na₂S₂O₃的質(zhì)量；
②發(fā)生反應(yīng)：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=10SO₄^2-+8Mn²⁺+7H₂O，結(jié)合方程式計算．

解答 解：（1）根據(jù)工業(yè)流程可知，將③中MnO₂回收，再發(fā)生①中的反應(yīng)，可以提高M(jìn)nO₂利用率，
故選：將③中MnO₂回收，再發(fā)生①中的反應(yīng)；
（2）濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和KMnO₄，則反應(yīng)離子方程式為3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案為：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）①n（Na₂S₂O₃）=0.100mol•L^-1×0.25L=0.025mol，
m（Na₂S₂O₃）=0.025mol×158g/mol=3.950g，
故答案為：3.950；
②由反應(yīng)方程式：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=10SO₄^2-+8Mn²⁺+7H₂O，設(shè)樣品中KMnO₄物質(zhì)的量為nmol，
可知 8KMnO₄ ～5S₂O₃^2-
          n           0.100 mol•L^-1×12.00 mL×10^-3 L
所以n（KMnO₄）=$\frac{8}{5}$×0.100 mol•L^-1×12.00 mL×10^-3 L=1.92×10^-3mol
所以m（KMnO₄）=nM=1.92×10^-3mol×158g/mol=0.30336g
KMnO₄產(chǎn)品的純度為：$\frac{0.30336g}{0.316g}$×100%=96%；
答：該KMnO₄產(chǎn)品的純度為96%．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫及有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算，明確反應(yīng)物與生成物及物質(zhì)之間的關(guān)系是解答的關(guān)鍵，難度較大．