Question

【題目】高錳酸鉀消毒片主要成分為KMnO4，可外用消炎殺菌。用某軟錳礦(主要成分是MnO2，還含有A12O3、SiO2等雜質(zhì))制備KMnO4的流程圖如下：

已知：K2MnO4固體和溶液均為墨綠色，溶液呈堿性且能發(fā)生可逆的歧化反應(yīng)。

(1)“操作I”中玻璃棒的作用是____________。“操作Ⅱ”時(shí)，當(dāng)__________時(shí)，停止加熱，自然冷卻，抽濾后即可獲得紫黑色KMnO4晶體。

(2)向“浸取液”中通入CO2，調(diào)節(jié)其pH，經(jīng)“過濾”得濾渣I，濾渣I的成分為__________。

(3)“熔融煅燒”時(shí)，MnO2參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

(4)“歧化”時(shí)，加入冰醋酸的目的是___________________________(用必要的離子方程式和文字解釋)。

(5)“歧化”時(shí)，下列酸可以用來代替冰醋酸的是___________(填字母)。

a．濃鹽酸 b．亞硫酸 c．稀硫酸 d．氫碘酸

(6)制取過程中，若pH調(diào)節(jié)不合理易生成Mn2+。在廢水處理領(lǐng)域中常用H2S將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnS除去，向含0.05mol·L-1Mn2+廢水中通入一定量H2S氣體，調(diào)節(jié)溶液的pH=a，當(dāng)HS-濃度為1.0×10-4mol·L-1時(shí)，Mn2+開始沉淀，則a=__________。[已知：H2S的Ka1=1.3×10-7 Ka2=5.0×10-15；Ksp(MnS)=2.5×10-14]

Answer 1

【答案】引流 表面出現(xiàn)晶膜 Al(OH)3和H2SiO3 2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O 調(diào)節(jié)溶液pH，使3MnO42－＋2H2O 2MnO4－＋MnO2↓＋4OH－平衡向右移動(dòng)，促進(jìn)KMnO4的生成，提高KMnO4的產(chǎn)率 c 6

【解析】

軟錳礦（主要成分為MnO2，還含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）與KOH在空氣中熔融煅燒，主要的反應(yīng)為：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，Al2O3、SiO2得到KAlO2和K2SiO3，冷卻浸取，向浸取液中通入CO2調(diào)節(jié)其pH，KAlO2和K2SiO3轉(zhuǎn)化為Al（OH）3和H2SiO3，過濾，濾渣I主要為Al（OH）3和H2SiO3，墨綠色溶液主要含有K2MnO4，加入冰醋酸歧化，促進(jìn)平衡3MnO42＋+2H2O2MnO4－+MnO2↓+4OH－右移，過濾，濾渣II為MnO2，濾液為高錳酸鉀溶液，結(jié)晶得到產(chǎn)品。

（1）操作I為過濾，玻璃棒起到引流作用，操作Ⅱ?yàn)榻Y(jié)晶操作，“結(jié)晶”時(shí)，當(dāng)表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，停止加熱，自然冷卻，抽濾后即可獲得紫黑色KMnO4晶體，

故答案為：引流；表面出現(xiàn)晶膜；

（2）通入CO2調(diào)節(jié)其pH，KAlO2和K2SiO3轉(zhuǎn)化為Al（OH）3和H2SiO3，過濾，濾渣I主要為Al（OH）3和H2SiO3，

故答案為：Al（OH）3和H2SiO3；

（3）“熔融煅燒”時(shí)，MnO2參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為，被氧化生成高錳酸鉀，方程式為2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O，

故答案為：2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O；

（4）“歧化”時(shí)，加入冰醋酸的目的是調(diào)節(jié)溶液pH，使3MnO42－+2H2O2MnO4－+MnO2↓+4OH－平衡向右移動(dòng)，促進(jìn)KMnO4的生成，提高KMnO4的產(chǎn)率，

故答案為：調(diào)節(jié)溶液pH，使3MnO42－+2H2O2MnO4－+MnO2↓+4OH－平衡向右移動(dòng)，促進(jìn)KMnO4的生成，提高KMnO4的產(chǎn)率；

（5）KMnO4具有強(qiáng)氧化性，不能用還原性酸，鹽酸、亞硫酸以及氫碘酸均具有還原性，可以用稀硫酸替代醋酸，故答案為：c；

（6）向含Mn2＋為0.005mol·L-1的廢水中通入一定量的H2S氣體，調(diào)節(jié)溶液的pH=a，當(dāng)HS－濃度為1.0×10-4 mol·L-1時(shí)，Mn2＋開始沉淀，則c（Mn2＋）c（S2－）=c（Mn2＋）× =Ksp（MnS），即0.005× =2.5×10-15，解得c（H＋）=1.0×10-6mol·L-1，即pH=6，

故答案為：6。