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1．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂．以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程．

（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是a（填代号）．
a．84消毒液（NaClO溶液）    b．苯酚    c．二氧化硫    d．75%酒精
（2）上述流程中可以循环使用的物质有KOH、MnO2（写化学式）．
（3）若不考虑物质循环和制备过程中的损失，则1molMnO2可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO4．
（4）该生产中需要纯净的CO2气体．若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号）cd
a．石灰石    b．稀HCl   c．稀H2SO4    d．小苏打
（5）操作I的名称是过滤；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度（填性质）上的差异，采用浓缩结晶（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．

分析 将MnO2和KOH粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K2MnO4，根据元素守恒知还生成H2O，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用加热浓缩、冷却结晶的方法获得KMnO4晶体，母液中含有K2CO3，加入CaO，发生反应K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH，从而得到KOH；
将KMnO4晶体洗涤干燥得到纯净的KMnO4晶体；
（1）KMnO4具有强氧化性而杀菌消毒；
（2）根据流程图知，KOH和MnO2都可以循环利用；
（3）根据原子守恒知，1molMnO2可制得1molK2MnO4，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，反应方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3；
（4）石灰石、碳酸氢钠都能和稀盐酸制取二氧化碳，但制取的二氧化碳中含有HCl，稀硫酸和石灰石反应生成微溶物硫酸钙而阻止反应，稀硫酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，且稀硫酸没有挥发性；
（5）分离难溶物和溶液采用过滤方法；分离易溶于水的两种溶质根据其溶解度差异性采用蒸发结晶方法．

解答 解：将MnO2和KOH粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K2MnO4，根据元素守恒知还生成H2O，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用加热浓缩、冷却结晶的方法获得KMnO4晶体，母液中含有K2CO3，加入CaO，发生反应K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH，从而得到KOH；
将KMnO4晶体洗涤干燥得到纯净的KMnO4晶体；
（1）KMnO4具有强氧化性而杀菌消毒，
a．84消毒液（NaClO溶液）具有强氧化性而杀菌消毒，故正确；    
b．苯酚是通过渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固（变性），从而杀死细菌，故错误；
c．二氧化硫有毒，能够抑制霉菌和细菌的滋生而杀菌消毒，故错误；
d、酒精是通过渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固（变性），从而杀死细菌，故错误；
故选a；
（2）根据流程图知，初始反应物是KOH和MnO2，碳酸钾和石灰苛化得到KOH、锰酸钾和二氧化碳反应生成MnO2，所以KOH和MnO2都可以循环利用，
故答案为：KOH；MnO2；
（3）根据原子守恒知，1molMnO2可制得1molK2MnO4，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，反应方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3，3mol锰酸钾生成2mol高锰酸钾，所以1mol二氧化锰生成$\frac{2}{3}$mol高锰酸钾，
故答案为：$\frac{2}{3}$；
（4）石灰石、碳酸氢钠都能和稀盐酸制取二氧化碳，盐酸具有挥发性，所以制取的二氧化碳中含有HCl而导致二氧化碳不纯净，稀硫酸和石灰石反应生成微溶物硫酸钙而阻止反应，稀硫酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，且稀硫酸没有挥发性，所以制取的二氧化碳较纯净，故选cd；
（5）分离难溶物和溶液采用过滤方法，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，所以操作I为过滤；分离易溶于水的两种溶质根据其溶解度差异性采用蒸发结晶方法，KMnO4和K2CO3都易溶于水但二者溶解度不同，所以操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体，
故答案为：过滤；溶解度；浓缩结晶．

点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高考高频点，侧重考查物质性质、基本操作、计算等知识点，明确流程图中各个环节发生的反应、操作方法是解本题关键，注意（3）中锰酸钾中的Mn元素并不完全转化到高锰酸钾还部分转化到二氧化锰中，为易错点．

练习册系列答案
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1．有机化合物A只由C、H两种元素组成且能使溴水褪色，其相对分子质量为28，A、B、C、D、E有如下关系：
则下列判断错误的是（　　）
A．B中含有的官能团为羟基B．可用碳酸钠溶液区别B、D
C．D中含有C═O键，E的名称为乙酸乙酯D．B+D→E反应的装置如图
2．X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z处于同一主族，Z、M、N处于同一周期，N原子的最外层电子数是X、Y、Z原子最外层电子数之和．X、Y组成的常见气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，N的单质与甲反应能生成Y的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物乙和丙，0.1mol•L-1的乙溶液pH＞1；M的单质既能与Z元素最高价氧化物对应的水化物的溶液反应生成盐丁，也能与丙的水溶液反应生成盐戊．
（1）写出气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因NH3•H2O?NH4++OH-；
（2）N的单质与甲反应生成的乙和丙的物质的量之比为1：2，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：3；
（3）将丁溶液和戊溶液相混合产生白色沉淀，写出发生反应的离子方程式：3AlO2-+Al3++6H2O═4Al（OH）3↓；
（4）Y2X4是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可用作火箭燃料．
①已知：Y2（g）+2O2（g）═2YO2（g）△H=+67.7kJ•mol-1，2Y2X4（g）+2YO2（g）═3Y2（g）+4X2O（g）△H=-1135.7kJ•mol-1．则Y2X4完全燃烧的热化学方程式为N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-534kJ/mol．（X、Y用具体元素符号表示）
②Y2X4-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，该电池放电时，负极的电极反应式是N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑．（X、Y用具体元素符号表示）
9．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌．如图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O．
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全．
③160g•L-1NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L．
（1）发生器中鼓入空气的作用可能是b（选填序号）．
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性    b．稀释ClO2以防止爆炸   c．将NaClO3氧化成ClO2
（2）吸收塔内的反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2．吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止双氧水分解，有利于NaClO2•3H2O的析出．
（3）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是连续测定吸收塔内pH值．
（4）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中．除H2O2外，还可以选择的还原剂是a（选填序号）．
a．Na2O2　   　b．Na2S　   　c．FeCl2
（5）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是bed（选填序号）．
a．蒸馏      b．蒸发     c．灼烧      d．过滤     e．冷却结晶．
16．软锰矿的主要成分是二氧化锰，用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫，可以制备高纯度的硫酸锰晶体，其流程如下所示：

离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe2+7.69.7
Fe3+2.73.7
Al3+3.84.7
Mn2+8.39.8
已知：浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等，且pH＜2．几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如上表所示：
根据上述流程，回答下列问题：
（1）写出二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式：SO2+MnO2═MnSO4．
（2）浸出液的pH＜2，从上述流程看，可能的原因为二氧化硫溶于水发生反应：SO2+H2O=H2SO3，生成的H2SO3部分电离：H2SO3?H++HSO3-（用化学用语和必要的文字说明）．
（3）用离子方程式表示加入二氧化锰的作用：MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O．从表中数据来看，能不能取消“加入二氧化锰”的步骤？原因是不能，pH=9.7时Fe2+才完全沉淀，而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀．
下列试剂能替代二氧化锰的是A（填序号）．
A．双氧水   B．氯水     C．高锰酸钾溶液   D．次氯酸钠
（4）有同学认为可以用碳酸锰（MnCO3）或氢氧化锰[Mn（OH）2]替代石灰乳，你是否同意此观点？简述理由：同意，铁离子、铝离子水解程度比锰离子大，加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应，促进铁离子、铝离子水解，进而转化为沉淀，再通过过滤除去．
（5）从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是蒸发浓缩、降温结晶，过滤．利用滤渣能提取高纯度的铁红，简述其操作过程：将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中，再进行过滤、洗涤、干燥，最后灼烧可得氧化铁．
6．废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2，还有少量的FeCl2和炭粉，用A制备高纯MnCO3，的流程图如下．

（1）碱性锌锰干电池的负极材料是Zn（填化学式）．
（2）第Ⅱ步操作的目的是除去碳粉．
（3）第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂，除去Zn2+的离子方程式为Zn2++MnS=ZnS+Mn2+．（已知：Ksp（MnS）=2.5×10-13，Ksp（ZnS）=1.6×10-24）
（4）为选择试剂X，在相同条件下，分别用5g 黑色物质M进行制备MnSO3的实验，得到数据如下表：
实验编号试剂XMnSO4/g
1锌粉2.3595
2铁粉2.7184
3硫化亚铁2.9911
430%过氧化氢3.7349
①试剂x的最佳选择是30%过氧化氢．
②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑．
（5）已知：MaCO3难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn（OH）2开始沉淀时pH为7．请补充完成以下操作：
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行：请补充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂：NaHCO3、乙醇）

操作1：加入NaHCO3，控制pH＜7.7；
操作2：过滤，用少量水洗涤2～3次
操作3：检测滤液，表明SO42-已除干净；
操作4：用少量无水乙醇洗涤2～3次；
操作5：低温烘干．
（6）操作1可能发生反应的离子方程式Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑．
13．某矿粉主要成份为BaCO3，含有Ca2+、Fe2+、Al3+等杂质，现按如下步骤制取BaCl2•2H2O晶体．
步骤1：酸浸：取该矿粉，溶于盐酸，过滤出沉淀A
步骤2：氧化：向1的滤液中滴加过氧化氢溶液
步骤3：向2的溶液中滴加氨水，得到沉淀B，并过滤
步骤4：向3的滤液中滴加NaOH溶液，调节PH至12，得到沉淀C
步骤5：向4的滤液中滴加盐酸，经一定操作制得BaCl2•2H2O晶体
（1）沉淀B主要成分是Fe（OH）3和Al（OH）3．
（2）氧化过程主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．由图1、2可知，为了更好的使Ca2+沉淀，还应采取的措施为升温．
（3）步骤3是否可以用步骤4代替一并处理？不可以，碱性过强，会使得氢氧化铝溶解
（4）按如下方法测定产品纯度的步骤为：
①准确称取0.5g BaCl2•2H2O试样，加水溶解
②向其中滴加0.1mol/L、50mL的Na2SO3溶液，沉淀、静置、过滤
③向滤出液中滴加0.06mol/LB溶液，利用滴定法测定剩余Na2SO3的量
问题：①步骤③中滴加的试剂可以为B；滴定至终点的现象为：溶液恰好呈紫红色，且半分钟之内不褪色
A、KNO3       B、KMnO4         C、H202         D、NaClO
②已知滴定至终点，消耗标准液为20.00ml，则样品纯度为：97.6%
③若实验药品及操作均无误差，计算纯度为100.4%，分析原因可能是：BaCl2•2H2O部分失水（只写一点，合理即可）
10．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中相对位置如图所示，其中Y所处的周期序数与族序数相等．按要求回答下列问题：
（1）写出X的原子结构示意图．
（2）列举一个事实说明W非金属性强于Z氯比硅更容易与氢气化合（或气态氢化物稳定性：HCl＞SiH4或酸性：HClO4＞H2SiO3或2HClO4+Na2SiO3═2NaClO4+H2SiO3↓）．
（3）含Y的某种盐常用作净水剂，其净水原理是Al3++3H2OAl（OH）3+3H+（用离子方程式表示）．
X
YZW
11．下列元素中，最高正化合价数值最大的是（　　）
A．NaB．PC．SD．C

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