Question

【题目】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_____物质相似。

A 75%酒精　 B 双氧水 　　　C 苯酚 D “84”消毒液（NaClO溶液）

（2）操作Ⅰ的名称是________；

（3）上述流程中可以循环使用的物质有石灰、CO2、____，____；（写化学式）。

（4） 向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，该反应中的还原剂是_______。

（5） 铋酸钠（NaBiO3，不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在（铋元素的还原产物为Bi3+，Mn的氧化产物为+7价），写出反应的离子方程式：___________。

（6） 写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：__________。

Answer 1

【答案】BD 过滤 KOH MnO2 K2MnO4 2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O

【解析】

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有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与双氧水、NaClO一样，故答案为：BD；

（2）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，操作Ⅰ的名称是过滤，故答案为：过滤；

（3）制备中利用的原料，在转化过程中又生成的可以循环利用．由转化关系图知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH，会在MnO2、KOH的熔融制备K2MnO4中被循环利用，故答案为：KOH；MnO2；

（4）由工艺流程转化关系可知，向K2MnO4溶液中通入CO2制备KMnO4、还生成K2CO3、MnO2，反应只有Mn元素的化合价发生变化，由+6价降低为+4价，由+6价升高为+7价，所以K2MnO4既是氧化剂又是还原剂，故答案为：K2MnO4；

（5）铋酸钠（不溶于水）在酸性溶液中与Mn2+反应生成MnO4-和Bi3+，则反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O；故答案为：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O；

（6）由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，根据元素守恒还应生成水．反应中锰元素由+4价升高为+6价，总升高2价，氧元素由0价降低为-2价，总共降低4价，化合价升降最小公倍数为4，所以MnO2系数2，O2系数为1，根据锰元素守恒确定K2MnO4系数为2，根据钾元素守恒确定KOH系数为4，根据氢元素守恒确定H2O系数为2，所以反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案为： 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。