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________；操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两物质在__________ （填性质）上差异，采用 __________（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体的。

（3）上述流程中可以循环使用的物质有石灰、CO2、____和____ （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：________________。

（7）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1mol MnO2可制得_____mol KMnO4。

Answer 1

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

【解析】

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，向K2MnO4溶液中通入CO2制备KMnO4、还生成K2CO3、MnO2，通过过滤，分离出二氧化锰，滤液中含KMnO4和K2CO3，根据KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸发结晶的方式可分离出高锰酸钾和碳酸钾，对粗高锰酸钾进行重结晶、干燥得到纯净的高锰酸钾；向碳酸钾溶液中加入石灰生成碳酸钙和氢氧化钠，

高锰酸钾具有强氧化性，常常利用高锰酸钾的强氧化性进行消毒；

分离固体与溶液，采用过滤操作，利用KMnO4和K2CO3在溶解性上进行分离；

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，所含元素化合价升升降确定氧化剂还原剂；

（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，根据钾元素守恒确定KOH系数，根据氢元素守恒确定H2O系数；

（1）高锰酸钾具有强氧化性，常常利用高锰酸钾的强氧化性进行消毒．

A、75%酒精是通过酒精渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固（变性），从而杀死细菌，故A错误；
B、双氧水具有强氧化性，常常利用双氧水的强氧化性进行杀菌消毒，故B正确；

C、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C错误；

D、NaClO溶液中次氯酸钠具有强氧化性，常常利用次氯酸钠的强氧化性进行杀菌消毒，故D正确，

故选BD；

（2）该操作是分离固体与溶液，是过滤操作，KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用蒸发结晶的方式可分离，

故答案为：过滤；溶解度;蒸发结晶；

（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，降低2，由+6价升高为+7价，升高1，所以K2MnO4既是氧化剂又是还原剂，故还原剂是K2MnO4

答案是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

（7）（4）由2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 可知最初的原料中1mol MnO2恰好得到1mol K2MnO4．由3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1mol K2MnO4在反应中能得到2/3molKMnO4，

故答案为：2/3；