题目内容

由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4的实验流程可表示如下：
（1）反应Ⅰ发生反应的化学方程式是
3MnO2+KClO3+6KOH
  △  
.
 
3K2MnO4+KCl+3H2O
3MnO2+KClO3+6KOH
  △  
.
 
3K2MnO4+KCl+3H2O
；反应Ⅱ发生反应的离子方程式是
3MnO42-+4H+=MnO2↓+2MnO4-+2H2O
3MnO42-+4H+=MnO2↓+2MnO4-+2H2O
；
（2）操作Ⅲ的实验步骤为
加热蒸发
加热蒸发
、
冷却结晶
冷却结晶
；可循环利用的物质的化学式为
MnO2
MnO2
；
（3）计算用2.5kg含MnO280%的软锰矿制备，理论上可得KMnO4为
2.4kg
2.4kg
：（保留两位有效数字）
（4）取制得的产品6.5g，配成250mL溶液；准确称取纯Na2C2O41.34g配成适量溶液．用上述KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液，恰好反应（氧化产物为CO2，还原产物为Mn2+）时，消耗KMnO4溶液的体积为25.00mL．该KMnO4的纯度为
97.2
97.2
%（保留小数点后一位）．
分析：（1）由题意可知，KOH、KClO3、MnO2共熔制得K2MnO4、KCl，由元素守恒可知，还会生成H2O；
由流程图可知，操作Ⅰ的滤液酸化生成高锰酸钾与二氧化锰，应是锰酸根与氢离子反应生成二氧化锰与高锰酸根离子，同时生成水；
（2）操作Ⅲ是从溶液中获得高锰酸钾晶体，应采取加热蒸发、冷却结晶等操作；
操作Ⅱ的滤渣中含有二氧化锰，可以在反应Ⅰ中循环利用；
（3）根据反应Ⅰ、Ⅱ，可以得出关系式3MnO2～3K2MnO4～2KMnO4，据此根据质量定比关系计算；
（4）发生反应2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4
  △  
.
 
K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O，令KMnO4的纯度为x，根据方程式列方程计算．
解答：解：（1）由题意可知，KOH、KClO3、MnO2共熔制得K2MnO4、KCl，由元素守恒可知，还会生成H2O，反应方程式为：3MnO2+KClO3+6KOH
  △  
.
 
3K2MnO4+KCl+3H2O；
由流程图可知，操作Ⅰ的滤液酸化生成高锰酸钾与二氧化锰，应是锰酸根与氢离子反应生成二氧化锰与高锰酸根离子，同时生成水，反应方程式为：3MnO42-+4H+=MnO2↓+2MnO4-+2H2O，
故答案为：3MnO2+KClO3+6KOH
  △  
.
 
3K2MnO4+KCl+3H2O；3MnO42-+4H+=MnO2↓+2MnO4-+2H2O；
（2）操作Ⅲ是从溶液中获得高锰酸钾晶体，应采取加热蒸发、冷却结晶等操作；操作Ⅱ的滤渣中含有二氧化锰，可以在反应Ⅰ中循环利用，
故答案为：加热蒸发、冷却结晶；MnO2；
（3）根据反应Ⅰ、Ⅱ，可以得出关系式3MnO2～3K2MnO4～2KMnO4，令理论上可得KMnO4为x kg，则：
3MnO2～3K2MnO4～2KMnO4，
87×3          2×158
2.5kg×80%       xkg
所以87×3：2×158=2.5kg×80%：xkg，
解得：x=2.4，
故答案为：2.4kg；
（4）发生反应2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4
  △  
.
 
K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O，令KMnO4的纯度为y，则：2KMnO4～5Na2C2O4
     2×158      5×134
6.5g×y×
25mL
250mL
    1.34g
所以：2×158：5×134=6.5g×y×
25mL
250mL
：1.34g
解得y=97.2%
故答案为：97.2
点评：本题考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、常用化学用语、物质的分离提纯、氧化还原反应滴定计算等，是对所学知识的综合运用与能力的考查，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力．
练习册系列答案
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（2013?普陀区二模）实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH（s）和KClO3（s）反应，生成K2MnO4（锰酸钾）和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体．
请回答：
（1）用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是
6KOH+KClO3+3MnO2═3K2MnO4+KCl+3H2O
6KOH+KClO3+3MnO2═3K2MnO4+KCl+3H2O
．
（2）K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
1：2
1：2
．生成0.1mol还原产物时转移电子
0.2NA或6.02×10-22
0.2NA或6.02×10-22
 个．KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是
KMnO4＞K2MnO4＞MnO2
KMnO4＞K2MnO4＞MnO2
．
（3）KMnO4能与热的Na2C2O4（aq，硫酸酸化）反应生成Mn2+和CO2．若取用软锰矿制得的KMnO4产品0.165g，能与0.335g Na2C2O4恰好完全反应（假设杂质均不能参与反应），该产品中KMnO4的纯度为
0.958
0.958
．
（2013?徐州模拟）KMnO4是一种用途广泛的氧化剂，可由软锰矿（主要成分为MnO2）通过下列方法制备：
①软锰矿与过量KOH、KC1O3固体熔融生成K2MnO4；
②溶解、过滤后将滤液酸化，使K2MnO4完全转变为MnO2和KMnO4；
③滤去MnO2，将滤液浓缩、结晶得深紫色的KMnO4产品．
（1）制备过程中，为了提高原料的利用率，可采取的措施是
将③中MnO2回收利用
将③中MnO2回收利用
．
（2）滤液酸化时，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4的离子方程式是
3MnO42-+4H+=MnO2↓+2MnO4-+2H2O
3MnO42-+4H+=MnO2↓+2MnO4-+2H2O
．
（3）测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定
①配制250mL 0.100mol?L-1标准Na2S2O3溶液，需准确称取Na2S2O3固体的质量
3.95
3.95
g．
②取上述制得的KMnO4产品0.316g，酸化后用0.100mol?L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定，滴定至终点消耗Na2S2O3溶液12.00mL．计算该KMnO4产品的纯度．（要有计算过程）
[有关离子方程式为：MnO4-+S2O32-+H+--SO42-+Mn2++H2O（未配平）]．

实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。请回答：

（1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

（2）K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

（3）若用2.5g软锰矿（含MnO280％）进行上述实验，计算KMnO4的理论产量；

（4）KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是　　　　　                        　　　　　　　　；

（5）上述制得的KMnO4产品0.165g，恰好与0.335g钝Na2C2O4反应完全。计算该KMnO4的纯度。

实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl：用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。

    请回答：

(1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2）K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3）若用2.5g软锰矿（含MnO280％）进行上述实验，计算KMnO4的理论产量。

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(5）上述制得的KMnO4产品0.165g，恰好与0.335g纯Na2C2O4反应完全，计算该KMnO4的纯度。

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