Question

15．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，再发生①中的反应．
（2）滤液酸化时，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄的离子方程式是3MnO₄^2-+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250mL0.100mL^-1标准Na₂S₂O₃溶液，需准确称取Na₂S₂O₃固体的质量3.950g．
②取上述制得的KMnO₄产品0.316g，酸化后用0.100moL^-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．（有关离子方程式为：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=10SO₄^2-+8Mn²⁺7H₂O）．

Answer 1

分析 （1）根据工业流程可知，将③中MnO₂回收，再发生①中的反应，可以提高MnO₂利用率；
（2）K₂MnO₄在酸性条件下全转变为MnO₂和KMnO₄，同时生成水，根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒配平；
（3）①根据n=cV计算的物质的量，再根据m=nM计算Na₂S₂O₃的质量；
②发生反应：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=10SO₄^2-+8Mn²⁺+7H₂O，结合方程式计算．

解答 解：（1）根据工业流程可知，将③中MnO₂回收，再发生①中的反应，可以提高MnO₂利用率，
故选：将③中MnO₂回收，再发生①中的反应；
（2）滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，则反应离子方程式为3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案为：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）①n（Na₂S₂O₃）=0.100mol•L^-1×0.25L=0.025mol，
m（Na₂S₂O₃）=0.025mol×158g/mol=3.950g，
故答案为：3.950；
②由反应方程式：8MnO₄^-+5S₂O₃^2-+14H⁺=10SO₄^2-+8Mn²⁺+7H₂O，设样品中KMnO₄物质的量为nmol，
可知 8KMnO₄ ～5S₂O₃^2-
          n           0.100 mol•L^-1×12.00 mL×10^-3 L
所以n（KMnO₄）=$\frac{8}{5}$×0.100 mol•L^-1×12.00 mL×10^-3 L=1.92×10^-3mol
所以m（KMnO₄）=nM=1.92×10^-3mol×158g/mol=0.30336g
KMnO₄产品的纯度为：$\frac{0.30336g}{0.316g}$×100%=96%；
答：该KMnO₄产品的纯度为96%．

点评 本题考查化学反应方程式的书写及有关氧化还原反应的计算，明确反应物与生成物及物质之间的关系是解答的关键，难度较大．