高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂.在实验室和医疗上有非常广泛的应用．如图1是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:(1)写出反应①的化学方程式: ．(2)反应②的产物中.氧化产物与还原产物的物质的量的比是．(3)反应②中“酸化时不能选择下列酸中的． a．稀盐酸 b．稀硫酸 c．稀醋酸(4)操� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂，在实验室和医疗上有非常广泛的应用．如图1是工业上用软锰矿（主要含MnO₂）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：

（1）写出反应①的化学方程式：

．
（2）反应②的产物中，氧化产物与还原产物的物质的量的比是

．
（3）反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的

（填字母序号）．
a．稀盐酸 b．稀硫酸 c．稀醋酸
（4）操作Ⅱ的名称是

，实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有

．
（5）电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾（如图2所示），其阴极反应为2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，则b为电源的

极，电解池的阳极反应式是

；若电解过程中收集到2.24LH₂（标准状况），则得到高锰酸钾

g．（提示：阴离子放电顺序：MnO₄^2-＞OH^-）

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：软锰矿加入氢氧化钾和氯酸钾高温加热反应生成锰酸钾、氯化钾，加入水过滤得到滤液酸化，K₂MnO₄与酸发生氧化还原反应生成KMnO₄和MnO₂，过滤得到滤液蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤的高锰酸钾；
（1）反应①是碱溶液中二氧化锰还原氯酸根离子为Cl^-，二氧化锰被氧化为锰酸钾；
（2）K₂MnO₄与酸发生氧化还原反应生成KMnO₄和MnO₂，由化合价升降相等确定氧化产物与还原产物的物质的量之比；
（3）酸性高锰酸钾溶液能氧化盐酸，因此不能选用盐酸酸化；
（4）软锰矿中含有不溶于水的物质，由流程图可知，通过操作Ⅰ得到滤液，因此操作Ⅰ为过滤；
（5）电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾，锰的化合价升高，MnO₄^2-在阳极放电，因此铁棒只能作阴极，所以b为负极；根据得失电子守恒计算高锰酸钾的物质的量，代入m=nM计算质量．

解答： 解：（1）反应①是碱溶液中二氧化锰还原氯酸根离子为Cl^-，二氧化锰被氧化为锰酸钾，反应的离子方程式为：ClO₃^-+6OH^-+3MnO₂=3MnO₄^2-+3H₂O+Cl^-；
故答案为：ClO₃^-+6OH^-+3MnO₂=3MnO₄^2-+3H₂O+Cl^-；
（2）K₂MnO₄与酸发生氧化还原反应生成KMnO₄和MnO₂，Mn元素的化合价由+6变为+7和+4价，因此KMnO₄为氧化产物，MnO₂为还原产物，根据化合价升降相等可知，氧化产物与还原产物的物质的量之比为（6-4）：（7-6）=2：1，
故答案为：2：1；
（3）酸性高锰酸钾溶液能氧化盐酸生成氯气，因此不能选用盐酸酸化，
故答案为：a；
（4）软锰矿中含有不溶于水的物质，由流程图可知，通过操作Ⅰ得到滤液，因此操作Ⅰ为过滤，过滤用到的玻璃仪器有：玻璃棒、漏斗、烧杯，
故答案为：过滤；烧杯、漏斗、玻璃棒；
（5）电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾，锰的化合价升高，MnO₄^2-在阳极放电，电极反应是为MnO₄^2--e^-═MnO₄^-，因此铁棒只能作阴极，所以b为负极；
n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根据得失电子守恒可知，生成KMnO₄的物质的量为0.1mol×2=0.2mol，m（KMnO₄）=0.2mol×158g/mol=31.6g，
故答案为：负；MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；31.6．

点评：本题结合化工流程考查氧化还原反应，盐类水解和溶度积等，关键是弄清过程和步骤的目的，理解信息和物质性质是解题关键，

实验方案（只要求填写选用试剂的序号）	实验现象	结论
（1）	一支试管中有白色沉淀，另一支试管中先生成白色沉淀，后白色沉淀消失．	金属性：Mg＞Al
（2）		非金属性：

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