MnO2与过量固体KOH和KClO3在高温下反应.生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl.K2MnO4溶液经酸化后转化为MnO2和KMnO4．一种MnO2制备KMnO4的方法如下:(1)写出“溶化氧化的化学反应方程式:3MnO2+6KOH+KClO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 3K2MnO4+KCl+3H2O,(2)从溶液②中得� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，K₂MnO₄溶液经酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．一种MnO₂制备KMnO₄的方法如下：

（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式：3MnO₂+6KOH+KClO_{3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$}3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）从溶液②中得到KMnO₄粗晶体的方法是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；
（3）上述流程中可以循环使用的物质是MnO₂；
（4）理论上（若不考虑制备过程中的损失与物质循环）1mol MnO₂可制的$\frac{2}{3}$mol KMnO₄；
（5）已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，请解释酸化过程中采用醋酸而不采用盐酸或硫酸的原因：
①不采用盐酸的原因：盐酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性会产生氯气；
②不采用硫酸的原因：硫酸钾溶解度低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成高锰酸钾产品纯度下降．
（6）采用上述流程制备KMnO₄产率并不高，为提高产率，还可以采用以下两种方法：
①在K₂MnO₄溶液中通入氯气，写出该反应的离子方程式Cl₂+2MnO₄^2-=2MnO₄^-+2Cl^-；
②电解K₂MnO₄溶液，电解的总反应离子方程式为2MnO₄^2-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-．

分析 MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，溶于水得到溶液①，K₂MnO₄溶液经加入稀醋酸酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．过滤得到滤渣为MnO₂，滤液为溶液②蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，干燥得到KMnO₄晶体；
（1）反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平；
（2）由溶液得到晶体，需要蒸发浓缩，冷却结晶；
（3）循环使用的物质是指过程中参与反应最后又重新生成的物质；
（4）3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，离子反应为4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O，结合方程式定量关系计算；
（5）①盐酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性分析；
②硫酸钾溶解度低会随高锰酸钾晶体析出，引入杂质；
（6）①在K₂MnO₄溶液中通入氯气，氯气氧化K₂MnO₄为高锰酸钾；
②电解K₂MnO₄溶液，阳极是MnO₄^2-失电子发生氧化反应生成MnO₄^-，阴极是氢离子得到电子生成氢气，结合电荷守恒、原子守恒配平书写电解反应．

解答解：MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，溶于水得到溶液①，K₂MnO₄溶液经加入稀醋酸酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．过滤得到滤渣为MnO₂，滤液为溶液②蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，干燥得到KMnO₄晶体；
（1）由软锰i随高锰酸钾矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平方程式为：3MnO₂+6KOH+KClO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6KOH+KClO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由溶液得到晶体，需要蒸发浓缩，冷却结晶，即步骤③的操作为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到KMnO₄晶体，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
（3）上述过程中MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，溶于水得到溶液①，K₂MnO₄溶液经加入稀硫酸酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．过滤得到滤渣为MnO₂，循环使用的物质为二氧化锰，
故答案为：MnO₂；
（4）（4）3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，离子反应为4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O，得到定量关系为：
3MnO₂～2KMnO₄
3 2
1mol $\frac{2}{3}$mol
故答案为：$\frac{2}{3}$；
（5）①不采用盐酸的原因是盐酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，二者混合反应生成污染性的气体氯气，
故答案为：盐酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，反应生成氯气；
②已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，硫酸钾溶解度低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成高锰酸钾产品纯度下降，
故答案为：硫酸钾溶解度低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成高锰酸钾产品纯度下降；
（6）①在K₂MnO₄溶液中通入氯气，氯气氧化K₂MnO₄为高锰酸钾，反应的离子方程式为：Cl₂+2MnO₄^2-=2MnO₄^-+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2MnO₄^2-=2MnO₄^-+2Cl^-；
②电解K₂MnO₄溶液，阳极是MnO₄^2-失电子发生氧化反应生成MnO₄^-，阴极是氢离子得到电子生成氢气，结合电荷守恒、原子守恒配平书写电解反应，反应的离子方程式为：2MnO₄^2-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-；
故答案为：2MnO₄^2-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-．

点评本题考查了流程分析判断，物质提纯、转化、性质的理的分析解应用，主要是氧化还原反应的分析应用，掌握原理和实质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案

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	A．	氯气易液化，可储存于钢瓶中
	B．	实验室可以用向下排空气法收集氯气
	C．	氯气不能将碘化钾中的碘置换出来
	D．	氯气的摩尔质量为71g

7．写出下列化学方程式
①由甲苯制取TNT

②向苯酚中滴加浓溴水

．

4．下列物质在水溶液中能够全部电离的是（　　）

H₂O

NH₃•H₂O

CH₃COONH₄

CH₃COOH

的方法是（　　）
①与足量的NaOH溶液共热，再通入CO₂ ②与稀硫酸共热后，加入足量的NaOH溶液
③与足量的NaOH溶液共热 ④与稀H₂SO₄共热后，加入足量的NaHCO₃．

6．表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

（1）证明⑨的非金属性比⑧强的实验事实是酸性HClO₄＞H₂SO₄；
②的单质与③、⑧的最高价氧化物对应水化物的浓溶液都能发生反应，与⑧反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（2）现有Z、W两种中学化学中的常见物质，它们由①、③、④中的两种或三种元素组成．Z的浓溶液常温下能使铁钝化，由此可知Z的化学式为HNO₃；W中①、③两种元素的质量比为3：14，写出W的电子式

；W与④的单质在催化剂、加热条件下发生的反应是工业制取Z的基础，写出该反应的化学方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）电动汽车的某种燃料电池，通常用NaOH作电解质，用⑥的单质、石墨作电极，在石墨电极一侧通入空气，该电池负极的电极反应Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
⑧的一种氧化物，通常情况为气体，是形成酸雨的主要原因之一，可利用某种燃料电池，通常用硫酸溶液作电解质，用石墨作电极，在一端通入空气，另一端通入该气体，该电池负极的电极反应SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺．该燃料电池的产物为H₂SO₄．

13．图中X、Y、Z、W是地壳含量前四位（不按顺序）的元素组成的单质，其它为化合物，A有磁性．它们之间存在如下转化关系（部分产物已略去）．

回答下列问题：
（1）组成单质Y的元素在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族，M的化学式是Na₂SiO₃；
（2）胶体的应用非常广泛，早在150年前的1862年，英国科学家格雷阿姆就提出了“胶体“的概念，R胶体中分散质直径大小范围为：1nm～100nm，可利用丁达尔效应区分胶体和溶液；
（3）写出A与 W反应的化学方程式：8Al+3Fe₃O₄ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃；
（4）写出A和足量D的稀溶液反应生成G的离子方程式：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O
（5）简述检验G溶液中的金属阳离子的实验方法取少量Fe（NO₃）₃溶液于一支试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，证明含Fe³⁺（操作、现象、结论）
（6）工业由E制备Z的反应方程式SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．

10．下列各项叙述中，正确的是（　　）

	A．	N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大
	B．	价电子排布为4s²4p³的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素
	C．	2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
	D．	镁原子由1s²2s²2p⁶3s²→1s²2s²2p⁶3p²时，原子释放能量，由基态转化成激发态

11．在“电解饱和食盐水”的实验探究中，将有关实验现象所得结论填入下表．

	实验现象	结论
①	通电后，铁棒和石墨棒上都有气泡冒出
②	将阴极上方收集的气体靠近火焰，有爆鸣声
③	阳极收集到的气体呈黄绿色，可使湿润的淀粉KI试纸变蓝
④	铁棒一端的溶液滴加酚酞后变红

电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．

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