Question

16．以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程．

①KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是ad（填代号）．
a.84消毒液（NaClO溶液）    b.75%酒精 c．苯酚                      d．双氧水
②高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是b（填代号）．
a．浓硝酸           b．烧碱           c．氯水          d．硝酸银
③上述流程中可以循环使用的物质有MnO₂、KOH等（写化学式，一种即可）．
④该生产中需要纯净的CO₂气体．若实验室要制备纯净的CO₂，所需试剂最好选择（选填代号）cd  ．
a．石灰石          b．稀HCl         c．稀H₂SO₄      d．纯碱溶液
⑤操作Ⅱ，根据KMnO₄和K₂CO₃两物质在固体物质的溶解度上的差异，可采用蒸发浓缩（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO₄粗晶体．

Answer 1

分析 将MnO₂和KOH粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K₂MnO₄，根据元素守恒知还生成H₂O，K₂MnO₄和CO₂反应生成KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂，KMnO₄、K₂CO₃易溶于水而MnO₂难溶于水，将KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂溶于水然后过滤得到KMnO₄、K₂CO₃混合溶液，再根据KMnO₄、K₂CO₃溶解度差异采用加热浓缩、冷却结晶的方法获得KMnO₄晶体，母液中含有K₂CO₃，加入CaO，发生反应K₂CO₃+CaO+H₂O=CaCO₃↓+2KOH，从而得到KOH，将KMnO₄晶体洗涤干燥得到纯净的KMnO₄晶体，
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；
②见光易分解的物质常常保存在棕色试剂瓶中；
③最初反应物中和最终生成物中含有的物质就能循环利用；
④根据反应物和生成物的特点选取药品，盐酸有挥发性，硫酸钙是微溶物；
⑤分离易溶于水的两种溶质根据其溶解度差异性采用蒸发结晶方法

解答 解：将MnO₂和KOH粉碎，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K₂MnO₄，根据元素守恒知还生成H₂O，K₂MnO₄和CO₂反应生成KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂，KMnO₄、K₂CO₃易溶于水而MnO₂难溶于水，将KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂溶于水然后过滤得到KMnO₄、K₂CO₃混合溶液，再根据KMnO₄、K₂CO₃溶解度差异采用加热浓缩、冷却结晶的方法获得KMnO₄晶体，母液中含有K₂CO₃，加入CaO，发生反应K₂CO₃+CaO+H₂O=CaCO₃↓+2KOH，从而得到KOH，将KMnO₄晶体洗涤干燥得到纯净的KMnO₄晶体，
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、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，故正确；
b、酒精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，故错误；
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，故错误；
d、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，故正确；
故选ad；
②见光易分解的物质常常保存在棕色试剂瓶中．
a．浓硝酸见光分解生成二氧化氮、氧气和水，所以要保存在棕色试剂瓶中，故不选；
b．烧碱见光不分解，所以不要保存在棕色试剂瓶中，故选；
 c．氯水中的次氯酸见光分解生成盐酸和氧气，所以要保存在棕色试剂瓶中，故不选；
d．硝酸银见光分解生成银、二氧化氮和氧气，所以要保存在棕色试剂瓶中，故不选；
故选b；
③在开始的反应物和最终的生成物中都含有MnO₂和KOH，所以二氧化锰和氢氧化钾能循环使用，故答案为：MnO₂、KOH；
④石灰石和酸反应是放热反应，盐酸具有挥发性，所以制取的二氧化碳中含有氯化氢导致气体不纯，则不能选用盐酸和石灰石；
稀硫酸和碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙阻止进一步的反应，则不能选用石灰石和硫酸；
而稀硫酸和纯碱反应生成二氧化碳，稀硫酸没有挥发性，硫酸钠是可溶性的物质，所以可以制取较纯净的二氧化碳，则选用稀硫酸和纯碱；
故选cd；
⑤操作II是将两种可溶于性盐分离开，应该是利用物质溶解度的差异，通过蒸发浓缩、趁热过滤的方式将二者分离开．
故答案为：蒸发浓缩．

点评 本题考查了制备实验中的有关知识，难度不大，明确常用消毒剂的消毒原理、化学试剂的存放等知识点，易错题是④，注意不同反应物对所制得的气体的影响．