Question

【題目】（14分）高錳酸鉀可用于生活消毒，是中學化學常見的氧化劑。工業上，用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下：

請回答下列問題：

（1）該生產中需要純凈的CO2氣體．寫出實驗室制取CO2的化學方程式　　　　　　 。

（2）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒原理與下列物質相同的是　　　　（填字母）．

a．75%酒精 b．雙氧水 c．苯酚 d． 84消毒液（NaClO溶液）

（3）寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時發生的主要化學反應的方程式： 。

（4）上述流程中可以循環使用的物質有　　　　　　 、　　　　　　 （寫化學式）．

（5）測定高錳酸鉀樣品純度采用硫酸錳滴定：向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液，產生黑色沉淀。當溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不恢復，表明達到滴定終點。寫出該反應的離子方程式： 。

（6）已知：常溫下，Ksp[Mn（OH）2]=2.4×10-13。工業上，調節pH可以沉淀廢水中Mn2+，當pH=10時，溶液中c（Mn2+）= ___________________。

（7）操作Ⅰ的名稱是　　　　　　 ；操作Ⅱ根據KMnO4和K2CO3兩物質在溶解性上的差異，采用　　　　　　（填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體．

Answer 1

【答案】（14分）

（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；

（2）bd；

（3）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；

（4）MnO2；KOH；

（5）2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；

（6）2.4×10-5mol/L

（7）過濾； 濃縮結晶

【解析】

試題分析：（1）實驗室利用碳酸鈣與鹽酸反應制二氧化碳，反應的方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，故答案為：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；

（2）KMnO4有強氧化性，利用其強氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故選bd，故答案為：bd；

（3）由工藝流程轉化關系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發生反應生成K2MnO4，根據元素守恒還應生成水．反應中錳元素由+4價升高為+6價，總升高2價，氧元素由0價降低為-2價，總共降低4價，化合價升降最小公倍數為4，所以MnO2系數2，O2系數為1，根據錳元素守恒確定K2MnO4系數為2，根據鉀元素守恒確定KOH系數為4，根據氫元素守恒確定H2O系數為2，所以反應化學方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案為：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；

（3）由工藝流程轉化關系可知，向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，反應只有Mn元素的化合價發生變化，由+6價降低為+4價，由+6價升高為+7價，所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，故答案為；K2MnO4；

（4）制備中利用的原料，在轉化過程中又生成的可以循環利用．由轉化關系圖知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH，會在MnO2、KOH的熔融制備K2MnO4中被循環利用，故答案為：KOH；MnO2；

（5）向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液，產生黑色沉淀二氧化錳，反應的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+，故答案為：2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+；

（6）當pH=10時，c2（OH-），c（OH-）=1×10-4 mol/L，根據Ksp[Mn（OH）2]=c（Mn2+）c2（OH-），可知c（Mn2-）===2.4×10-5mol/L，故答案為：2.4×10-5mol/L；

（7）將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液，所以操作Ⅰ為過濾，再根據KMnO4、K2CO3溶解度差異采用濃縮結晶、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體，故答案為：過濾； 濃縮結晶。