Question

實驗室可由軟錳礦（主要成分為MnO₂）制備KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過量固體KOH和KClO₃在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl；用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K₂MnO₄轉變為MnO₂和KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結晶得到深紫色的針狀KMnO₄。請回答：

（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學方程式是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

（2）K₂MnO₄制備KMnO₄的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

（3）若用2.5g軟錳礦（含MnO₂80％）進行上述實驗，計算KMnO₄的理論產量；

（4）KMnO₄能與熱的經硫酸酸化的Na₂C₂O₄反應生成Mn²⁺和CO₂，該反應的化學方程式是　　　　　                        　　　　　　　　；

（5）上述制得的KMnO₄產品0.165g，恰好與0.335g鈍Na₂C₂O₄反應完全。計算該KMnO₄的純度。

Answer 1

（1）3MnO₂+6KOH+KClO₃3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

（2）3+4H⁺=MnO₂↓+2+2H₂O

（3）由上述兩個化學方程式可知，反應物和生成物間的計量關系為：

MnO₂K₂MnO₄KMnO₄

 87                                       158×

2.5×80%                                  x

x=

答：KMnO₄的理論產量是2.4 g。

（4）2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O

（5）設該KMnO₄的純度為y，根據化學方程式可知

KMnO₄  ――Na₂C₂O₄

               134

0.165×y               0.335

解析：（1）據題目所給信息可寫出制備K₂MnO₄的化學方程式

    3MnO₂+6KOH+KClO₃3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

（2）K₂MnO₄酸化得MnO₂、KMnO₄，離子方程式為

3+4H⁺=MnO₂↓+2+2H₂O

（3）由（1）（2）中兩個化學方程式可得關系式

3MnO₂―3K₂MnO₄―2KMnO₄

87×3                      158×2

2.5 g×80%                  x

x==2.4 g

（4）2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O

（5）設該KMnO₄的純度為y，由以上可得關系式

     2KMnO₄    ―    5Na₂C₂O₄

2×158 g?mol^-1    5×134 g?mol^-1

    0.165 gy              0.335 g

y=×100%=95.8%