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轉化為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純Na₂C₂O₄反應完全，計算該KMnO₄的純度。

Answer 1

（1）3MnO₂＋6KOH＋KClO₃KCl＋3K₂MnO₄＋3H₂O。

(2）3MnO₄^2－＋4H⁺===MnO₂↓＋2MnO₄^－＋2H₂O。

(3）2.42g。

(4）2KMnO₄＋8H₂SO₄＋5Na₂C₂O₄===K₂SO₄＋2MnSO₄＋5Na₂SO₄＋10CO₂↑＋8H₂O。

(5）95.76％

解析:

（1）主要考查氧化還原方程式的缺項配平，先根據化合價的升降總數相等，在MnO₂和K₂MnO₄前分別配3，KClO₃和KCl前分別配1，再根據H和O原子數確定生成物中還有水。配平后的化學方程式為：3MnO₂＋6KOH＋KClO₃KCl＋3K₂MnO₄＋3H₂O。

     (2）主要考查離子方程式的書寫和缺項配平。3MnO₄^2－＋4H⁺===MnO₂↓＋2MnO₄^－＋2H₂O。

     (3）由上述的兩個反應式可知：3MnO₂   ～  2KMnO₄

                                   87×3       2×158

                                 2.5g×80％       x

= ，x＝2.42g。

      (4）溶液中的Mn^2＋、K^＋、Na^＋與SO₄^2－分別組合成MnSO₄、K₂SO₄、Na₂SO₄，配平后的化學方程式為：2KMnO₄＋8H₂SO₄＋5Na₂C₂O₄===K₂SO₄＋2MnSO₄＋5Na₂SO₄＋10CO₂↑＋8H₂O。

      (5）n(Na₂C₂O₄)＝＝0.0025mol，由上述的方程式可知n(KMnO₄)＝0.001mol，m(KMnO₄)＝0.158g，KMnO₄的純度為：×100%=95.76％。