(2011•宿州三模)近年来高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费增长较快.实验室可用软锰矿(主要成分MnO2)为原料

(2011•宿州三模)近年来高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费增长较快.实验室可用软锰矿(主要成分MnO2)为原料制备高锰酸钾.其部分流程如下:

(1)实验中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是______.
(2)KOH、KClO3、MnO2共熔制得绿色K2MnO4的化学方程式为
KClO3+3MnO2+6KOH
熔融
.
KCl+3K2MnO4+3H2O
KClO3+3MnO2+6KOH
熔融
.
KCl+3K2MnO4+3H2O
.此时还有可能发生的反应为
2KClO3
催化剂
.
2KCl+3O2
2KClO3
催化剂
.
2KCl+3O2
(用化学方程式表示)
(3)通入CO2可使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,则K2MnO4完全反应时转化为KMnO4的百分率约______(精确至0.1%)
(4)若通入CO2太多,则在加热浓缩时,会有______晶体和KMnO4晶体一起析出;混合液趁热过滤的目的是______.
(5)在加热、浓缩、烘干的过程中温度不宜过高,其原因是______.
ximulai008 1年前 已收到1个回答 举报

rube3d 幼苗

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解题思路:(1)瓷坩埚原料含有SiO2,高温下与KOH发生反应;
(2)由题意可知,KOH、KClO3、MnO2共熔制得绿色K2MnO4,根据氧化还原反应可知,还生成KCl,由元素守恒可知,还会生成H2O;
MnO2存在,高温下KClO3可能发生分解反应生成氯化钾与氧气;
(3)反应中MnO42-→MnO4-,Mn元素化合价由+6价升高为+7,化合价总共升高1价,MnO42-→MnO2,Mn元素化合价由+6价降低为+4,化合价总共降低2价,化合价升高最小公倍数为2,故MnO4-系数为2,MnO2系数为1,根据锰元素守恒可知,转化KMnO4的MnO42-占[2/3];
(4)工艺流程可知,CO2使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入CO2太多,会生KHCO3,滤液中含有KHCO3、KMnO4
温度降低,物质的溶解度降低,温度过低析出晶体多;
(5)KMnO4在加热的条件下会发生分解反应.

(1)瓷坩埚原料含有SiO2,在高温下,瓷坩埚可以和KOH发生反应SiO2+2KOH═K2SiO3+H2O,腐蚀瓷坩埚,故不能使用瓷坩埚,而使用铁坩埚,
故答案为:在高温下,瓷坩埚可以和KOH发生反应SiO2+2KOH═K2SiO3+H2O,腐蚀瓷坩埚;
(2)由题意可知,KOH、KClO3、MnO2共熔制得绿色K2MnO4,根据氧化还原反应可知,还生成KCl,由元素守恒可知,还会生成H2O,反应方程式为KClO3+3MnO2+6KOH

熔融
.
KCl+3K2MnO4+3H2O;MnO2作催化剂,高温下KClO3可能发生分解反应生成氯化钾与氧气,反应方程式为2KClO3

催化剂
.
△2KCl+3O2↑,
故答案为:KClO3+3MnO2+6KOH

熔融
.
KCl+3K2MnO4+3H2O;2KClO3

催化剂
.
△2KCl+3O2↑;
(3)反应中MnO42-→MnO4-,Mn元素化合价由+6价升高为+7,化合价总共升高1价,MnO42-→MnO2,Mn元素化合价由+6价降低为+4,化合价总共降低2价,化合价升高最小公倍数为2,故MnO4-系数为2,MnO2系数为1,根据锰元素守恒MnO42-系数为3,所以转化KMnO4的MnO42-占[2/3],故K2MnO4完全反应时转化为KMnO4的百分率约[2/3]×100%=66.7%,
故答案为:66.7%;
(4)工艺流程可知,CO2使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入CO2太多,会生KHCO3,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3晶体和KMnO4晶体一起析出;温度降低,物质的溶解度降低,混合液趁热过滤,减少产品的损失,提高产率,
故答案为:KHCO3;减少产品的损失,提高产率;
(5)KMnO4在温度过高的条件下会发生分解反应,故在加热、浓缩、烘干的过程中温度不宜过高,故答案为:温度过高会导致KMnO4分解.

点评:
本题考点: 制备实验方案的设计;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

考点点评: 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、物质推断、氧化还原反应、工艺条件的控制等,难度中等,是对所学知识的综合运用与能力的考查,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力.

1年前

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