Question

【題目】某實驗小組用軟錳礦制備高錳酸鉀，主要實驗步驟如下：

步驟一：將軟錳礦（主要成分為MnO2）、KClO3和KOH固體按一定比例混合后強熱可制得綠色K2MnO4；

步驟二：將反應后固體充分溶解、過濾，向濾液中通入過量CO2氣體使溶液顯酸性，K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3，最后分離得到高錳酸鉀晶體。

請回答下列問題：

(1)請寫出步驟一的化學方程式____________________________，此反應不能用瓷坩堝，原因是（用化學方程式表示）_________________________________；

(2)否用濃鹽酸代替步驟二中的CO2 ，請簡要分析原因__________________________；

(3)部分化合物的溶解度隨溫度的變化如下表所示，從步驟二反應后的混合溶液中分離得到高錳酸鉀晶體的方法是蒸發濃縮、_____________，過濾、洗滌、烘干。為進一步增加得到的產品（高錳酸鉀晶體）的純度，常采用的實驗方法是____________；

一些化合物的溶解度S/g(100g H2O)-1

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
KCl	27.6	31.0	34.0	37.0	40.0	42.6
K2CO3	51.3	52.0	52.5	53.2	53.9	54.8
KMnO4	2.83	4.4	9.0	12.7	16.9	22.2

(4)按以上方法制備高錳酸鉀，每3 mol K2MnO4徹底反應理論上生成_________mol KMnO4；為增大錳酸鉀的原子利用率，更好的制備方法是電解法。以K2MnO4溶液為電解液，采用惰性電極電解，當陰極在標準狀況下產生5.6 L H2時，產生KMnO4的物質的量是________mol。

Answer 1

【答案】3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O 不能，以為濃鹽酸和高錳酸鉀會發生反應 冷卻結晶 重結晶 2 0.5

【解析】

（1）軟錳礦主要成分為MnO2，把MnO2、KClO3和KOH固體按一定比例混合后強熱可制得綠色K2MnO4和KCl，反應方程式為；3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O。瓷坩堝主要成分為SiO2 會和KOH溶液反應，其化學方程式為SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O，所以此反應不能用瓷坩堝。答案：3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O；SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O。

(2) 因為K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3，濃鹽酸能和KMnO4放出氯氣，最后得不到高錳酸鉀晶體，所以不能用濃鹽酸代替步驟二中的CO2 。答案：不能，以為濃鹽酸和高錳酸鉀會發生反應。

(3)部分化合物的溶解度隨溫度的變化如下表所示，從步驟二反應后的混合溶液中分離得到高錳酸鉀晶體的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶 、過濾、洗滌、烘干。為進一步增加得到的產品（高錳酸鉀晶體）的純度，常采用重結晶的實驗方法進行提純。答案：冷卻結晶 、 重結晶。

（4）由K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3，此反應方程式為3K2MnO4+2CO2= 2KMnO4+MnO2+2K2CO3,根據反應方程式每3 mol K2MnO4徹底反應理論上生成2mol KMnO4.

以K2MnO4溶液為電解液，采用惰性電極電解，當陰極在標準狀況下產生5.6 L H2時，轉移電子數為5.6L/22.4Lmol-12=0.5mol,由K2MnO4KMnO4的物質的量為0.5mol。答案：2；0.5。