Question

【題目】高錳酸鉀是一種常用的氧化劑．下圖是利用軟錳礦（主要成分為MnO2）制備高錳酸鉀的一種工藝（流程中部分產(chǎn)物已略去）：
相關(guān)物質(zhì)不同溫度下的溶解度（單位：g）數(shù)據(jù)如表：

物質(zhì) 溫度	KMnO4	CH3COOK	K2SO4	KCl
20℃	6.34	217	11.1	34.2
90℃	45.2	398	22.9	53.9

（1）“熔融”步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ．
（2）K2MnO4溶液中加入冰醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為： ．
（3）操作2是、、 ．
（4）圖中可以直接進(jìn)行循環(huán)利用的物質(zhì)是（填化學(xué)式） ．
（5）KMnO4粗晶體中的主要雜質(zhì)（填化學(xué)式）有和 ， 若用硫酸代替圖中的冰醋酸，則導(dǎo)致的問題及原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O
（2）3MnO42﹣+4CH3COOH=2MnO4﹣+MnO2↓+2H2O+4CH3COO﹣
（3）蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過濾
（4）MnO2
（5）KCl；CH3COOK；反應(yīng)生成K2SO4 ， 而K2SO4在常溫下的溶解度也較小，析出后從而導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低
【解析】解：軟錳礦中的二氧化錳和加入氯酸鉀和氫氧化鉀熔融發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳酸鉀、氯化鉀和水，錳酸鉀中加入冰醋酸自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化錳、高錳酸鉀和醋酸鉀，操作Ⅰ是溶解過濾得到濾渣為二氧化錳，操作Ⅱ是濾液2通過加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過濾洗滌得到高錳酸鉀粗晶體，所含雜質(zhì)主要為KCl、CH3COOK等，通過重結(jié)晶的方法提純高錳酸鉀晶體，（1）軟錳礦中的二氧化錳和加入氯酸鉀和氫氧化鉀熔融發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳酸鉀、氯化鉀和水，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫化學(xué)方程式，錳元素化合價(jià)+4價(jià)變化為+6價(jià)電子轉(zhuǎn)移2e﹣ ， 氯酸鉀中氯元素+5價(jià)變化為﹣1價(jià)，電子轉(zhuǎn)移6e﹣ ， 電子轉(zhuǎn)移總數(shù)6e﹣ ， 則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O，所以答案是：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O；（2）K2MnO4溶液中加入冰醋酸發(fā)生反應(yīng)是自身氧化還原反應(yīng)生成高錳酸鉀和二氧化錳，結(jié)合電子守恒、電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式，錳元素+6價(jià)變化為+7價(jià)和+4價(jià)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)2e﹣，配平得到離子方程式為：3MnO42﹣+4CH3COOH=2MnO4﹣+MnO2↓+2H2O+4CH3COO﹣ ，
所以答案是：3MnO42﹣+4CH3COOH=2MnO4﹣+MnO2↓+2H2O+4CH3COO﹣；（3）操作Ⅱ是溶液中得到溶質(zhì)固體，依據(jù)表中溶解度分析可知，溶解度隨溫度變化較大，可以用冷卻熱飽和溶液的方法得到，操作2為濾液2通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到高錳酸鉀粗晶體，
所以答案是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；（4）參加反應(yīng)過程最后又生成的物質(zhì)可以循環(huán)使用，上述分析可知二氧化錳參與反應(yīng)又生成可以循環(huán)使用，
所以答案是：MnO2；（5）高錳酸鉀粗晶體，所含雜質(zhì)主要為KCl、CH3COOK等，若用硫酸代替圖中的冰醋酸，生成的硫酸鉀溶解度小易在晶體中含有更多雜質(zhì)，硫酸酸性太強(qiáng)，導(dǎo)致MnO4﹣將Cl﹣氧化，產(chǎn)生有毒的Cl2 ， KMnO4損失且純度降低，
所以答案是：KCl，CH3COOK，反應(yīng)生成K2SO4 ， 而K2SO4在常溫下的溶解度也較小，析出后從而導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低或硫酸酸性太強(qiáng)，導(dǎo)致MnO4﹣將Cl﹣氧化，產(chǎn)生有毒的Cl2 ， KMnO4損失且純度降低；