Question

【題目】[化學(xué)--選修2：化學(xué)與技術(shù)]高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等．以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：
回答下列問題：
（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按1：1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是 ．
（2）“平爐”中發(fā)生的化學(xué)方程式為 ．
（3）“平爐”中需要加壓，其目的是 ．
（4）將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝．
①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成KMnO4 ， MnO2和（寫化學(xué)式）．
②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為
， 陰極逸出的氣體是 ．
③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為 ．
（5）高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻．取濃度為0.2000molL﹣1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL，該樣品的純度為（列出計算式即可，已知2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）．

Answer 1

【答案】
（1）增大接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率
（2）2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
（3）增大反應(yīng)物的濃度，可使化學(xué)速率加快
（4）K2CO3；MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；H2；3：2
（5）95.62%
【解析】（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按1：1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是增大接觸面積加快反應(yīng)速率，所以答案是：增大接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）流程分析可知平爐中發(fā)生的反應(yīng)是氫氧化鉀、二氧化錳和氧氣加熱反應(yīng)生成錳酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O，所以答案是：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O；
（3）“平爐”中需要加壓增大導(dǎo)致反應(yīng)物濃度增大，能提高反應(yīng)速率，所以答案是：增大反應(yīng)物的濃度，可使化學(xué)速率加快；
（4）①在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱堿性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成KMnO4 ， MnO2 ， 二氧化碳在堿性溶液中生成碳酸鉀，化學(xué)式為：K2CO3 ， 所以答案是：K2CO3；②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽中陽極，MnO42﹣失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnO4﹣ ． 電極反應(yīng)式是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；在陰極，水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩�，電極反應(yīng)式是：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣；所以陰極逸出的氣體是H2；所以答案是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；H2；③依據(jù)電解法方程式2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2H2↑+2KOH，可知K2MnO4的理論利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反應(yīng)中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理論利用率是 ，所以二者的理論利用率之比為3：2，所以答案是：3：2；
（5）依據(jù)離子方程式2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4與草酸反應(yīng)的定量關(guān)系是2KMnO4～5H2C2O4 ， 配制溶液濃度為c= mol/L，1.0800g樣品中含有KMnO4的物質(zhì)的量n= × mol=0.006536mol，
KMnO4的質(zhì)量m=0.006536mol×158g/mol=1.03269g，
純度為： ×100%=95.62%，所以答案是：95.62%；