Question

9．高錳酸鉀在實驗室和工農業(yè)中有廣泛的用途，實驗室以二氧化錳為主要原料制備高錳酸鉀其部分流程如圖：
（1）第①步加熱熔融應在鐵坩堝中進行，而不用瓷坩堝的原因是SiO₂+2KOH═K₂SiO₃+H₂O（用化學方程式表示）．

（2）第④步通入CO₂，可以使MnO₄^2-發(fā)生反應，生成MnO₄^-和MnO₂，反應的離子方程式為3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-，則完成反應時，轉化為KMnO₄和K₂MnO₄占全部K₂MnO₄的百分率約為66.7%（精確到0.1%）
（3）第⑤步趁熱過濾的目的是減少過濾的損耗．
（4）第⑥步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時，停止加熱，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．干燥過程中，溫度不宜過高，其原因是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化學方程式表示）．
（5）H₂O₂和KMnO₄都是常有的強氧化劑．若向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，則酸性高錳酸鉀溶液會褪色，寫出該反應的離子方程式：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，該反應說明H₂O₂的氧化性比KMnO₄弱（填“強”或“弱”）

Answer 1

分析 （1）熔融固體需要用鐵坩堝熔融，瓷坩堝原料含有SiO₂，能和堿反應，高溫下與KOH發(fā)生反應；
（2）由題意可知，KOH、KClO₃、MnO₂共熔制得綠色K₂MnO₄；CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應，生成MnO₄^-和MnO₂，反應中MnO₄^2-→MnO₄^-，Mn元素化合價由+6價升高為+7，化合價總共升高1價，MnO₄^2-→MnO₂，Mn元素化合價由+6價降低為+4，化合價總共降低2價，化合價升高最小公倍數為2，故MnO₄^-系數為2，MnO₂系數為1，根據錳元素守恒可知，轉化KMnO₄的MnO₄^2-占$\frac{2}{3}$；
（3）趁熱過濾的目的是為了減少過濾損失；
（4）KMnO₄在加熱的條件下會發(fā)生分解反應；
（5）向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液．則酸性高錳酸鉀溶液會褪色說明高錳酸鉀做氧化劑氧化過氧化氫為氧氣，依據電子守恒和原子守恒分析配平書寫離子方程式；依據氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于反應中其他物質分析判斷．

解答 解：（1）熔融固體需要用鐵坩堝熔融，瓷坩堝原料含有SiO₂，在高溫下，瓷坩堝可以和KOH發(fā)生反應SiO₂+2KOH═K₂SiO₃+H₂O，腐蝕瓷坩堝，故不能使用瓷坩堝，而使用鐵坩堝，
故答案為：鐵坩堝；SiO₂+2KOH═K₂SiO₃+H₂O；
（2）由題意可知，KOH、KClO₃、MnO₂共熔制得綠色K₂MnO₄，根據氧化還原反應可知，還生成KCl，由元素守恒可知，還會生成H₂O，反應方程式為KClO₃+3MnO₂+6KOH $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$KCl+3K₂MnO₄+3H₂O；CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應，生成MnO₄^-和MnO₂，反應的離子方程式為：3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-；反應中MnO₄^2-→MnO₄^-，Mn元素化合價由+6價升高為+7，化合價總共升高1價，MnO₄^2-→MnO₂，Mn元素化合價由+6價降低為+4，化合價總共降低2價，化合價升高最小公倍數為2，故MnO₄^-系數為2，MnO₂系數為1，根據錳元素守恒MnO₄^2-系數為3，所以轉化KMnO₄的MnO₄^2-占$\frac{2}{3}$，故K₂MnO₄完全反應時轉化為KMnO₄的百分率約$\frac{2}{3}$×100%=66.7%，
故答案為：3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-；66.7%；
（3）步驟⑤趁熱過濾的目的是防止降溫過程中KMnO₄析出而損耗，減少過濾過程中晶體析出損耗，
故答案為：減少過濾的損耗；
（4）第⑥步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時，停止加熱，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥，KMnO₄在溫度過高的條件下會發(fā)生分解反應，反應化學方程式為：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，故在加熱、濃縮、烘干的過程中溫度不宜過高，
故答案為：過濾；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（5）向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液．則酸性高錳酸鉀溶液會褪色說明高錳酸鉀做氧化劑氧化過氧化氫為氧氣，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；反應中表面高錳酸鉀的氧化性大于過氧化氫，
故答案為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；弱．

點評 本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、物質推斷、氧化還原反應、工藝條件的控制等，題目難度中等，是對所學知識的綜合運用與能力的考查，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識、信息進行解決問題的能力．