Question

13．高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑．以下是工業(yè)上用軟錳礦（主要成份MnO₂）制備高錳酸鉀的流程圖．

（1）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒機理與下列BD（填序號）物質相似．
A．75%酒精 B．雙氧水 C．苯酚 D．84消毒液（NaClO溶液）
（2）軟錳礦粉碎的目的增大反應物接觸面積，加快反應速率，使反應物反應完全．寫出MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生的主要反應的化學方程式：2MnO₂+4KOH+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O．
（3）該生產中需要純凈的CO₂氣體．若實驗室要直接制備出純凈的CO₂，所需試劑最好選擇cd（選填代號）．
a．石灰石 b．稀HCl c．稀H₂SO₄ d．純堿
所需氣體發(fā)生裝置是A（選填代號）．

（4）上述流程中反應②：向K₂MnO₄溶液中通入CO₂以制備KMnO₄，該反應中的還原劑是：K₂MnO₄．
（5）上述流程中可以循環(huán)使用的物質有Ca（OH）₂、CO₂、MnO₂和KOH（寫化學式）．
（6）若不考慮物質循環(huán)與制備過程中的損失，則每1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$或0.67mol KMnO₄．

Answer 1

分析 由工藝流程轉化關系可知，MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應生成K₂MnO₄，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制備KMnO₄、還生成K₂CO₃、MnO₂，通過過濾，分離出二氧化錳，濾液中含KMnO₄和K₂CO₃，根據KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上不同采用蒸發(fā)結晶的方式可分離出高錳酸鉀和碳酸鉀，對粗高錳酸鉀進行重結晶、干燥得到純凈的高錳酸鉀；向碳酸鉀溶液中加入石灰生成碳酸鈣和氫氧化鉀，據此答題．

解答 解：由工藝流程轉化關系可知，MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應生成K₂MnO₄，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制備KMnO₄、還生成K₂CO₃、MnO₂，通過過濾，分離出二氧化錳，濾液中含KMnO₄和K₂CO₃，根據KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上不同采用蒸發(fā)結晶的方式可分離出高錳酸鉀和碳酸鉀，對粗高錳酸鉀進行重結晶、干燥得到純凈的高錳酸鉀；向碳酸鉀溶液中加入石灰生成碳酸鈣和氫氧化鉀，
（1）高錳酸鉀具有強氧化性，常常利用高錳酸鉀的強氧化性進行消毒．
A、75%酒精是通過酒精滲透到細菌體內，使細菌蛋白質凝固（變性），從而殺死細菌，故A錯誤；
B、雙氧水具有強氧化性，常常利用雙氧水的強氧化性進行殺菌消毒，故B正確；
C、苯酚是通過滲透到細菌體內，使細菌蛋白質凝固（變性），從而殺死細菌，故C錯誤；
D、NaClO溶液中次氯酸鈉具有強氧化性，常常利用次氯酸鈉的強氧化性進行殺菌消毒，故D正確；故選BD；
（2）軟錳礦粉碎的目的是增大反應物接觸面積，加快反應速率，使反應物反應完全，根據題意MnO₂、KOH與氧氣反應生成K₂MnO₄，即MnO₂被氧氣氧化，反應方程式為2MnO₂+4KOH+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O，
故答案為：增大反應物接觸面積，加快反應速率，使反應物反應完全；2MnO₂+4KOH+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O；
（3）實驗室要直接制備出純凈的CO₂，不能用鹽酸，因為鹽酸可揮發(fā)出氯化氫而使氯氣不純，則酸選硫酸，而與硫酸反應的碳酸鹽不能用碳酸鈣，所以所需試劑最好選擇硫酸和碳酸鈉，故選cd，純堿是粉末狀的固體，不能利用啟普發(fā)生器，B是加熱裝置，因此裝置選A，
故答案為：cd；A；
（4）根據2CO₂+3K₂MnO₄=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂↓，知K₂MnO₄既是還原劑又是氧化劑，
故答案為：K₂MnO₄；
（5）制備中利用的原料，在轉化過程中又生成的可以循環(huán)利用，根據流程知可循環(huán)的物質還有MnO₂、KOH，
故答案為：MnO₂、KOH；
（6）錳酸鉀和二氧化碳反應的方程式為 3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂+2K₂CO₃，根據方程式知，1molK₂MnO₄和二氧化碳反應生成$\frac{2}{3}$mol或0.67molKMnO₄，
故答案為：$\frac{2}{3}$或0.67．

點評 本題考查常見氧化劑與還原劑、氧化還原反應、化學計算和對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，解答本題時要充分理解圖中提供的信息，只有理解了圖中信息才能對問題做出正確的判斷，題目難度中等．