Question

高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用氧化劑，在實驗室和醫(yī)療上有非常廣泛的應(yīng)用．以下是工業(yè)上用軟錳礦（主要含MnO₂）制備高錳酸鉀晶體的一種工藝流程：

（1）操作Ⅱ的名稱是

 

，實驗室進行該操作須用到的玻璃儀器有

 

；
（2）反應(yīng)②的產(chǎn)物中，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是

 

；
（3）反應(yīng)②中“酸化”時不能選擇下列酸中的

 

（填字母序號）
a．稀鹽酸     b．稀硫酸      c．稀醋酸
（4）電解錳酸鉀溶液也可以制備高錳酸鉀，其陰極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，如圖，b為電源的

 

極，電解池的陽極反應(yīng)式是

 

；若電解過程中收集到2.24L H₂（標準狀況），則得到高錳酸鉀

 

g．（提示：陰離子放電順序MnO₄^2-＞OH^-）

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,原電池和電解池的工作原理

專題：實驗設(shè)計題,氧化還原反應(yīng)專題

分析：（1）軟錳礦中含有不溶于水的物質(zhì)，由流程圖可知，通過操作Ⅰ得到濾液，因此操作Ⅰ為過濾；
（2）K₂MnO₄與酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成KMnO₄和MnO₂，由化合價升降相等確定氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比；
（3）酸性高錳酸鉀溶液能氧化鹽酸，因此不能選用鹽酸酸化；
（4）電解錳酸鉀溶液也可以制備高錳酸鉀，錳的化合價升高，MnO₄^2-在陽極放電，因此鐵棒只能作陰極，所以b為負極；根據(jù)得失電子守恒計算高錳酸鉀的物質(zhì)的量，代入m=nM計算質(zhì)量．

解答： 解：（1）軟錳礦中含有不溶于水的物質(zhì)，由流程圖可知，通過操作Ⅰ得到濾液，因此操作Ⅰ為過濾，過濾用到的玻璃儀器有：玻璃棒、漏斗、燒杯，
故答案為：過濾；燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）K₂MnO₄與酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成KMnO₄和MnO₂，Mn元素的化合價由+6變?yōu)?7和+4價，因此KMnO₄為氧化產(chǎn)物，MnO₂為還原產(chǎn)物，根據(jù)化合價升降相等可知，
氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為（7-6）：（6-4）=1：2，
故答案為：1：2；
（3）酸性高錳酸鉀溶液能氧化鹽酸生成氯氣，因此不能選用鹽酸酸化，
故答案為：a；
（4）電解錳酸鉀溶液也可以制備高錳酸鉀，錳的化合價升高，MnO₄^2-在陽極放電，電極反應(yīng)是為MnO₄^2--e^-═MnO₄^-，因此鐵棒只能作陰極，所以b為負極；
n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根據(jù)得失電子守恒可知，生成KMnO₄的物質(zhì)的量為0.1mol×2=0.2mol，m（KMnO₄）=0.2mol×158g/mol=31.6g，
故答案為：負；MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；31.6．

點評：本題考查了高錳酸鉀的制備，難度一般，涉及化工生成流程和電解法制備，掌握物質(zhì)的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)原理、電解原理是解題的關(guān)鍵．