Question

必考題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)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程．

（1）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒機(jī)理與下列______（填序號(hào)）物質(zhì)相似．
A．75%酒精     B．雙氧水    C．苯酚  D．84消毒液（NaClO溶液）
（2）寫出MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：______ 2K₂MnO₄+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：（1）KMnO₄有強(qiáng)氧化性，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣；
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成K₂MnO₄，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水．反應(yīng)中錳元素由+4價(jià)升高為+6價(jià)，總升高2價(jià)，氧元素由0價(jià)降低為-2價(jià)，總共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，所以MnO₂系數(shù)2，O₂系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒確定K₂MnO₄系數(shù)，根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)，根據(jù)氫元素守恒確定H₂O系數(shù)；
（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制備KMnO₄、還生成K₂CO₃、MnO₂，所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑；
（4）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中又生成的可以循環(huán)利用；
（5）最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol KMnO₄，由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應(yīng)中能得到molKMnO₄．
解答：解：（1）KMnO₄有強(qiáng)氧化性，利用其強(qiáng)氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故選：BD；
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成K₂MnO₄，根據(jù)元素守恒還應(yīng)生成水．反應(yīng)中錳元素由+4價(jià)升高為+6價(jià)，總升高2價(jià)，氧元素由0價(jià)降低為-2價(jià)，總共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，所以MnO₂系數(shù)2，O₂系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒確定K₂MnO₄系數(shù)為2，根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)為4，根據(jù)氫元素守恒確定H₂O系數(shù)為2，所以反應(yīng)化學(xué)方程式為2MnO₂+4KOH+O₂ 2K₂MnO₄+2H₂O，故答案為：2MnO₂+4KOH+O₂ 2K₂MnO₄+2H₂O；
（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制備KMnO₄、還生成K₂CO₃、MnO₂，反應(yīng)只有Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，由+6價(jià)降低為+4價(jià)，由+6價(jià)升高為+7價(jià)，所以K₂MnO₄既是氧化劑又是還原劑，故答案為；K₂MnO₄；
（4）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中又生成的可以循環(huán)利用．由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖知，除石灰、二氧化碳外，K₂MnO₄溶液中通入CO₂以制備KMnO₄生成的MnO₂及最后由母液加入石灰生成的KOH，會(huì)在MnO₂、KOH的熔融制備K₂MnO₄中被循環(huán)利用，故答案為：KOH、MnO₂；
（5）由2MnO₂+4KOH+O₂ 2K₂MnO₄+2H₂O 可知最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol KMnO₄．由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應(yīng)中能得到molKMnO₄，
故答案為：．
點(diǎn)評(píng)：本題考查常見(jiàn)氧化劑與還原劑、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算和對(duì)工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．