Question

【題目】高錳酸鉀是一種重要的化工原料，其綠色化制備是重要的課題。某課外小組設(shè)計(jì)如下方案用錳酸鉀制備高錳酸鉀。

I. 錳酸鉀制備。將二氧化錳、氯酸鉀和氫氧化鉀固體放入鐵坩堝熔融制錳酸鉀。

（1）攪拌時(shí)用___________(填“鐵棒”或“玻璃棒”)。

（2）若要制得錳酸鉀59.1g，至少需要氯酸鉀___________g。

II. 高錳酸鉀制備。制備高錳酸鉀的裝置如下圖所示(加熱與夾持裝置省略)。

用I制得的錳酸鉀加少量蒸餾水溶解，得墨綠色溶液，倒入三頸瓶中。打開(kāi)甲裝置分液漏斗活塞加入稀硫酸，加熱，生成乙酸蒸氣，通入乙裝置，水浴加熱，攪拌，錳酸鉀在酸性條件反應(yīng)生成高錳酸鉀和二氧化錳。

（3）用離子方程式表示甲裝置中存在的化學(xué)平衡___________(任寫(xiě)一個(gè))。

（4）乙裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。

（5）丙裝置中氫氧化鈉溶液的作用是______________________。

（6）甲裝置容易發(fā)生倒吸，改進(jìn)的措施是______________________。

（7）判斷乙裝置中錳酸鉀完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法是；用玻璃棒蘸取溶液滴到濾紙上，若觀察到______________________， 表示錳酸鉀已完全反應(yīng)。

III.高錳酸鉀產(chǎn)品的純度分析。

（8）將乙中所得溶液過(guò)濾，把濾液倒入蒸發(fā)皿中，濃縮，冷卻，抽濾，洗滌，干燥得KMnO4產(chǎn)品。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)品中含有少量MnO2：______________________。

Answer 1

【答案】鐵棒 12.25 H2OH++OH－ 3K2MnO4+4CH3COOH =2KMnO4+ MnO2↓+ 4CH3COOK+2H2O 尾氣處理（吸收） 在甲和乙中間增加安全瓶 僅有紫紅色而沒(méi)有墨綠色痕跡 取少量產(chǎn)品溶于水，過(guò)濾，洗滌，將所得固體放入試管中，加入少量H2O2，產(chǎn)生大量氣泡，則證明產(chǎn)品中含有MnO2

【解析】

(1) 熔融狀態(tài)下氫氧化鉀能與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)，故攪拌時(shí)用鐵棒而不能用玻璃棒，答案為鐵棒；

(2) 將二氧化錳、氯酸鉀和氫氧化鉀固體放入鐵坩堝熔融制錳酸鉀，結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理配平得反應(yīng)3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O，根據(jù)反應(yīng)可知，若要制得錳酸鉀59.1g，至少需要氯酸鉀g；

(3)甲裝置中水的電離和醋酸的電離均為可逆過(guò)程，用離子方程式表示為H2OH++OH－或CH3COOH CH3COO-+H+；

(4)乙裝置中錳酸鉀與醋酸反應(yīng)生成高錳酸鉀、二氧化錳、醋酸鉀和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3K2MnO4+4CH3COOH =2KMnO4+ MnO2↓+ 4CH3COOK+2H2O；

(5)丙裝置中氫氧化鈉溶液的作用是尾氣處理（吸收）；

(6)甲裝置容易發(fā)生倒吸，改進(jìn)的措施是在甲和乙中間增加安全瓶；

(7)判斷乙裝置中錳酸鉀完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法是；用玻璃棒蘸取溶液滴到濾紙上，若觀察到僅有紫紅色而沒(méi)有墨綠色痕跡， 表示錳酸鉀已完全反應(yīng)；

(8)取少量產(chǎn)品溶于水，過(guò)濾，洗滌，將所得固體放入試管中，加入少量H2O2，產(chǎn)生大量氣泡，則證明產(chǎn)品中含有MnO2。