Question

高錳酸鉀在實(shí)驗(yàn)率和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途．實(shí)驗(yàn)率以二氰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(yīng)在

 

中進(jìn)行．而不用瓷坩堝的原因是

 

（用化學(xué)程式表示）．
（2）第④步通入CO₂，可以使Mn發(fā)生反應(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₃^-．反應(yīng)的離子方程式為

 

．則完成反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)化為KMnO₄，KMnO₄占全部K₂MnO₄的百分率約為

 

（精確到0.1%）．
（3）第⑤步趁熱過濾的是

 

．
（4）第⑥步加熱濃縮至液面有細(xì)小品體析出時(shí)．停止加熱．冷卻結(jié)品、

 

、洗滌、干燥．干燥過程中．溫度不宜過高．其原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）．
（5）H₂O₂和KMnO₄，都是常用的強(qiáng)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(yīng)的離子方程式：

 

．該反應(yīng)說明H₂O₂的氧化性比KMnO₄

 

（填“強(qiáng)”或“弱”）．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

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(yīng)，高溫下與KOH發(fā)生反應(yīng)；
（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(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₂，反應(yīng)中MnO₄^2-→MnO₄^-，Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)升高為+7，化合價(jià)總共升高1價(jià)，MnO₄^2-→MnO₂，Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)降低為+4，化合價(jià)總共降低2價(jià)，化合價(jià)升高最小公倍數(shù)為2，故MnO₄^-系數(shù)為2，MnO₂系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒可知，轉(zhuǎn)化KMnO₄的MnO₄^2-占

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(yīng)；
（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(jù)電子守恒和原子守恒分析配平書寫離子方程式；依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于反應(yīng)中其他物質(zhì)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(yīng)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(jù)氧化還原反應(yīng)可知，還生成KCl，由元素守恒可知，還會生成H₂O，反應(yīng)方程式為KClO₃+3MnO₂+6KOH

熔融  .

KCl+3K₂MnO₄+3H₂O；CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₂，反應(yīng)的離子方程式為：3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-；反應(yīng)中MnO₄^2-→MnO₄^-，Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)升高為+7，化合價(jià)總共升高1價(jià)，MnO₄^2-→MnO₂，Mn元素化合價(jià)由+6價(jià)降低為+4，化合價(jià)總共降低2價(jià)，化合價(jià)升高最小公倍數(shù)為2，故MnO₄^-系數(shù)為2，MnO₂系數(shù)為1，根據(jù)錳元素守恒MnO₄^2-系數(shù)為3，所以轉(zhuǎn)化KMnO₄的MnO₄^2-占

2

3

，故K₂MnO₄完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)化為KMnO₄的百分率約

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(xì)小晶體析出時(shí)，停止加熱，冷卻結(jié)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(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式為：2KMnO4

△   .

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

△   .

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(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；反應(yīng)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(diǎn)評：本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)、工藝條件的控制等，難度中等，是對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用與能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識、信息進(jìn)行解決問題的能力．