Question

17．实验室可由软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl：用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和 KMnO₄；滤去MnO₂沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的KMnO₄．请回答：
（1）软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）K₂MnO₄制备KMnO₄的离子方程式是3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）KMnO₄能与热的经硫酸酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，该反应的化学方程式是2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（4）上述制得的KMnO₄产品0.165g恰好与0.335g纯Na₂C₂O₄反应完全，该KMnO₄的纯度为95.8%．

Answer 1

分析 （1）根据反应物与生成物来书写反应方程式；
（2）根据反应物与生成物来书写反应方程式；
（3）根据KMnO₄能与热的经硫酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，并利用质量守恒定律来书写反应方程式；
（4）利用（3）中的化学反应方程式及恰好与0.335g纯Na₂C₂O₄反应完全来计算．

解答 解：（1）由软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，则反应为3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6KOH+KClO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，则反应为3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案为：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由KMnO₄能与热的经硫酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，则反应为2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（4）设该KMnO₄的纯度为y，根据2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，
    $\frac{2}{5}$KMnO₄---Na₂C₂O₄
    $\frac{2}{5}$×158      134
    0.165×y     0.335
y=$\frac{\frac{0.335g}{134g/mol}×\frac{2}{5}×158g/mol}{0.165g}$×100%=95.8%，
答：该KMnO₄的纯度为95.8%．

点评 本题考查化学反应方程式的书写及有关氧化还原反应的计算，明确反应物与生成物及物质之间的关系是解答的关键，难度不大．