Question

实验室可由软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，方法如下：软锰矿和过量的固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）、KCl和水；用水溶解，滤去残渣，滤液加硫酸酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄；滤去MnO₂沉淀，浓缩溶液，结晶得到深紫色的针状KMnO₄．试回答：
（1）软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是

 

；
（2）K₂MnO₄制备KMnO₄的离子方程式是

 

；
（3）若用2.5g软锰矿（含MnO₂80%）进行上述实验，计算KMnO₄的理论产量（写出计算过程）．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题,元素及其化合物

分析：（1）反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平；
（2）K₂MnO₄加硫酸酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，根据化合价升降相等与电荷守恒配平；
（3）由（1）（2）可得关系式：3MnO₂→3K₂MnO₄→2KMnO₄，据此计算．

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，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平方程式为：3MnO₂+6KOH+KClO₃

高温  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6KOH+KClO₃

高温  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，反应中只有Mn元素化合价变化，Mn元素部分由+6价降低为+4，部分升高为+7，根据化合价升降相等，则二氧化锰与高锰酸钾的物质的量之比为1：2，再根据电荷守恒、原子守恒配平方程式为：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案为：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O、3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O可知，反应物和生成物间的计量关系为：
3MnO₂→3K₂MnO₄→2KMnO₄
 3×87           158×2
2.5g×80%          x
x=

2.5g×80%×158×2

3×87

=2.4g，
答：KMnO₄的理论产量是2.4g．

点评：本题考查化学反应方程式的书写、多步反应计算，注意利用关系式解答，难度中等．