Question

2．高锰酸钾是中学常用的试剂．工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如下．

（1）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是AB（填代号）．
A．84消毒液（NaClO溶液）  B．双氧水        C．苯酚    D．75%酒精
（2）上述流程中可以循环使用的物质有MnO₂；KOH（写化学式）．
（3）理论上（若不考虑物质循环与制备过程中的损失）1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$ mol KMnO₄．
（4）该生产中需要纯净的CO₂气体．写出实验室制取CO₂的化学方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，所需气体产生装置是AC（选填代号）．

Answer 1

分析 二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K₂MnO₄溶液，通入二氧化碳得到KMnO₄、MnO₂、K₂CO₃，过滤除去滤渣（MnO₂），滤液为KMnO₄、K₂CO₃溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO₄晶体，滤液中含有K₂CO₃，在滤液中加氢氧化钙得到碳酸钙沉淀和KOH；
（1）KMnO₄有强氧化性，消毒原理与84消毒液、双氧水一样；
（2）根据流程分析，最初反应物中和最终生成物中含有的物质就能循环利用；
（3）最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol K₂MnO₄，根据3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂计算；
（4）实验室用盐酸与石灰石制备二氧化碳，反应不需要加热，可以用启普发生器制备．

解答 解：二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K₂MnO₄溶液，通入二氧化碳得到KMnO₄、MnO₂、K₂CO₃，过滤除去滤渣（MnO₂），滤液为KMnO₄、K₂CO₃溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO₄晶体，滤液中含有K₂CO₃，在滤液中加氢氧化钙得到碳酸钙沉淀和KOH；
（1）KMnO₄有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与84消毒液、双氧水一样，故答案为：AB；
（2）根据流程分析可知：在开始的反应物和最终的生成物中都含有MnO₂和KOH，所以二氧化锰和氢氧化钾能循环使用；
故答案为：MnO₂；KOH；
（3）由2MnO₂+4KOH+O₂ $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O 可知最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol K₂MnO₄．由3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反应中能得到$\frac{2}{3}$molKMnO₄，
故答案为：$\frac{2}{3}$；
（4）实验室用盐酸与石灰石制备二氧化碳，其反应的方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，反应不需要加热，可以用启普发生器制备，所以选用的装置为A或C；
故答案为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；AC．

点评 本题考查了物质的制备实验方案设计，涉及常见氧化剂与还原剂、氧化还原反应、化学计算和对工艺流程的理解、阅读题目获取信息的能力等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力，题目难度中等．