Question

【题目】锰及其化合物间的转化如图。

请回答下列问题：

（1）反应①发生的主要化学反应的方程式为：_____。

（2）粗KMnO4晶体中含有少量的K2CO3，为了得到纯的KMnO4晶体，操作Ⅲ的名称为_____。

（3）测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀。当____，表明达到滴定终点。

（4）已知：常温下，Ksp[Mn(OH)2]=2.4×10-13。工业上，调节pH可以沉淀废水中Mn2+，当pH=10时，溶液中c（Mn2+）=_____。

（5）如图，用Fe、C作电极电解含MnO4-的碱性污水，使之转化为Mn(OH)2沉淀除去。A电极是____（填“Fe”或“C”），该电极的产物使碱性污水中MnO4-转化为沉淀除去的离子方程式为____。

Answer 1

【答案】2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 重结晶（或溶解、蒸发浓缩、冷却结晶） 滴入最后一滴硫酸锰溶液，高锰酸钾溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复 2.4×10-5mol/L Fe 5Fe2++MnO4-+9OH-+4H2O=5Fe(OH)3↓+Mn(OH)2↓

【解析】

将MnO2和KOH粉碎混合，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，然后将混合物熔融并通入空气，根据流程图知，二者反应生成K2MnO4，根据元素守恒知还生成H2O，K2MnO4和CO2反应生成KMnO4、K2CO3、MnO2，KMnO4、K2CO3易溶于水而MnO2难溶于水，将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体，重结晶得到纯KMnO4晶体。

(1)由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，根据元素守恒还应生成水，则反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；

(2)粗KMnO4晶体中含有少量的K2CO3，为了得到纯的KMnO4晶体，操作Ⅲ是粗晶体提纯，操作的名称为重结晶；

(3)测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀，当高锰酸钾溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复，表明达到滴定终点；

(4)当pH=10时，c(OH-)=1×10-4 mol/L，根据Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)c2(OH-)，可知c(Mn2-)= =2.4×10-5mol/L；

(5)用Fe、C作电极电解含MnO4-的污水，需要还原剂，电解池中铁做阳极失电子生成亚铁离子，亚铁离子还原高锰酸根离子生成锰离子，在碱溶液中生成氢氧化锰，反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+9OH-+4H2O=5Fe(OH)3↓+Mn(OH)2↓。