Question

13．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂．以下是工业上用软锰矿（主要成份MnO₂）制备高锰酸钾的流程图．

（1）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒机理与下列BD（填序号）物质相似．
A．75%酒精 B．双氧水 C．苯酚 D．84消毒液（NaClO溶液）
（2）软锰矿粉碎的目的增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应物反应完全．写出MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：2MnO₂+4KOH+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O．
（3）该生产中需要纯净的CO₂气体．若实验室要直接制备出纯净的CO₂，所需试剂最好选择cd（选填代号）．
a．石灰石 b．稀HCl c．稀H₂SO₄ d．纯碱
所需气体发生装置是A（选填代号）．

（4）上述流程中反应②：向K₂MnO₄溶液中通入CO₂以制备KMnO₄，该反应中的还原剂是：K₂MnO₄．
（5）上述流程中可以循环使用的物质有Ca（OH）₂、CO₂、MnO₂和KOH（写化学式）．
（6）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则每1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$或0.67mol KMnO₄．

Answer 1

分析 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，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制备KMnO₄、还生成K₂CO₃、MnO₂，通过过滤，分离出二氧化锰，滤液中含KMnO₄和K₂CO₃，根据KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上不同采用蒸发结晶的方式可分离出高锰酸钾和碳酸钾，对粗高锰酸钾进行重结晶、干燥得到纯净的高锰酸钾；向碳酸钾溶液中加入石灰生成碳酸钙和氢氧化钾，据此答题．

解答 解：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，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制备KMnO₄、还生成K₂CO₃、MnO₂，通过过滤，分离出二氧化锰，滤液中含KMnO₄和K₂CO₃，根据KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上不同采用蒸发结晶的方式可分离出高锰酸钾和碳酸钾，对粗高锰酸钾进行重结晶、干燥得到纯净的高锰酸钾；向碳酸钾溶液中加入石灰生成碳酸钙和氢氧化钾，
（1）高锰酸钾具有强氧化性，常常利用高锰酸钾的强氧化性进行消毒．
A、75%酒精是通过酒精渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固（变性），从而杀死细菌，故A错误；
B、双氧水具有强氧化性，常常利用双氧水的强氧化性进行杀菌消毒，故B正确；
C、苯酚是通过渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固（变性），从而杀死细菌，故C错误；
D、NaClO溶液中次氯酸钠具有强氧化性，常常利用次氯酸钠的强氧化性进行杀菌消毒，故D正确；故选BD；
（2）软锰矿粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应物反应完全，根据题意MnO₂、KOH与氧气反应生成K₂MnO₄，即MnO₂被氧气氧化，反应方程式为2MnO₂+4KOH+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O，
故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应物反应完全；2MnO₂+4KOH+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O；
（3）实验室要直接制备出纯净的CO₂，不能用盐酸，因为盐酸可挥发出氯化氢而使氯气不纯，则酸选硫酸，而与硫酸反应的碳酸盐不能用碳酸钙，所以所需试剂最好选择硫酸和碳酸钠，故选cd，纯碱是粉末状的固体，不能利用启普发生器，B是加热装置，因此装置选A，
故答案为：cd；A；
（4）根据2CO₂+3K₂MnO₄=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂↓，知K₂MnO₄既是还原剂又是氧化剂，
故答案为：K₂MnO₄；
（5）制备中利用的原料，在转化过程中又生成的可以循环利用，根据流程知可循环的物质还有MnO₂、KOH，
故答案为：MnO₂、KOH；
（6）锰酸钾和二氧化碳反应的方程式为 3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂+2K₂CO₃，根据方程式知，1molK₂MnO₄和二氧化碳反应生成$\frac{2}{3}$mol或0.67molKMnO₄，
故答案为：$\frac{2}{3}$或0.67．

点评 本题考查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，解答本题时要充分理解图中提供的信息，只有理解了图中信息才能对问题做出正确的判断，题目难度中等．