Question

【题目】某实验小组用软锰矿制备高锰酸钾，主要实验步骤如下：

步骤一：将软锰矿（主要成分为MnO2）、KClO3和KOH固体按一定比例混合后强热可制得绿色K2MnO4；

步骤二：将反应后固体充分溶解、过滤，向滤液中通入过量CO2气体使溶液显酸性，K2MnO4在酸性条件下反应得到KMnO4、MnO2和K2CO3，最后分离得到高锰酸钾晶体。

请回答下列问题：

(1)请写出步骤一的化学方程式____________________________，此反应不能用瓷坩埚，原因是（用化学方程式表示）_________________________________；

(2)否用浓盐酸代替步骤二中的CO2 ，请简要分析原因__________________________；

(3)部分化合物的溶解度随温度的变化如下表所示，从步骤二反应后的混合溶液中分离得到高锰酸钾晶体的方法是蒸发浓缩、_____________，过滤、洗涤、烘干。为进一步增加得到的产品（高锰酸钾晶体）的纯度，常采用的实验方法是____________；

一些化合物的溶解度S/g(100g H2O)-1

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
KCl	27.6	31.0	34.0	37.0	40.0	42.6
K2CO3	51.3	52.0	52.5	53.2	53.9	54.8
KMnO4	2.83	4.4	9.0	12.7	16.9	22.2

(4)按以上方法制备高锰酸钾，每3 mol K2MnO4彻底反应理论上生成_________mol KMnO4；为增大锰酸钾的原子利用率，更好的制备方法是电解法。以K2MnO4溶液为电解液，采用惰性电极电解，当阴极在标准状况下产生5.6 L H2时，产生KMnO4的物质的量是________mol。

Answer 1

【答案】3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O 不能，以为浓盐酸和高锰酸钾会发生反应 冷却结晶 重结晶 2 0.5

【解析】

（1）软锰矿主要成分为MnO2，把MnO2、KClO3和KOH固体按一定比例混合后强热可制得绿色K2MnO4和KCl，反应方程式为；3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O。瓷坩埚主要成分为SiO2 会和KOH溶液反应，其化学方程式为SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O，所以此反应不能用瓷坩埚。答案：3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl +3H2O；SiO2 +2KOH=K2SiO3+ H2O。

(2) 因为K2MnO4在酸性条件下反应得到KMnO4、MnO2和K2CO3，浓盐酸能和KMnO4放出氯气，最后得不到高锰酸钾晶体，所以不能用浓盐酸代替步骤二中的CO2 。答案：不能，以为浓盐酸和高锰酸钾会发生反应。

(3)部分化合物的溶解度随温度的变化如下表所示，从步骤二反应后的混合溶液中分离得到高锰酸钾晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶 、过滤、洗涤、烘干。为进一步增加得到的产品（高锰酸钾晶体）的纯度，常采用重结晶的实验方法进行提纯。答案：冷却结晶 、 重结晶。

（4）由K2MnO4在酸性条件下反应得到KMnO4、MnO2和K2CO3，此反应方程式为3K2MnO4+2CO2= 2KMnO4+MnO2+2K2CO3,根据反应方程式每3 mol K2MnO4彻底反应理论上生成2mol KMnO4.

以K2MnO4溶液为电解液，采用惰性电极电解，当阴极在标准状况下产生5.6 L H2时，转移电子数为5.6L/22.4Lmol-12=0.5mol,由K2MnO4KMnO4的物质的量为0.5mol。答案：2；0.5。