Question

【题目】实验室以软锰矿（主要成分为MnO2，还有少量FeO、Fe2O3、MgO和Al2O3杂质）为原料制备高锰酸钾的流程如下图：

(1) “酸浸”需要加热的目的是__________,此过程中发生反应的离子方程式是______________。(任写一条）

(2) “熔融”过程中，MnO2被KC1O3氧化成K2MnO4。

①该反应的化学方程式为_____________________。

②加入KC1O3应过量的原因除了提高MnO2利用率，还有_________________.

③将适量KClO3和KOH混合均匀后在坩埚内高温反应，应选用坩埚为__________。(选填序号）

a.石英坩埚 b.铁坩埚 c.氧化铝坩埚

(3)己知：①MnO42-只存在于强碱环境(pH>13.5)中，当pH降低时，MnO42-会歧化为MnO4-和MnO2;②饱和碳酸钾溶液的pH约为12.3，饱和碳酸氢钾溶液的pH约为8.8；③相关物质的溶解度曲线如下图。

请补充完整由浸取液制备KMnO4晶体的实验方案：向浸取液中缓缓通入CO2，_____________，低温供干得KMnO4晶体。

Answer 1

【答案】 加快反应速率 FeO+2H+=Fe2++H2O； Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； MgO+2H+ =Mg2++H2O；

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；若写 2Fe2++4H++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O 等合理答案也给分。 3MnO2+KC1O3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O KC1O3自身会分解 b 至pH≈12.3，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤

【解析】本题以软锰矿为原料，考查常见无机物质高锰酸钾的制备，仔细分析每一个流程中加入的物质、发生的反应，主要产物及杂质，根据所学的知识即可较好的解决。加入稀硫酸，可除去杂质FeO、Fe2O3、MgO和Al2O3，滤渣为MnO2，加入氯酸钾和氢氧化钾熔融可得到高锰酸钾固体，溶解得到溶液，然后高锰酸钾和杂质的溶解度的差异，可分离出高锰酸钾。

(1)向软锰矿中加入稀硫酸，能将杂质转化为溶于水的物质，从而将杂质除去，为了加快反应速率，可以采取升温、将软锰矿粉碎、加大硫酸浓度等措施。金属氧化物与酸反应的离子方程式为：FeO+2H+=Fe2++H2O； Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； MgO+2H+ =Mg2++H2O；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；MnO2有氧化性，能与Fe2+ 发生：2Fe2++4H++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O 。故答案为：加快反应速率；离子方程式按上述任写一个。

(2) ①在KOH存在下，MnO2被KC1O3氧化成K2MnO4 ，KC1O3 被还原为KCl，发生的反应为： 3MnO2+KC1O3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 。 ② 加大一种反应物的用量，往往可以使另一种反应物的转化率提高，本题加入过量的KC1O3，可以太高MnO2的转化率，提高其利用率；高温下KC1O3自身会分解，降低MnO2利用率，故KC1O3要过量。答案为： KC1O3自身会分解 ③KOH为强碱，具有强腐蚀性，高温下腐蚀性更强，能与SiO2、Al2O3发生反应，故不能选用，只能用铁坩埚，答案选b。

(3)浸取液中含有K2MnO4及杂质KCl，相同温度下，KMnO4和K2CO3溶解度差异很大，所以缓慢通入CO2气体至溶液pH约为12.3，K2MnO4转化为KMnO4和固体MnO2，同时生成K2CO3，过滤得到滤液 KMnO4、 K2CO3 、KCl及其他少量杂质，相同温度下 K2CO3 、KCl及其他少量杂质溶解度大于KMnO4 ，故可将将滤液蒸发浓缩，冷却结晶到较低温度，过滤，洗涤就可得到较纯的KMnO4晶体，然后低温烘干即可。答案为：至pH≈12.3 ，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤