Question

（08年全国卷Ⅰ）（16分）实验室可由软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，方法如下：软锰矿和过量的固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄；滤去MnO₂沉淀，浓缩溶液，结晶得到深紫色的针状KMnO₄。试回答：

（1）软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是                                                                    ；

（2）K₂MnO₄制备KMnO₄的离子方程式是                                                         ；

（3）若用2.5g软锰矿（含MnO₂80%）进行上述实验，计算KMnO₄的理论产量：

（4）KMnO₄能与热的经硫酸酸化的Na₂C₂O₄反应，生成Mn²⁺和CO₂，该反应的化学方程式是                                                      ；

（5）上述制得的KMnO₄产品0.165g，恰好与0.335g纯Na₂C₂O₄反应。计算该KMnO₄的纯度。

Answer 1

解析：考查：氧化还原反应方程式的配平、离子方程式的书写、根据化学方程式进行的计算。

（1）反应中的变价元素是锰和氯，锰元素由+4价升高为+6价，氯元素由+5价降低到-1价，根据化合价升降总数相等，参加反应的二氧化锰和氯酸钾的物质的量之比为3：1。故该反应的化学方程式是：

3MnO₂+KClO₃+6KOH 3K₂MnO₄+KCl+3H₂O.

（2）根据化合价变化和电荷守恒可写出并配平该离子方程式：

3MnO₄^2―+4H⁺=MnO₂↓+2MnO₄^―+2H₂O

（3）根据（1）和（2）中的两个方程式可以得到关系式：

3MnO₂――――――2KMnO₄

3×87             2×158

2.5g×80%         m(KMnO₄)

m(KMnO₄)= 2×158×2.5g×80% /(3×87) =2.4g。

（4）2KMnO₄+8H₂SO₄+5Na₂C₂O₄ 2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+5Na₂SO₄+8H₂O

（5）根据（4）中的化学方程式：

2KMnO₄――――――――5Na₂C₂O₄

2×158               5×134

m(KMnO₄)            0.335g

m(KMnO₄)= 2×158×0.335g/(5×134)=0.158g

KMnO₄纯度=(0.158g/0.165g)×100%=95.8%.