Question

实验室可由软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH（s）和KClO₃（s）反应，生成K₂MnO₄（锰酸钾）和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K₂MnO₄转化为MnO₂和KMnO₄；再滤去沉淀MnO₂，浓缩结晶得到KMnO₄晶体．
请回答：
（1）用软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是______．
（2）K₂MnO₄转化为KMnO₄的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______．生成0.1mol还原产物时转移电子______ 个．KMnO₄、K₂MnO₄和MnO₂的氧化性由强到弱的顺序是______．
（3）KMnO₄能与热的Na₂C₂O₄（aq，硫酸酸化）反应生成Mn²⁺和CO₂．若取用软锰矿制得的KMnO₄产品0.165g，能与0.335g Na₂C₂O₄恰好完全反应（假设杂质均不能参与反应），该产品中KMnO₄的纯度为______．

Answer 1

解：（1）反应物为KOH、KClO₃、MnO₂，生成物为K₂MnO₄（锰酸钾）和KCl、水，该反应为6KOH+KClO₃+3MnO₂═3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：6KOH+KClO₃+3MnO₂═3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）K₂MnO₄转化为KMnO₄的反应中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合价由+6价升高为+7价，Mn元素的化合价由+6价降低为+4价，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，生成0.1mol还原产物时转移电子0.1mol×（6-4）××N_A=0.2N_A或6.02×10^-22，由氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性为KMnO₄＞K₂MnO₄＞MnO₂，故答案为：1：2；0.2N_A或6.02×10^-22；KMnO₄＞K₂MnO₄＞MnO₂；
（3）KMnO₄能与热的Na₂C₂O₄（aq，硫酸酸化）反应生成Mn²⁺和CO₂，设KMnO₄的纯度为x，则由电子守恒可知，×（7-2）=×2×（4-3），
解得x=0.958，故答案为：0.958．
分析：（1）反应物为KOH、KClO₃、MnO₂，生成物为K₂MnO₄（锰酸钾）和KCl、水，利用质量守恒定律书写反应方程式；
（2）K₂MnO₄转化为KMnO₄的反应中K₂MnO₄→2KMnO₄+MnO₂，Mn元素的化合价既升高又降低，氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；
（3）利用电子守恒计算．
点评：本题考查氧化还原反应及其计算，明确发生的反应及反应中元素的化合价变化是解答的关键，注意（3）电子守恒的应用，题目难度中等．