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制备高锰酸钾的一种工艺流程：

（1）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列BC（填序号）物质相似．
A．75%酒精
B．双氧水
C．84消毒液（NaClO溶液）
（2）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$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O．
（3）向K₂MnO₄溶液中通入CO₂以制备KMnO₄，该反应中的还原剂是K₂MnO₄．
（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO₄．

Answer 1

分析 （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；
（2）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，根据元素守恒还应生成水，再由元素化合价的结合质量守恒定律配平可得；
（3）向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制备KMnO₄、还生成K₂CO₃、MnO₂，所含元素化合价升高的反应物是还原剂；
（4）根据原子守恒知，1molMnO₂可制得1molK₂MnO₄，K₂MnO₄和CO₂反应生成KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂，反应方程式为3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂+2K₂CO₃．

解答 解：（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、酒精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，故正确；C、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，故正确；
故答案为：BC；
（2）MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K₂MnO₄，根据元素守恒还应生成水．反应中锰元素由+4价升高为+6价，总升高2价，氧元素由0价降低为-2价，总共降低4价，化合价升降最小公倍数为4，所以MnO₂系数2，O₂系数为1，根据锰元素守恒确定K₂MnO₄系数为2，根据钾元素守恒确定KOH系数为4，根据氢元素守恒确定H₂O系数为2，所以反应化学方程式为2MnO₂+4KOH+O₂ $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O；
故答案为：2MnO₂+4KOH+O₂ $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O；
（3）由工艺流程转化关系可知，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制备KMnO₄、还生成K₂CO₃、MnO₂，反应只有Mn元素的化合价发生变化，由+6价降低为+4价，由+6价升高为+7价，所以K₂MnO₄既是氧化剂又是还原剂；
故答案为；K₂MnO₄；
（4）根据原子守恒知，1molMnO₂可制得1molK₂MnO₄，K₂MnO₄和CO₂反应生成KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂，反应方程式为3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂+2K₂CO₃，3mol锰酸钾生成2mol高锰酸钾，所以1mol二氧化锰生成$\frac{2}{3}$mol高锰酸钾；
故答案为：$\frac{2}{3}$．

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，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力，题目难度中等．