Question

【题目】[化学--选修2：化学与技术]高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等．以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1：1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是 ．
（2）“平炉”中发生的化学方程式为 ．
（3）“平炉”中需要加压，其目的是 ．
（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺．
①“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成KMnO4 ， MnO2和（写化学式）．
②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为
， 阴极逸出的气体是 ．
③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为 ．
（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀．取浓度为0.2000molL﹣1的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL，该样品的纯度为（列出计算式即可，已知2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）．

Answer 1

【答案】
（1）增大接触面积，加快化学反应速率
（2）2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
（3）增大反应物的浓度，可使化学速率加快
（4）K2CO3；MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；H2；3：2
（5）95.62%
【解析】（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1：1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是增大接触面积加快反应速率，所以答案是：增大接触面积，加快化学反应速率；
（2）流程分析可知平炉中发生的反应是氢氧化钾、二氧化锰和氧气加热反应生成锰酸钾和水，反应的化学方程式为：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O，所以答案是：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O；
（3）“平炉”中需要加压增大导致反应物浓度增大，能提高反应速率，所以答案是：增大反应物的浓度，可使化学速率加快；
（4）①在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成KMnO4 ， MnO2 ， 二氧化碳在碱性溶液中生成碳酸钾，化学式为：K2CO3 ， 所以答案是：K2CO3；②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽中阳极，MnO42﹣失去电子，发生氧化反应，产生MnO4﹣ ． 电极反应式是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；在阴极，水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，电极反应式是：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣；所以阴极逸出的气体是H2；所以答案是：MnO42﹣﹣e﹣=MnO4﹣；H2；③依据电解法方程式2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2H2↑+2KOH，可知K2MnO4的理论利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反应中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理论利用率是 ，所以二者的理论利用率之比为3：2，所以答案是：3：2；
（5）依据离子方程式2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知KMnO4与草酸反应的定量关系是2KMnO4～5H2C2O4 ， 配制溶液浓度为c= mol/L，1.0800g样品中含有KMnO4的物质的量n= × mol=0.006536mol，
KMnO4的质量m=0.006536mol×158g/mol=1.03269g，
纯度为： ×100%=95.62%，所以答案是：95.62%；