Question

1．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图1

（1）“酸浸”需要加热的目的是加快反应速率，此过程中发生反应的离子方程式是FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O或Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O或Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．（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3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
②加入KC1O₃应过量的原因除了提高MnO₂利用率，还有KC1O₃自身会分解
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b．（选填序号）
a．石英坩埚     b．铁坩埚     c．氧化铝坩埚
（3）己知：①MnO₄^2-只存在于强碱环境（pH＞13.5）中，当pH降低时，MnO₄^2-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图2．
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KMn₄晶体．

Answer 1

分析 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：由流程可知，加硫酸溶解后，FeO、Fe₂O₃、MgO和Al₂O₃杂质溶于硫酸，FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，MnO₂不溶，过滤得到MnO₂，加入KC1O₃、KOH，MnO₂被KC1O₃氧化成K₂MnO₄，发生反应：3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，加入蒸馏水浸取，向浸取液中缓缓通入CO₂，再调节pH≈12.3，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，低温供干得K₂MnO₄晶体，以此分析来解答．

解答 解：（1）“酸浸”需要加热的目的是加快反应速率，此过程中发生反应的离子方程式有：FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，
故答案为：加快反应速率；FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O或 Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或MgO+2H⁺=Mg²⁺+H₂O或Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）①“熔融”过程中，MnO₂被KC1O₃氧化成K₂MnO₄，发生反应：3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
故答案为：3MnO₂+KC1O₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
②为了提高MnO₂利用率，KC1O₃自身会分解，故加入KC1O₃应过量；
故答案为：KC1O₃自身会分解；
③加热熔融物含有强碱KOH应用铁坩埚；
故答案为：b；
（3）已知：：①MnO₄^2-只存在于强碱环境（pH＞13.5）中，当pH降低时，MnO₄^2-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由溶解度曲线图2可知：温度较低时，K₂MnO₄溶解度随温度升高而升高，故要低温烘干，
则由浸取液制备KMnO₄晶体的实验方案为：向浸取液中缓缓通入CO₂，再调节pH≈12.3，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，低温供干得K₂MnO₄晶体；
故答案为：至pH≈12.3，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤．

点评 本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．