Question

实验室可有软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，方法如下：软锰矿与过量固体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，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO₄．请回答：
（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MnO₂ 80%）进行上述试验，计算KMnO₄的理论产量；
（4）KMnO₄能与热的经硫酸化的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反应完全．计算该KMnO₄的纯度．

Answer 1

解：（1）由软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，则反应为3MnO₂+6KOH+KClO₃3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6KOH+KClO₃3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，则反应为3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O，
故答案为：3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O；
（3）由3MnO₂+6KOH+KClO₃3K₂MnO₄+KCl+3H₂O、3MnO₄^2-+4H⁺═MnO₂↓+2MnO₄^-+2H₂O可知，反应物和生成物间的计量关系为：
MnO₂→K₂MnO₄→KMnO₄
87 158×
2.5×80% x
x=，
答：KMnO₄的理论产量是2.4g；
（4）由KMnO₄能与热的经硫酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，则反应为2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂+8H₂O；
（5）设该KMnO₄的纯度为y，根据2KMnO₄+5Na₂C₂O₄+8H₂SO₄ K₂SO₄+2MnSO₄+5Na₂SO₄+10CO₂+8H₂O可知，
KMnO₄---Na₂C₂O₄
×158 134
0.165×y 0.335
y=，
答：该KMnO₄的纯度为95.8%．
分析：（1）根据反应物与生成物来书写反应方程式；
（2）根据反应物与生成物来书写反应方程式；
（3）利用化学反应方程式及二氧化锰的质量代入计算；
（4）根据KMnO₄能与热的经硫酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn²⁺和CO₂，并利用质量守恒定律来书写反应方程式；
（5）利用（4）中的化学反应方程式及恰好与0.335g纯Na₂C₂O₄反应完全来计算．
点评：本题考查化学反应方程式的书写及有关氧化还原反应的计算，明确反应物与生成物及物质之间的关系是解答的关键，难度不大．