Question

必考题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．其消毒机理与下列______（填序号）物质相似．
A．75%酒精     B．双氧水    C．苯酚  D．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：______ 2K₂MnO₄+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：（1）KMnO₄有强氧化性，消毒原理与84消毒液、双氧水一样；
（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．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，根据钾元素守恒确定KOH系数，根据氢元素守恒确定H₂O系数；
（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，所含元素化合价升高的反应物是还原剂；
（4）制备中利用的原料，在转化过程中又生成的可以循环利用；
（5）最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol KMnO₄，由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反应中能得到molKMnO₄．
解答：解：（1）KMnO₄有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与84消毒液、双氧水一样，故选：BD；
（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．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 2K₂MnO₄+2H₂O，故答案为：2MnO₂+4KOH+O₂ 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）制备中利用的原料，在转化过程中又生成的可以循环利用．由转化关系图知，除石灰、二氧化碳外，K₂MnO₄溶液中通入CO₂以制备KMnO₄生成的MnO₂及最后由母液加入石灰生成的KOH，会在MnO₂、KOH的熔融制备K₂MnO₄中被循环利用，故答案为：KOH、MnO₂；
（5）由2MnO₂+4KOH+O₂ 2K₂MnO₄+2H₂O 可知最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol KMnO₄．由3K₂MnO₄+CO₂=2KMnO₄+K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反应中能得到molKMnO₄，
故答案为：．
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，难度中等，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．