Question

【题目】高锰酸钾是一种常用的氧化剂。如图是利用软锰矿（主要成分为MnO2）制备高锰酸钾的一种工艺（流程中部分产物已略去）：

相关物质不同温度下的溶解度（单位：g）数据如表：

（1）“熔融”步骤反应的化学方程式为_____。

（2）K2MnO4溶液中加入冰醋酸发生反应的离子方程式为：_____。

（3）操作2是_____、_____、_____。

（4）图中可以直接进行循环利用的物质是_____（填化学式）。

（5）KMnO4粗晶体中的主要杂质（填化学式）有_____和_____，若用硫酸代替图中的冰醋酸，则导致的问题及原因是_____。

Answer 1

【答案】3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 3MnO42-+4CH3COOH=2MnO4-+MnO2↓+2H2O+4CH3COO- 蒸发浓缩（或加热浓缩） 冷却结晶（或降温结晶） 过滤 MnO2 KCl CH3COOK 反应生成K2SO4，而K2SO4在常温下的溶解度也较小，析出后从而导致产品的纯度降低或硫酸酸性太强，导致MnO4-将Cl-氧化，产生有毒的Cl2，KMnO4损失且纯度降低

【解析】

（1）根据流程，“熔融”步骤中加入原料是KClO3、KOH、MnO2，得到K2MnO4，Mn的化合价由＋4价升高到＋6价，化合价升高，MnO2为还原剂，KClO3为氧化剂，被还原成KCl，根据化合价升降法进行配平，即化学方程式为：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；

（2）根据流程，加入冰醋酸，得到KMnO4、CH3COOK、MnO2，只有Mn的化合价发生改变，即K2MnO4既是氧化剂又是还原剂，根据化合价升降法进行配平，得出离子方程式为3MnO42－+4CH3COOH=2MnO4－+MnO2↓+2H2O+4CH3COO－；

（3）滤液1中主要成分是KMnO4、CH3COOK、KCl，操作2是从溶液中得到溶质固体，结合KMnO4的溶解度随温度的降低而减小，则操作2应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；

（4）经过操作1后所得滤渣的主要成分是MnO2，，与软锰矿的主要成分相同，也是唯一可以循环利用的物质；

（5）KMnO4粗晶体中主要含有的杂质为KCl、CH3COOK，若用硫酸代替图中的冰醋酸，生成K2SO4在常温下溶解度较小，析出从而导致产品的纯度降低，同时硫酸的酸性太强，导致MnO4－将Cl－氧化产生有毒的Cl2，KMnO4损失且纯度降低。