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）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．
【解析】
（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：．