Question

近年来，高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：

(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。

(2)KOH、KClO₃和MnO₂共熔反应生成墨绿色K₂MnO₄的化学方程式为________________________________________。

(3)第④步通入CO₂可以使MnO₄^2—发生反应，生成MnO₄^—和MnO₂。则K₂MnO₄完全反应时，转化为KMnO₄的百分率约为________(精确到0.1%)。

(4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。

(5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、________、洗涤、干燥。干燥过程中，温度不宜过高，因为____________________________________。

Answer

(1)SiO2＋2KOH=K2SiO3＋H2O

(2)6KOH＋KClO3＋3MnO2KCl＋3K2MnO4＋3H2O

(3)66.7 %

(4)减少过滤时的损耗(或防止降温过程中KMnO4析出而损耗)

(5)过滤 温度过高KMnO4会分解

【解析】流程中先将MnO2转化为K2MnO4，K2MnO4发生自身氧化还原反应生成KMnO4。(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚是由于后者含有的SiO2在高温下会与KOH发生反应：SiO2＋2KOH=K2SiO3＋H2O。(2)KOH、KClO3和MnO2共熔时，MnO2被氧化为K2MnO4，KClO3被还原为KCl，化学方程式为6KOH＋KClO3＋3MnO2KCl＋3K2MnO4＋3H2O。(3)第④步通入CO2可以使MnO42—发生反应，根据得失电子守恒可知生成MnO4—和MnO2的物质的量之比为2∶1，则K2MnO4完全反应时，转化为KMnO4的百分率约为66.7 %。(4)第⑤步趁热过滤的目的是防止降温过程中KMnO4析出而损耗。(5)干燥过程中，温度不宜过高，否则KMnO4会分解。