Question

（16分）MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，K₂MnO₄溶液经酸化后转化为MnO₂和KMnO₄。一种MnO₂制备KMnO₄的方法如下：

（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式：                        ；

（2）从溶液②中得到KMnO₄粗晶体的方法是                        ；

（3）上述流程中可以循环使用的物质是                        ；

（4）理论上（若不考虑制备过程中的损失与物质循环）1mol MnO₂可制的    mol KMnO₄；

（5）已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，请解释酸化过程中采用醋酸而不采用盐酸或硫酸的原因：

①不采用盐酸的原因：                                   ；

②不采用硫酸的原因：                                   。

（6）采用上述流程制备KMnO₄产率并不高，为提高产率，还可以采用以下两种方法：

①在K₂MnO₄溶液中通入氯气，写出该反应的离子方程式                       ；

②电解K₂MnO₄溶液，电解的总反应离子方程式为                 。

Answer

（1）6KOH + KClO3 + 3MnO2 3K2MnO4 + KCl + 3H2O （3分）

（2）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 （2分）

（3）MnO2 （2分）

（4）2/3 （2分）

（5）①盐酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，会产生氯气 （1分）

②硫酸钾溶解度降低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成产品高锰酸钾纯度下降（1分）

（6）2MnO42- + Cl2 = 2MnO4- + 2Cl-（2分）

2MnO42- + 2H2O = 2MnO4- + 2OH- + H2↑（3分）

【解析】

试题分析（1）第一步从流程中找到反应物和部分生成物，再根据电荷守恒配平相应变价的元素，最后用电荷守恒进一步配平即可

（2）关键在于审题“溶液②中得到KMnO4粗晶体”

（3）可循环物质为可以从“加进去”和“析出来”的物质进行考滤

（4）根据6KOH + KClO3 + 3MnO2 = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

和 3MnO42- + 4H+ = 2MnO4- + MnO2 ↓+ 2H2O

建立关系式：3MnO2 ～ 3MnO42- ～ 2MnO4-

根据系数进行计算即可

（5）①由制氯气的方法盐酸与高锰酸钾反应可知

②由给出的溶解度“硫酸钾的溶解度为11.1g”可知

（6）①由题意可知，锰酸钾要转化为高锰酸钾要被氧化，而氯气则充当氧化性

②锰酸钾要转化为高锰酸钾，则锰酸根要在阳极放电，根据锰酸钾溶液的离子成份，类似于电解饱和食盐水。

考点：氧化还原反应及有关计算；分离和担纯的方法；电化学中电解池的电极反应式的书写。