Question

高锰酸钾是中学化学常用的试剂。工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如下：

（1）铋酸钠（NaBiO₃，不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn²⁺的存在（铋的还原产物为Bi³⁺），Mn的氧化产物为+7价，写出反应的离子方程式               。

（2）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是  （填代号）。

a．84消毒液（NaClO溶液）   b．双氧水   c．苯酚    d．75%酒精

（3）上述流程中可以循环使用的物质有       、       （写化学式）。

（4）理论上（若不考虑物质循环与制备过程中的损失）1 mol MnO₂可制得          mol KMnO₄。

（5）该生产中需要纯净的CO₂气体。写出实验室制取CO₂的化学方程式                    ，所需气体发生装置可以是       （选填代号）。

（6）操作Ⅰ的名称是         ；操作Ⅱ根据KMnO₄和K₂CO₃两物质在          （填性质）上的差异，采用                           （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO₄。

Answer

（1）2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋＝2MnO4－＋5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O（2分） （2）ab（2分）

（3）MnO2 KOH （2分） （4）2/3 （2分） （5）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑（2分）

AC（2分） （6）过滤（1分） 溶解度（1分） 蒸发浓缩（1分）

【解析】

试题分析：二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K2MnO4溶液，通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，过滤除去滤渣（MnO2），滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，滤液中含有K2CO3，在滤液中加氢氧化钙得到碳酸钙沉淀和KOH；

（1）铋酸钠（不溶于水）在酸性溶液中与Mn2+反应生成MnO4-和Bi3+，则反应的离子方程式为2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋＝2MnO4－＋5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O。

（2）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，答案选ab。

（3）根据流程分析可知：在开始的反应物和最终的生成物中都含有MnO2和KOH，所以二氧化锰和氢氧化钾能循环使用。

（4）由2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O 可知最初的原料中1mol MnO2恰好得到1mol K2MnO4．由3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2知，1mol K2MnO4在反应中能得到2/3molKMnO4。

（5）实验室用盐酸与石灰石制备二氧化碳，其反应的方程式为：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑，反应不需要加热，可以用启普发生器制备，所以选用的装置为A或C。

（6）该操作是分离固体与溶液，属于过滤操作，KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用热的情况下采用浓缩结晶的方式可分离。

【考点定位】本题考查了物质的制备实验方案设计，涉及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。

【名师点晴】该题属于高考中的常见热点题型，试题综合性强，难度较大。该类试题的一般解题思路是：明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。箭头进入的是投料(反应物)，箭尾是生成物。其次注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。读懂流程图，写出主要的化学反应方程式或制备原理。最后要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。