Question

Ⅰ．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂，在实验室和医疗上有非常广泛的应用。如图1是工业上用软锰矿（主要含MnO₂）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：

（1）第①步加热熔融应在铁坩埚中进行，而不用瓷坩埚的原因是（用化学方程式表示）。写出反应①的离子方程式；

（2）反应②的产物中，氧化产物与还原产物的物质的量的比是

（3）反应②中“酸化”时应选择下列酸中的（填序号）

a．稀盐酸b．稀硫酸c．亚硫酸

（4）操作Ⅱ的名称是，实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有

Ⅱ．某小组设计如图所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO₂和Cl₂的性质

（5）若从左端分别通入SO₂和Cl₂,装置A中观察到的现象是否相同？（填“相同”或“不相同”）。

（6）若装置B中装有5.0mL1.0mol/L的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，共转移了5.0×10^-2mol电子，该反应的化学方程式为；

（7）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4∶3。当Cl₂与含X的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，取少量上层清加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl₂与含X的溶液反应的离子方程式。

Answer

（1）SiO2+2KOH===K2SiO3+H2O；ClO3-+6OH-+3MnO2===3MnO42-+3H2O+Cl-

（2）2∶1

（3）b

（4）过滤；烧杯、漏斗、玻璃棒

（5）相同

（6）5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl

（7）S2O32-+Cl2+H2O===SO42-+S↓+2H++2Cl-

【解析】

试题分析：（1）熔融固体需要用铁坩埚熔融，瓷坩埚原料含有SiO2，在高温下，瓷坩埚可以和KOH发生反应SiO2+2KOHK2SiO3+H2O，腐蚀瓷坩埚，故不能使用瓷坩埚，而使用铁坩埚，故答案为：铁坩埚；SiO2+2KOHK2SiO3+H2O；反应①是碱溶液中二氧化锰还原氯酸根离子为Cl-，二氧化锰被氧化为锰酸钾，反应的离子方程式为：ClO3-+6OH-+3MnO2=3MnO42-+3H2O+Cl-；故答案为：ClO3-+6OH-+3MnO2=3MnO42-+3H2O+Cl-；

（2）K2MnO4与酸发生氧化还原反应生成KMnO4和MnO2，Mn元素的化合价由+6变为+7和+4价，因此KMnO4为氧化产物，MnO2为还原产物，根据化合价升降相等可知，氧化产物与还原产物的物质的量之比为（6-4）：（7-6）=2：1，故答案为：2：1；

（3）酸性高锰酸钾溶液能氧化盐酸生成氯气，因此不能选用盐酸酸化，故答案为：a；

（4）软锰矿中含有不溶于水的物质，由流程图可知，通过操作Ⅰ得到滤液，因此操作Ⅰ为过滤，过滤用到的玻璃仪器有：玻璃棒、漏斗、烧杯，故答案为：过滤；烧杯、漏斗、玻璃棒；

（5）二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质，所以二氧化硫有漂白性；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能使有色物质褪色，所以若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象相同，都使品红褪色，故答案为：相同；

（6）若装置B中装有5.0mL1.0×10-3mol/L的碘水，当通入足量Cl2完全反应后，转移的电子为5.0×10-5mol，令碘元素在氧化产物中的化合价为a，则根据电子转移守恒有5.0×10-3L×1.0×10-3mol/L×2×a=5.0×10-5mol，解得a=+5，所以碘单质被氧化为HIO3，则该反应的化学方程式为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，故答案为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl；

（7）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3，所以X中S和O的原子个数比为，所以该离子为S2O32-；氯气有强氧化性，能和硫代硫酸根离子发生氧化还原反应，根据题意知，该反应中有硫酸根离子生成，浅黄色沉淀为S，所以该反应的离子方程式为：Cl2+S2O32-+H2O═2Cl-+2H++S↓+SO42-，故答案为：Cl2+S2O32-+H2O═2Cl-+2H++S↓+SO42-。

【考点定位】考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用、制备实验方案的设计

【名师点晴】本题考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、物质推断、氧化还原反应、工艺条件的控制等，是对所学知识的综合运用与能力的考查，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力。软锰矿加入氢氧化钾和氯酸钾高温加热反应生成锰酸钾、氯化钾，加入水过滤得到滤液酸化，K2MnO4与酸发生氧化还原反应生成KMnO4和MnO2，过滤得到滤液蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤的高锰酸钾。