Question

高锰酸钾（KMnO₄）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为MnO₂）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

回答下列问题：

（1）“平炉”中发生的化学方程式为                   。

（2）“平炉”中需要加压，其目的是                     。

（3）将K₂MnO₄转化为KMnO₄的生产有两种工艺。

①“CO₂歧化法”是传统工艺，即在K₂MnO₄溶液中通入CO₂气体，使体系呈中性或弱碱性，K₂MnO₄发生歧化反应，反应中生成KMnO₄，MnO₂和             （写化学式）。

②“电解法”为现代工艺，即电解K₂MnO₄水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为             ，阴极逸出的气体是           。

③CO₂的等电子体COS，分子 COS电子式为_______________。

（4）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 mol·L⁻¹的H₂C₂O₄标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO₄溶液滴定，滴定终点现象                 ，该反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。

Answer

（1）2MnO2+4KOH+O22K2Mn04+2H2O（2）加快反应速率，提高的转化率

（3）①KHCO3②MnO42--e-=MnO4-H2（1分）③

（4）最后一滴变为浅紫红色，，且半分钟内不变色；2:5

【解析】

试题分析：（1）根据流程图可知，在“平炉”中MnO2、KOH、O2在加热时会反应产生K2MnO4，根据质量守恒定律可知，另外一种生成物质是H2O，根据原子守恒、电子守恒可得发生的化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2Mn04+2H2O；

（2）由于上述反应中氧气的状态是气态，在“平炉”中增大压强，就可以使反应物氧气的浓度增大，根据外界条件对化学反应速率的影响，增大反应物的浓度，可以使化学反应速率加快；再结合外界条件对化学平衡移动的影响，任何反应都具有一定的可逆性，该反应的正反应是气体体积减小的反应。若增大压强，可以使化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，故可以提高原料的转化率；

（3）①在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，这时K2MnO4会发生歧化反应，生成KMnO4、MnO2，根据质量守恒定律可知，另外一种生成物是KHCO3；

②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽阳极，MnO42−失去电子，发生氧化反应，产生MnO4−。阳极的电极反应式是：MnO42−−e−=MnO4−；在阴极，溶液中的水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，阴极的电极反应式是：2H2O+2e−=H2↑+2OH−，所以阴极逸出的气体是H2；

③CO2的等电子体COS分子，则根据二氧化碳的电子式可知COS电子式为；

（4）由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，则终点实验现象是最后一滴变为浅紫红色，，且半分钟内不变色；根据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：5。

考点：考查物质制备工艺流程的知识。