KMnO4在实验室和工业上均有重要应用,其工业制备的部分工艺如下:
Ⅰ.将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后,与KOH固体混合,通入空气充分焙烧,生成暗绿色熔融物。
Ⅱ.冷却,将固体研细,用稀KOH溶液浸取,过滤,得暗绿色溶液。
Ⅲ.向暗绿色溶液中通入CO2,溶液变为紫红色,同时生成黑色固体。
Ⅳ.过滤,将紫红色溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得KMnO4固体。
资料:K2MnO4为暗绿色固体,在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。
(1)Ⅰ中,软锰矿(主要成分MnO2)提纯后可用于实验室制取氯气,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl- △ Mn2++Cl2↑+2H2OMnO2+4H++2Cl- △ Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)Ⅰ中,生成K2MnO4的化学方程式是 2MnO2+4KOH+O2 高温 2K2MnO4+2H2O2MnO2+4KOH+O2 高温 2K2MnO4+2H2O。
(3)Ⅱ中,浸取时用稀KOH溶液的原因是 保持溶液呈强碱性,防止K2MnO4发生歧化反应保持溶液呈强碱性,防止K2MnO4发生歧化反应。
(4)Ⅲ中,CO2和K2MnO4在溶液中反应的化学方程式是 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO33K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。
(5)将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解,也可制得KMnO4。装置如图:

a极发生 氧化氧化(填“氧化”或“还原”)反应;判断依据是:a极反应为MnO2-4-e-=MnO-4,失去电子发生氧化反应a极反应为MnO2-4-e-=MnO-4,失去电子发生氧化反应。
(6)用滴定法测定某高锰酸钾产品的纯度,步骤如下:
已知:Na2C2O4+H2SO4═H2C2O4+Na2SO4
5H2C2O4+2MnO-4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
摩尔质量:Na2C2O4134g⋅mol-1、KMnO4158g⋅mol-1;Mn2+颜色为肉粉色。
ⅰ.称取ag产品,配成50mL溶液。
ⅱ.称取bgNa2C2O4,置于锥形瓶中,加蒸馏水使其溶解,再加入过量的硫酸。
ⅲ.将锥形瓶中溶液加热到75℃~80℃,恒温,用ⅰ中所配溶液滴定至 当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中的液体由肉粉色变为浅紫色,且半分钟内不恢复当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中的液体由肉粉色变为浅紫色,且半分钟内不恢复(填现象),消耗溶液VmL(杂质不参与反应)。则产品中KMnO4的质量分数的表达式为:1580b67aV1580b67aV。
△
△
高温
高温
M
n
O
2
-
4
M
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4
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n
O
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4
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1580
b
67
a
V
1580
b
67
a
V
【考点】制备实验方案的设计;探究物质的组成或测量物质的含量.
【答案】MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O;2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O;保持溶液呈强碱性,防止K2MnO4发生歧化反应;3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3;氧化;a极反应为-e-=,失去电子发生氧化反应;当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中的液体由肉粉色变为浅紫色,且半分钟内不恢复;
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:13引用:1难度:0.3
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(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
(3)根据下表数据:氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已经除尽的试剂是
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
(5)煅烧A的反应方程式是
(6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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