Question

【題目】高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程：

（1）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列___物質(zhì)相似。

A．75%酒精 B．雙氧水 C．苯酚 D．“84”消毒液（NaClO溶液）

（2）粉碎的目的是___；操作Ⅰ的名稱是___；操作Ⅱ是根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在___（填性質(zhì)）上差異，采用___（填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體的。

（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有石灰、CO2、___和___（寫化學式）。

（4）向K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4，該反應中的還原劑是___。

（5）鉍酸鈉（NaBiO3，不溶于水）用于定性檢驗酸性溶液中Mn2+的存在（鉍元素的還原產(chǎn)物為Bi3+，Mn的氧化產(chǎn)物為+7價），寫出反應的離子方程式：___。

Answer 1

【答案】BD 加快反應速率 過濾 溶解度 濃縮結(jié)晶 KOH MnO2 K2MnO4 2Mn2++5NaBiO3+14H+＝2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O

【解析】

本題中，KMnO4有強氧化性，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣；由工藝流程轉(zhuǎn)化關系可知，MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應生成K2MnO4，根據(jù)元素守恒還應生成水，反應中錳元素由+4價升高為+6價，總升高2價，氧元素由0價降低為-2價。向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，所含元素化合價升高的反應物是還原劑。在經(jīng)過操作一與操作二的過濾，得到KMnO4粗結(jié)晶，重結(jié)晶后得到高錳酸鉀晶體。由轉(zhuǎn)化關系圖知，在轉(zhuǎn)化過程中又生成的可以循環(huán)利用，根據(jù)此分析進行題目解答。

（1）KMnO4有強氧化性，利用其強氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故答案為：BD；

（2）在反應前粉碎物質(zhì)是為了增大反應接觸面積，加快反應速率，使反應更充分。操作Ⅰ前后少了固體MnO2，屬于固液分離，所以操作Ⅰ為過濾。操作Ⅱ是根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在加熱條件下物質(zhì)的溶解度不同，高錳酸鉀晶體容易析出，因此可以趁熱過濾得到高錳酸鉀晶體與碳酸鉀溶液。

（3）制備中利用的原料，在轉(zhuǎn)化過程中又生成的可以循環(huán)利用。由轉(zhuǎn)化關系圖知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH，會在MnO2、KOH的熔融制備K2MnO4中被循環(huán)利用。

（4）向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2，所含元素化合價升高的反應物是還原劑，所以還原劑為K2MnO4。

（5）由題意已知反應前后Bi元素化合價由+5價降低到+3價，Mn元素的化合價由+2價升高至+7價，并且反應在酸性條件下進行，所以反應方程式為：2Mn2++5NaBiO3+14H+＝2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O。