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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...

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             (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·L1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________________。

 

(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。  
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