KMnO4可用作消毒劑、氧化劑、藥物和分析化學(xué)試劑等。某小組為探究制備高錳酸鉀的綠色化方案,設(shè)計了如圖所示的實驗流程。
已知:①K2MnO4水溶液呈墨綠色,在水及酸性條件下會發(fā)生歧化反應(yīng)。
②在K2CO3溶液中持續(xù)通入CO2,會生成KHCO3。
③室溫時,K2CO3、KHCO3、KMnO4的溶解度分別為111g、33.7g、6.36g。
(1)共熔時,在加溫加壓條件下反應(yīng)生成K2MnO4和H2O,該反應(yīng)化學(xué)方程式為 2MnO2+4KOH+O2 加溫加壓 2K2MnO4+2H2O2MnO2+4KOH+O2 加溫加壓 2K2MnO4+2H2O。
(2)歧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3,該反應(yīng)中錳元素的轉(zhuǎn)化率(所得高錳酸鉀中錳元素與反應(yīng)物中錳元素的質(zhì)量百分比)為 66.7%66.7%;判斷歧化時K2MnO4完全反應(yīng)的方法是:用玻璃棒蘸取溶液點在濾紙上,若濾紙上觀察到 全是紫紅色全是紫紅色痕跡,表示反應(yīng)已完全。當(dāng)溶液pH為10~11,停止通CO2,若CO2過多,可能造成的不良后果是 產(chǎn)物中會混有KHCO3產(chǎn)物中會混有KHCO3。
(3)從經(jīng)濟(jì)角度考慮,實驗中可循環(huán)使用的物質(zhì)除水外,還有 MnO2MnO2(填化學(xué)式)。
(4)流程圖中一系列操作為:蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶降溫結(jié)晶、過濾得到KMnO4晶體,最后將得到的KMnO4晶體低溫烘干,KMnO4晶體低溫烘干的原因是 2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑(用化學(xué)方程式表示)。
(5)電解法也可以實現(xiàn)由向K2MnO4向KMnO4的轉(zhuǎn)化,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2K2MnO4+2H2O 通電 2KMnO4+2KOH+H2↑,與“歧化反應(yīng)”相比,其優(yōu)點是 BCDBCD(填字母)。
A.低碳
B.錳元素轉(zhuǎn)化率高
C.得到的KOH可以循環(huán)利用
D.可以同時獲得氫氣
加溫加壓
加溫加壓
△
△
通電
【答案】2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O;66.7%;全是紫紅色;產(chǎn)物中會混有KHCO3;MnO2;降溫結(jié)晶;2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;BCD
加溫加壓
△
【解答】
【點評】
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