KMnO4在實驗室和工業(yè)上均有重要應(yīng)用，其工業(yè)制備的部分工藝如下：
Ⅰ．將軟錳礦（主要成分MnO2）粉碎后，與KOH固體混合，通入空氣充分焙燒，生成暗綠色熔融態(tài)物質(zhì)。
Ⅱ．冷卻，將固體研細，用稀KOH溶液浸取，過濾，得暗綠色溶液。
Ⅲ．向暗綠色溶液中通入CO2，溶液變?yōu)樽霞t色，同時生成黑色固體。
Ⅳ．過濾，將紫紅色溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥，得KMnO4固體。
資料：K2MnO4為暗綠色固體，在強堿性溶液中穩(wěn)定，在近中性或酸性溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng)（Mn的化合價既升高又降低）。
（1）Ⅰ中，粉碎軟錳礦的目的是 增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率。
（2）Ⅰ中，生成K2MnO4的化學(xué)方程式是 2MnO2+4KOH+O2 焙燒 2K2MnO4+2H2O2MnO2+4KOH+O2 焙燒 2K2MnO4+2H2O。
（3）Ⅱ中，浸取時用稀KOH溶液的原因是 保持溶液呈強堿性，防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)保持溶液呈強堿性，防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)。
（4）Ⅲ中，CO2和K2MnO4在溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO33K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。
（5）將K2MnO4溶液采用惰性電極隔膜法電解，也可制得KMnO4．裝置如圖：
①b極是 陰陰極（填“陽”或“陰”），D是 較濃的KOH溶液較濃的KOH溶液。
②結(jié)合電極反應(yīng)式簡述生成KMnO4的原理：a極：MnO2-4-e-═MnO-4，部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4a極：MnO2-4-e-═MnO-4，部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4。
③傳統(tǒng)無膜法電解時，錳元素利用率偏低，與之相比，用陽離子交換膜可以提高錳元素的利用率，其原因是 用陽離子交換膜可防止MnO-4、MnO2-4在陰極被還原用陽離子交換膜可防止MnO-4、MnO2-4在陰極被還原。
（6）用滴定法測定某高錳酸鉀產(chǎn)品的純度，步驟如下：
已知：Na2C2O4+H2SO4═H2C2O4+Na2SO4
5H2C2O4+2MnO-4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
摩爾質(zhì)量：Na2C2O4 134g?mol-1 KMnO4 158g?mol-1
?。Q取ag產(chǎn)品，配成50mL溶液。
ⅱ．稱取bgNa2C2O4，置于錐形瓶中，加蒸餾水使其溶解，再加入過量的硫酸。
ⅲ．將錐形瓶中溶液加熱到75℃～80℃，恒溫，用ⅰ中所配溶液滴定至終點，消耗溶液V mL（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）。
產(chǎn)品中KMnO4的質(zhì)量分數(shù)的表達式為 1580b67aV1580b67aV。
焙燒
焙燒
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n
O
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-
4
M
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O
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4
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4
1580
b
67
a
V
1580
b
67
a
V
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O；保持溶液呈強堿性，防止K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)；3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3；陰；較濃的KOH溶液；a極：-e-═，部分K+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4；用陽離子交換膜可防止、在陰極被還原；
焙燒
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：55引用：5難度：0.4
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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