MnO2与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl，K2MnO4溶液经酸化后转化为MnO2和KMnO4．一种MnO2制备KMnO4的方法如下：（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式：；（2）从

Question

MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，K₂MnO₄溶液经酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．一种MnO₂制备KMnO₄的方法如下：

（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式：___；
（2）从溶液②中得到KMnO₄粗晶体的方法是___；
（3）上述流程中可以循环使用的物质是___；
（4）理论上（若不考虑制备过程中的损失与物质循环）1mol MnO₂可制的___mol KMnO₄；
（5）已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，请解释酸化过程中采用醋酸而不采用盐酸或硫酸的原因：
①不采用盐酸的原因：___；
②不采用硫酸的原因：___．
（6）采用上述流程制备KMnO₄产率并不高，为提高产率，还可以采用以下两种方法：
①在K₂MnO₄溶液中通入氯气，写出该反应的离子方程式___；
②电解K₂MnO₄溶液，电解的总反应离子方程式为___．

Answer 1

MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，溶于水得到溶液①，K₂MnO₄溶液经加入稀醋酸酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．过滤得到滤渣为MnO₂，滤液为溶液②蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，干燥得到KMnO₄晶体；
（1）由软锰i随高锰酸钾矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平方程式为：3MnO₂+6KOH+KClO₃ (高温.)/()3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6KOH+KClO₃ (高温.)/()3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）由溶液得到晶体，需要蒸发浓缩，冷却结晶，即步骤③的操作为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到KMnO₄晶体，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
（3）上述过程中MnO₂与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，溶于水得到溶液①，K₂MnO₄溶液经加入稀硫酸酸化后转化为MnO₂和KMnO₄．过滤得到滤渣为MnO₂，循环使用的物质为二氧化锰，
故答案为：MnO₂；
（4）（4）3MnO₂+KClO₃+6KOH(△.)/()3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，K₂MnO₄转变为MnO₂和KMnO₄，离子反应为4H⁺+3MnO₄^2-═MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O，得到定量关系为：
3MnO₂～2KMnO₄
3        2
1mol     (2)/(3)mol
故答案为：(2)/(3)；
（5）①不采用盐酸的原因是盐酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，二者混合反应生成污染性的气体氯气，
故答案为：盐酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，反应生成氯气；
②已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，硫酸钾溶解度低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成高锰酸钾产品纯度下降，
故答案为：硫酸钾溶解度低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成高锰酸钾产品纯度下降；
（6）①在K₂MnO₄溶液中通入氯气，氯气氧化K₂MnO₄为高锰酸钾，反应的离子方程式为：Cl₂+2MnO₄^2-=2MnO₄^-+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2MnO₄^2-=2MnO₄^-+2Cl^-；
②电解K₂MnO₄溶液，阳极是MnO₄^2-失电子发生氧化反应生成MnO₄^-，阴极是氢离子得到电子生成氢气，结合电荷守恒、原子守恒配平书写电解反应，反应的离子方程式为：2MnO₄^2-+2H₂O(通电.)/()2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-；
故答案为：2MnO₄^2-+2H₂O(通电.)/()2MnO₄^-+H₂↑+2OH^-．