Question

MnO2、KMnO4等是中學(xué)化學(xué)中的常用試劑。請回答下列問題：

（1）MnO2在H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。若將MnO2加入酸化的H2O2溶液中，MnO2 溶解產(chǎn)生Mn2+，反應(yīng)的離子方程式是??????????????????????????????????????????????? 。

（2）用MnO2制KMnO4的工藝流程如圖

電解池中兩極材料均為碳棒，在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4。

①寫出240℃熔融時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式????????????????????????????????????? ，投料時(shí)必須滿足n(KOH)：n(MnO2) ?????????? 。

②陽極的電極反應(yīng)為??????????????????????????????????? 。

③B物質(zhì)是????????? （寫化學(xué)式，下同），可以循環(huán)使用的物質(zhì)是???????????????????? 。

④鉀離子交換膜的一種材料是聚丙烯酸鉀（），聚丙烯酸鉀單體的結(jié)構(gòu)簡式為??????????? 。

⑤上述制得的KMnO4產(chǎn)品0.165 g，恰好與0.335 g經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4反應(yīng)完全，該KMnO4的

純度是??????????? （精確到0.1%）。

 

Answer 1

【答案】

（1）MnO2 + 2H+ + H2O2 = Mn2+ + O2 ↑+ 2H2O

（2）① 2MnO2 + O2 + 4KOH 2K2MnO4 + 2H2O? ，大于（或 >）2 : 1

② MnO42- - e- = MnO4-?? ???? ③ H2，KOH固體???? ④ CH2=CHCOOK???? ⑤ 95.8%????

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意，結(jié)合電荷守恒、原子守恒、電子守恒，可得方程式為：MnO2 + 2H+ + H2O2 = Mn2+ + O2 ↑+ 2H2O。（2）①在240℃熔融時(shí)MnO2、O2、KOH發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律和電子守恒的知識可知發(fā)生該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MnO2 + O2 + 4KOH? 2K2MnO4 + 2H2O。由方程式可知在投料時(shí)必須滿足n(KOH)：n(MnO2)=2:1，為了使MnO2充分發(fā)生反應(yīng)，KOH必須過量。因此二者的物質(zhì)的量的比要大于2:1. ②由題意知道K2MnO4應(yīng)該在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，被氧化為KMnO4 。所以陽極的電極反應(yīng)為MnO42- - e- = MnO4- 。③在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-.所以B物質(zhì)是 H2。根據(jù)電極反應(yīng)式可以看出在此過程中可以循環(huán)的物質(zhì)為KOH。④鉀離子交換膜的一種材料是聚丙烯酸鉀 。該物質(zhì)為丙烯酸鉀發(fā)生加聚反應(yīng)得到的，其結(jié)構(gòu)簡式為 CH2=CHCOOK。⑤Na2C2O4與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)的方程式為：5Na2C2O4+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4 +10CO2↑+8H2O。n(Na2C2O4)=0.335 g÷134g/mol=0.0025mol;則根據(jù)反應(yīng)方程式可知消耗的KMnO4的物質(zhì)的量為0.0025mol×2/5=0.001mol.其質(zhì)量為0.001mol×158g/mol=0.158g.所以該KMnO4的純度是0.158g÷0.165 g×100%=95.8%.

考點(diǎn)：考查化學(xué)方程式、離子方程式的書寫、電解池的化學(xué)反應(yīng)原理、聚合物與單體的相互轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的計(jì)算的知識。