MnO2与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾和KCl，K2MnO4溶液经酸化后转化为MnO2和KMnO4。一种MnO2

题文

（16分）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                。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）6KOH + KClO₃ + 3MnO₂

 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O （3分）
（2）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 （2分）
（3）MnO₂ （2分）
（4）2/3 （2分）
（5）①盐酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，会产生氯气 （1分）
②硫酸钾溶解度降低，在蒸发浓缩过程中容易析出而造成产品高锰酸钾纯度下降（1分）
（6）2MnO₄^2- + Cl₂ = 2MnO₄^- + 2Cl^-（2分）
2MnO₄^2- + 2H₂O = 2MnO₄^- + 2OH^- + H₂↑（3分）

解析

试题分析（1）第一步从流程中找到反应物和部分生成物，再根据电荷守恒配平相应变价的元素，最后用电荷守恒进一步配平即可
（2）关键在于审题“溶液②中得到KMnO₄粗晶体”
（3）可循环物质为可以从“加进去”和“析出来”的物质进行考滤
（4）根据6KOH + KClO₃ + 3MnO₂ = 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O
和 3MnO₄^2- + 4H+ = 2MnO₄^- + MnO₂ ↓+ 2H₂O
建立关系式：3MnO₂～ 3MnO₄^2-～ 2MnO₄^-
根据系数进行计算即可
（5）①由制氯气的方法盐酸与高锰酸钾反应可知
②由给出的溶解度“硫酸钾的溶解度为11.1g”可知
（6）①由题意可知，锰酸钾要转化为高锰酸钾要被氧化，而氯气则充当氧化性
②锰酸钾要转化为高锰酸钾，则锰酸根要在阳极放电，根据锰酸钾溶液的离子成份，类似于电解饱和食盐水。

考点

据考高分专家说，试题“（16分）MnO2与过量固体KOH和KC.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。

氧化还原反应的配平

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。


再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)₂→CaS_x+Ca₂S₂O₃+H₂O
生成物CaS_x、Ca₂S₂O₃中的S_x、S₂作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
S_x  0→-2  降2×2
S₂  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H₂O、H⁺或OH^-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

1. 一般方法：从左向右配。
2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。

• 标出元素化合价变化的始态和终态
• 求升价元素或降价元素化合价的变化数
• 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
• 配平变价元素
• 用观察法配平其他元素
• 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
  如：
  
  
  

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。

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