Question

【題目】錳及其化合物間的轉化如下圖。

請回答下列問題：

（1）反應①發生的主要化學反應的方程式為：___________。反應③發生的主要化學反應的方程式為：___________。

（2）粗KMnO4晶體中含有少量的K2CO3，檢驗其中的少量CO32-用______試劑；為了得到純的KMnO4晶體，操作Ⅲ的名稱為___________。

（3）測定高錳酸鉀樣品純度采用硫酸錳滴定：向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液，產生黑色沉淀。當高錳酸鉀溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不恢復，表明達到滴定終點。寫出該反應的離子方程式：___________。

（4）已知：常溫下，Ksp[Mn(OH)2]=2.4×10-13。工業上，調節pH可以沉淀廢水中Mn2+，當pH=10時，溶液中c（Mn2+）=___________________。

(5)如圖，用Fe、C作電極電解含MnO4-的污水，使之轉化為沉淀除去。A電極是_____（填“Fe”或“C”），污水中MnO4-轉化為沉淀除去的離子方程式為___________。

Answer 1

【答案】 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 3 Mn3O4+8Al 4Al2O3+9 Mn 可溶性的鈣鹽或鋇鹽均可 重結晶 2MnO4－＋3Mn2＋＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋ 2.4×10-5mol/L Fe 5Fe2＋+MnO4－+9OH－+4H2O =5Fe(OH)3↓+Mn(OH)2↓

【解析】本題考查化學工藝流程，（1）反應①投入物質是MnO2、KOH和氧氣，生成物質是K2MnO4，反應式為MnO2＋O2＋KOH→K2MnO4＋H2O，利用化合價升降法進行配平，即反應方程式2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O ；反應③利用鋁的強還原性，把Mn置換出來，反應方程式為3Mn3O4+8Al4Al2O3+9Mn ；（2）除去CO32－一般用Ca2＋或Ba2＋，因此加入可溶性的鈣鹽或鋇鹽；得到純的高錳酸鉀，需要進行重結晶；（3）黑色沉淀是MnO2，因此有MnO4－＋Mn2＋→MnO2↓，根據化合價的升降法進行配平得到：2MnO4－＋3Mn2＋→5MnO2↓，遵循電荷守恒和原子守恒，即反應物中有H2O生成，生成物H＋，即離子反應方程式為2MnO4－＋3Mn2＋＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋；（4）根據溶度積，c(Mn2＋)=Ksp[Mn(OH)2]/c2(OH－)=2.4×10－13/(10－4)2 mol·L－1=2.4×10－5 mol·L－1；（5）利用鐵轉化成Fe2＋，MnO4－把Fe2＋氧化，達到除去MnO4－的目的，根據電解原理，A是陽極，其材料是Fe，陽極反應Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，反應方程式為5Fe2＋+MnO4－+9OH－+4H2O =5Fe(OH)3↓+Mn(OH)2↓。