Question

2．高錳酸鉀是中學常用的試劑．工業上用軟錳礦制備高錳酸鉀流程如下．

（1）KMnO₄稀溶液是一種常用的消毒劑．其消毒原理與下列物質相同的是AB（填代號）．
A．84消毒液（NaClO溶液）  B．雙氧水        C．苯酚    D．75%酒精
（2）上述流程中可以循環使用的物質有MnO₂；KOH（寫化學式）．
（3）理論上（若不考慮物質循環與制備過程中的損失）1mol MnO₂可制得$\frac{2}{3}$ mol KMnO₄．
（4）該生產中需要純凈的CO₂氣體．寫出實驗室制取CO₂的化學方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，所需氣體產生裝置是AC（選填代號）．

Answer 1

分析 二氧化錳與氫氧化鉀在空氣中熔融，加水溶解得到K₂MnO₄溶液，通入二氧化碳得到KMnO₄、MnO₂、K₂CO₃，過濾除去濾渣（MnO₂），濾液為KMnO₄、K₂CO₃溶液，濃縮結晶，趁熱過濾得到KMnO₄晶體，濾液中含有K₂CO₃，在濾液中加氫氧化鈣得到碳酸鈣沉淀和KOH；
（1）KMnO₄有強氧化性，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣；
（2）根據流程分析，最初反應物中和最終生成物中含有的物質就能循環利用；
（3）最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol K₂MnO₄，根據3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂計算；
（4）實驗室用鹽酸與石灰石制備二氧化碳，反應不需要加熱，可以用啟普發生器制備．

解答 解：二氧化錳與氫氧化鉀在空氣中熔融，加水溶解得到K₂MnO₄溶液，通入二氧化碳得到KMnO₄、MnO₂、K₂CO₃，過濾除去濾渣（MnO₂），濾液為KMnO₄、K₂CO₃溶液，濃縮結晶，趁熱過濾得到KMnO₄晶體，濾液中含有K₂CO₃，在濾液中加氫氧化鈣得到碳酸鈣沉淀和KOH；
（1）KMnO₄有強氧化性，利用其強氧化性殺菌消毒，消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣，故答案為：AB；
（2）根據流程分析可知：在開始的反應物和最終的生成物中都含有MnO₂和KOH，所以二氧化錳和氫氧化鉀能循環使用；
故答案為：MnO₂；KOH；
（3）由2MnO₂+4KOH+O₂ $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O 可知最初的原料中1mol MnO₂恰好得到1mol K₂MnO₄．由3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂知，1mol K₂MnO₄在反應中能得到$\frac{2}{3}$molKMnO₄，
故答案為：$\frac{2}{3}$；
（4）實驗室用鹽酸與石灰石制備二氧化碳，其反應的方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，反應不需要加熱，可以用啟普發生器制備，所以選用的裝置為A或C；
故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；AC．

點評 本題考查了物質的制備實驗方案設計，涉及常見氧化劑與還原劑、氧化還原反應、化學計算和對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力，題目難度中等．