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5.由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下:
熔融氧化       3MnO2+KClO3+6KOH $\stackrel{高温}{→}$3K2MnO4+KCl+3H2O
加酸歧化       3K2MnO4+2CO2→2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
已知相关物质的溶解度(20℃)
物质K2CO3KHCO3K2SO4KMnO4
溶解度g/100g11133.711.16.34
完成下列填空:
(1)在实验室进行“熔融氧化”操作时,应选用铁棒、坩埚钳和cd.(填序号)
a.瓷坩埚       b.蒸发皿       c.铁坩埚       d.泥三角
(2)在“加酸岐化”时不宜用硫酸的原因是生成K2SO4溶解度小,会降低产品的纯度;不宜用盐酸的原因是盐酸具有还原性,会被氧化,降低产品的量.
反应之后得到高锰酸钾的步骤是:过滤、蒸发结晶、趁热过滤.
   该步骤能够得到高锰酸钾的原理是KMnO4和K2CO3的溶解度不同.
(3)采用电解法也可实现K2MnO4的转化,2K2MnO4+2H2O$\stackrel{通电}{→}$ 2KMnO4+2KOH+H2↑.与原方法相比,电解法的优势为 K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中,原子利用率高.

分析 (1)熔融固体物质需要再坩埚内加热,加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚、铁棒、坩埚钳、泥三角、酒精灯;
(2)根据表中数据可知,K2SO4溶解度小,加硫酸时会生成K2SO4,会降低产品的纯度;盐酸具有还原性,会被氧化,降低产品的量;高锰酸钾与碳酸钾的溶解度相差较大,趁热过滤,可除去碳酸钾杂质;
(3)电解法的优势为K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中.

解答 解:(1)熔融固体物质需要再坩埚内加热,加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚、铁棒、坩埚钳、泥三角、酒精灯,
故答案为:cd;
(2)根据表中数据可知,K2SO4溶解度小,加硫酸时会生成K2SO4,会降低产品的纯度;盐酸具有还原性,会被氧化,降低产品的量,故不宜用盐酸,高锰酸钾与碳酸钾的溶解度相差较大,趁热过滤,可除去碳酸钾杂质,
故答案为:生成K2SO4溶解度小,会降低产品的纯度;盐酸具有还原性,会被氧化,降低产品的量;KMnO4和K2CO3的溶解度不同;
(3)与原方法相比,电解法的优势为K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中,提高了锰元素的利用率,
故答案为:K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中,原子利用率高.

点评 本题考查制备方案的设计,为高考常见题型,题目难度中等,侧重于学生的分析、实验能力的考查,注意把握实验的原理,需要学生具备一定的理论分析能力和实验基础知识的储备.

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