实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应,生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl;用水溶解,滤去残渣;酸化滤液,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀MnO2,浓缩结晶得到KMnO4晶体。
请回答:
(1)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是 。
(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。生成0.1mol还原产物时转移电子 个。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是 。
(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2。若取用软锰矿制得的KMnO4产品0.165g,能与0.335g Na2C2O4恰好完全反应(假设杂质均不能参与反应),该产品中KMnO4的纯度为 。
(1)6KOH + KClO3 + 3MnO2 →3 K2MnO4 + KCl + 3H2O;(1分×2)
(2)1:2(1分)、 0.2NA或6.02×10-22(1分)、 KMnO4 >K2MnO4 >MnO2(2分)
(3)0.958(2分)
题目分析:
(1)反应物为KOH、KClO3、MnO2,生成物为K2MnO4(锰酸钾)和KCl、水,该反应为6KOH+KClO3+3MnO2═3K2MnO4+KCl+3H2O,
故答案为:6KOH+KClO3+3MnO2═3K2MnO4+KCl+3H2O;
(2)K2MnO4转化为KMnO4的反应中K2MnO4→2KMnO4+MnO2,Mn元素的化合价由+6价升高为+7价,Mn元素的化合价由+6价降低为+4价,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2,生成0.1mol还原产物时转移电子0.1mol×(6-4)××NA=0.2NA或6.02×10-22,由氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知氧化性为KMnO4>K2MnO4>MnO2,故答案为:1:2;0.2NA或6.02×10-22;KMnO4>K2MnO4>MnO2;
(3)KMnO4能与热的Na2C2O4(aq,硫酸酸化)反应生成Mn2+和CO2,设KMnO4的纯度为x,则由电子守恒可知,
解得x=0.958,故答案为:0.958.