Question

【題目】由軟錳礦制備高錳酸鉀的主要反應(yīng)如下：

熔融氧化 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O

加酸歧化 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3

已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度（20℃）

物質(zhì)	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度g/100g	111	33.7	11.1	6.34

完成下列填空：

（1）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“熔融氧化”操作時(shí)，應(yīng)選用鐵棒、坩堝鉗和______________。（填序號(hào)）

a．瓷坩堝 b．蒸發(fā)皿 c．鐵坩堝 d．泥三角

（2）在“加酸岐化”時(shí)不宜用硫酸的原因是__________；不宜用鹽酸的原因是____________。反應(yīng)之后得到高錳酸鉀的步驟是：過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾。該步驟能夠得到高錳酸鉀的原理是____________。

（3）采用電解法也可實(shí)現(xiàn)K2MnO4的轉(zhuǎn)化，2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。與原方法相比，電解法的優(yōu)勢(shì)為_________________。

（4）草酸鈉滴定法測(cè)定高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)步驟如下：

已知涉及到的反應(yīng)：

Na2C2O4+H2SO4=H2C2O4(草酸)+Na2SO4 ，

5H2C2O4+ 2MnO4—+6H+=2Mn2++10CO2↑+ 8H2O

Na2C2O4的式量：134 KMnO4的式量：158）

Ⅰ.稱(chēng)取0.80 g 的高錳酸鉀產(chǎn)品，配成50mL溶液。

Ⅱ.稱(chēng)取0.2014 gNa2C2O4，置于錐形瓶中，加入蒸餾水使其溶解，再加入少量硫酸酸化。

Ⅲ.將瓶中溶液加熱到75～80℃，趁熱用Ⅰ中配制的高錳酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)。消耗高錳酸鉀溶液8.48mL。

a.判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是____________________________。

b.樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________（保留3位小數(shù)）。

c.加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得產(chǎn)品純度__________。（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）

d.將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合，測(cè)得反應(yīng)溶液中Mn2+的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖，其原因可能為_______________。

Answer 1

【答案】c、d 會(huì)生成硫酸鉀，硫酸鉀的溶解度小，不易除去 KMnO4能氧化鹽酸 KMnO4和K2CO3的溶解度不同 原子利用率高 無(wú)色變?yōu)樽仙�且半分鐘不褪�?/span> 0.700 偏高 Mn2+可能是該反應(yīng)的催化劑，隨著Mn2+的產(chǎn)生，反應(yīng)速率大大加快

【解析】

(1)熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈；

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，K2SO4溶解度小，加硫酸時(shí)會(huì)生成K2SO4，會(huì)降低產(chǎn)品的純度；鹽酸具有還原性，會(huì)被氧化，降低產(chǎn)品的量；高錳酸鉀與碳酸鉀的溶解度相差較大，趁熱過(guò)濾，可除去碳酸鉀雜質(zhì)；

(3)電解法的優(yōu)勢(shì)為K2MnO4中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO4中；

(4) a.滴定終點(diǎn)，溶液顏色發(fā)生變化，且半分鐘內(nèi)顏色不變；

b.根據(jù)反應(yīng)Na2C2O4+H2SO4→H2C2O4(草酸)+Na2SO45H2C2O4+2MnO4-+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O找出關(guān)系式，然后結(jié)合題中數(shù)據(jù)計(jì)算；

c.加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，消耗高錳酸鉀溶液的體積減少；

d.反應(yīng)中Mn2+濃度發(fā)生顯著變化，應(yīng)是反應(yīng)生成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用。

(1)熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈，故答案為：c、d；

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，K2SO4溶解度小，加硫酸時(shí)會(huì)生成K2SO4，會(huì)降低產(chǎn)品的純度；鹽酸具有還原性，會(huì)被氧化，降低產(chǎn)品的量，故不宜用鹽酸，高錳酸鉀與碳酸鉀的溶解度相差較大，趁熱過(guò)濾，可除去碳酸鉀雜質(zhì)，故答案為：生成K2SO4溶解度小，會(huì)降低產(chǎn)品的純度；鹽酸具有還原性，會(huì)被氧化，降低產(chǎn)品的量；KMnO4和K2CO3的溶解度不同；

(3)與原方法相比，電解法的優(yōu)勢(shì)為K2MnO4中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO4中，提高了錳元素的利用率，故答案為：K2MnO4中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO4中，原子利用率高；

(4)a.滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為：當(dāng)最后一滴KMnO4溶液滴入后，溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪色，故答案為：無(wú)色變?yōu)樽仙�且半分鐘不褪色�?/span>

b.根據(jù)反應(yīng)Na2C2O4+H2SO4→H2C2O4(草酸)+Na2SO45H2C2O4+2MnO4-+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O可得關(guān)系式：5Na2C2O42KMnO4，設(shè)配制的8.48mL配制的樣品溶液中含有高錳酸鉀的質(zhì)量為x，則：

5Na2C2O42KMnO4，

134×52×158

0.2014gx

x==0.0950g， 50mL該樣品溶液中含有高錳酸鉀的質(zhì)量為：L=0.560g，則樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： =0.700g，故答案為：0.700；

c.加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，消耗高錳酸鉀溶液的體積減少，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得產(chǎn)品純度偏高，故答案為：偏高；

d.反應(yīng)中Mn2+濃度發(fā)生顯著變化，應(yīng)是反應(yīng)生成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用，且c(Mn2+)濃度大催化效果更好，故答案為：Mn2+可能是該反應(yīng)的催化劑，隨著Mn2+的產(chǎn)生，反應(yīng)速率大大加快。