Question

【題目】下列為某學生在實驗室中制備高錳酸鉀晶體的流程圖。

根據上圖回答下列問題：

（1）操作①和②均需在坩堝中進行，根據實驗實際應選擇坩堝為_____(填字母)；

a.石英坩堝 b.氧化鋁坩堝 c.鐵坩堝

（2）已知：3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH-。操作④中通CO2調pH=10~11，其目的是_____；

（3）得到墨綠色溶液后，也可用如圖所示方法制備KMnO4，電極均為鉑電極。

①A極上的電極反應式為_____；

②這種方法與上面的方法相比，其優點是_____；

（4）實驗室中，可用0.10mol/L，草酸作標準溶液，利用下述反應，測定所得KMnO4晶體的純度。5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O

取agKMnO4晶體樣品配制成100mL溶液。每次取20.00mL于錐形瓶中進行滴定實驗兩次。兩次實驗所用草酸標準溶液的體積分別為22.15mL和22.17mL，由此求得KMnO4晶體的純度為_______。

Answer 1

【答案】c 有利于平衡向右進行，提高MnO42-轉化率 MnO42--e-=MnO4- 無副產品，產率高，工藝簡便 或%

【解析】

在堿性條件下氯酸鉀與二氧化錳加熱熔融發生氧化還原反應，二氧化錳被氧化成錳酸鉀，對生成物加強熱形成熔融混合物，冷卻研磨后溶于水得墨綠色K2MnO4溶液，K2MnO4溶液中加入氫氧化鉀溶液再調節PH值為10～11，使MnO42-發生歧化反應，生成MnO4-和MnO2，趁熱過濾除去二氧化錳，得高錳酸鉀溶液，冷卻結晶得高錳酸鉀晶體，據此分析解答。

(1)操作①和②中均有強堿性物質加熱，所以不能用含有與堿反應的成份的坩堝，石英(二氧化硅)和氧化鋁都可與強堿反應，鐵不與強堿反應，故答案選c；

(2)已知：3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH-。操作④是使MnO42-發生歧化反應，生成MnO4-和MnO2，通CO2可消耗氫氧根，使平衡正向移動，有利于提高MnO42-轉化率；

(3)①電解K2MnO4溶液(綠色)的方法制造KMnO4，根據圖示，電解過程中A極為陽極，是K2MnO4發生氧化反應生成KMnO4，電極反應式為MnO42--e-=MnO4-；

②這種方法與上面的方法相比，其優點是無副產品，產率高，工藝簡便；

(4)兩次實驗中滴定20mL樣品試液消耗草酸標準溶液的體積分別為22.15mL和22.17mL，則滴定過程消耗草酸標準溶液的平均體積為=22.16mL，根據反應5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O，每20mL樣品試液中n(KMnO4)=n(H2C2O4)= ×22.16×10-3L×0.1 mol/L=8.846×10-4mol，則100mL樣品試液中n(KMnO4)=×8.846×10-4mol=4.432×10-3mol，則KMnO4晶體的純度為=(或%)。