Question

【題目】某同學利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的裝置如下圖所示(夾持裝置略)：

已知：錳酸鉀(K2MnO4)在濃強堿溶液中可穩定存在，堿性減弱時易發生反應：

回答下列問題：

(1)裝置A中a的作用是______________；裝置C中的試劑為________________；裝置A中制備Cl2的化學方程為______________。

(2)上述裝置存在一處缺陷，會導致KMnO4產率降低，改進的方法是________________。

(3)KMnO4常作氧化還原滴定的氧化劑，滴定時應將KMnO4溶液加入___________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中；在規格為50.00mL的滴定管中，若KMnO4溶液起始讀數為15.00mL，此時滴定管中KMnO4溶液的實際體積為______________(填標號)。

A.15.00 mL B.35.00mL C.大于35.00mL D.小于15.00m1

(4)某FeC2O4﹒2H2O樣品中可能含有的雜質為Fe2(C2O4)3、H2C2O4﹒2H2O，采用KMnO4滴定法測定該樣品的組成，實驗步驟如下:

Ⅰ.取mg樣品于錐形瓶中，加入稀H2SO4溶解，水浴加熱至75℃。用 c mol﹒L-1的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現粉紅色且30s內不褪色，消耗KMnO4溶液V1mL。

Ⅱ.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3+完全還原為Fe2+，加入稀H2SO4酸化后，在75℃繼續用KMnO4溶液滴定至溶液出現粉紅色且30s內不褪色，又消耗KMnO4溶液V2mL。

樣品中所含的質量分數表達式為_________________。

下列關于樣品組成分析的說法，正確的是__________(填標號)。

A.時，樣品中一定不含雜質

B.越大，樣品中含量一定越高

C.若步驟I中滴入KMnO4溶液不足，則測得樣品中Fe元素含量偏低

D.若所用KMnO4溶液實際濃度偏低，則測得樣品中Fe元素含量偏高

Answer 1

【答案】平衡氣壓，使濃鹽酸順利滴下； NaOH溶液 在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶 酸式 C BD

【解析】

漂白粉的有效成分Ca(ClO)2具有強氧化性，和濃鹽酸在A中發生歸中反應產生Cl2，Cl2和K2MnO4在B中反應產生KMnO4，反應不完的Cl2用C吸收，據此解答。

(1)裝置A為恒壓分液漏斗，它的作用是平衡氣壓，使濃鹽酸順利滴下，C的作用是吸收反應不完的Cl2，可用NaOH溶液吸收，Ca(ClO)2和濃鹽酸在A中發生歸中反應產生Cl2，反應的化學方程式為Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O，故答案為：平衡氣壓，使濃鹽酸順利滴下；NaOH溶液；Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O；

(2)錳酸鉀在濃強堿溶液中可穩定存在，堿性減弱時易發生3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2↓+4OH-，一部分MnO42-轉化為了MnO2，導致最終KMnO4的產率低，而濃鹽酸易揮發，直接導致B中NaOH溶液的濃度減小，故改進措施是在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶吸收揮發出來的HCl，故答案為：在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶；

(3)高錳酸鉀有強氧化性，強氧化性溶液加入酸式滴定管，滴定管的“0”刻度在上，規格為50.00mL的滴定管中實際的體積大于(50.00-15.00)mL，即大于35.00mL，故答案為：酸式；C；

(4)設FeC2O4·2H2O的物質的量為xmol，Fe2(C2O4)3的物質的量為ymol，H2C2O4·2H2O的物質的量為zmol，步驟I中草酸根和Fe2+均被氧化，結合得失電子守恒有：2KMnO4~5H2C2O4(C2O42-)，KMnO4~5Fe2+，所以，步驟II中Fe2+被氧化，由KMnO4~5Fe2+可知，，聯立二個方程解得：z=2.5(cV1-3V2)×10-3，所以H2C2O4·2H2O的質量分數==。關于樣品組成分析如下：

A．時，H2C2O4·2H2O的質量分數==0，樣品中不含H2C2O4·2H2O，由和可知，y≠0，樣品中含Fe2(C2O4)3雜質，A錯誤；

B．越大，由H2C2O4·2H2O的質量分數表達式可知，其含量一定越大，B正確；

C．Fe元素的物質的量=，若步驟I中KMnO4溶液不足，則步驟I中有一部分Fe2+沒有被氧化，不影響V2的大小，則不變，則對于測得Fe元素的含量無影響，C錯誤；

D．結合C可知：若KMnO4溶液濃度偏低，則消耗KMnO4溶液的體積V1、V2均偏大，Fe元素的物質的量偏大，則測得樣品中Fe元素含量偏高，D正確；

故答案為：；BD。