Question

【題目】高錳酸鉀是中學(xué)化學(xué)常用的強(qiáng)氧化劑，實(shí)驗(yàn)室中可通過以下反應(yīng)制得：

MnO2熔融氧化：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O

K2MnO4歧化：3K2MnO4＋2CO2＝2KMnO4＋MnO2↓＋2K2CO3

相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)見下表：

20℃	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
s(g/100g水)	111	33.7	11.1	6.34

已知K2MnO4溶液顯綠色，KMnO4溶液顯紫紅色。實(shí)驗(yàn)流程如下：

請(qǐng)回答：

（1）步驟①應(yīng)在 中熔化，并用鐵棒用力攪拌，以防結(jié)塊。

A．燒杯 B．蒸發(fā)皿 C．瓷坩堝 D．鐵坩堝

（2）①綜合相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及溶解度，步驟③中可以替代CO2的試劑是 。

A．二氧化硫 B．稀醋酸 C．稀鹽酸 D．稀硫酸

②當(dāng)溶液pH值達(dá)10～11時(shí)，停止通CO2；若CO2過多，造成的后果是 。

（3）烘干時(shí)，溫度控制在80℃為宜，理由是 。

（4）工業(yè)上采用電解K2MnO4水溶液的方法來生產(chǎn)KMnO4，其中隋性電極作陽極，鐵作陰極。請(qǐng)寫出陽極的電極反應(yīng)式 ,與原方法相比，電解法的優(yōu)勢(shì)為 。

（5）通過用草酸滴定KMnO4溶液的方法可測(cè)定KMnO4粗品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

①量取KMnO4溶液應(yīng)選用 （填“酸式”或“堿式”）滴定管；若量取KMnO4溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后未潤(rùn)洗，則最終測(cè)定結(jié)果將 （填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

②滴定過程中反應(yīng)的離子方程式為______。(已知：常溫下0.01 mol/L的H2C2O4溶液的pH為2.1)。

Answer 1

【答案】（1）D （2）①B ②CO2與K2CO3溶液反應(yīng)生成KHCO3，結(jié)晶時(shí)會(huì)同KMnO4一起結(jié)晶析出，產(chǎn)品純度降低 （3）溫度過高，產(chǎn)品受熱分解，溫度過低，烘干時(shí)間長(zhǎng)

（4）MnO42－-e-＝MnO4－ K2MnO4中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO4中，提高利用率

（5）①酸式； 偏小 ②2MnO4－+ 5H2C2O4 + 6H+ ＝ 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O

【解析】

試題分析：根據(jù)流程圖知，①中發(fā)生反應(yīng)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O，加入蒸餾水煮沸，過濾，濾液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4，然后向溶液中通入CO2并調(diào)節(jié)溶液的pH至10-11，KOH轉(zhuǎn)化為K2CO3，由于K2MnO4溶解度最小，過濾，得到K2MnO4固體，然后抽濾、洗滌烘干得到K2MnO4粗晶體；

（1）步驟①熔融固體需要在坩堝中進(jìn)行，且熔融的物質(zhì)和坩堝成分不反應(yīng)，由于KOH能和SiO2反應(yīng)，所以應(yīng)該用鐵坩堝熔融，答案選D；

（2）①結(jié)合物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及溶解度，步驟③中可以替代CO2的試劑應(yīng)具有酸性，且和錳酸鉀、高錳酸鉀都不反應(yīng)，稀鹽酸和二氧化錳都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，不能選，硫酸酸性太強(qiáng)，所以選醋酸，答案選B；

②當(dāng)溶液pH值達(dá)10～11時(shí)，停止通CO2；若CO2過多，二氧化碳和碳酸鉀反應(yīng)生成碳酸氫鉀，結(jié)晶時(shí)會(huì)同高錳酸鉀一起析出，產(chǎn)品純度降低；

（3）如果溫度過低，烘干時(shí)間過長(zhǎng)，如果溫度過高，會(huì)導(dǎo)致高錳酸鉀分解，產(chǎn)率降低；

（4）陽極是MnO42－失去電子轉(zhuǎn)化為MnO4－，則陽極的電極反應(yīng)式為MnO42－-e-＝MnO4－。根據(jù)電極反應(yīng)式可知與原方法相比，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，提高利用率。

（5）①高錳酸鉀溶液具有酸性，應(yīng)用酸式滴定管量取；若該滴定管用蒸餾水洗凈后未潤(rùn)洗，會(huì)稀釋溶液濃度，則最終測(cè)定結(jié)果將偏小。

②常溫下0.01 mol/L的H2C2O4溶液的pH為2.1，這說明草酸是二元弱酸，則滴定過程中反應(yīng)的離子方程式為2MnO4－+ 5H2C2O4 + 6H+ ＝ 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O。