Question

由軟錳礦制備高錳酸鉀的主要反應如下：
熔融氧化  3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化  3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
相關物質的溶解度（293K）見下表：

	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度/g	111	33.7	11.1	6.34

（1）在實驗室進行“熔融氧化”操作時，應選用鐵棒、坩堝鉗和   。（填字母）
a．表面皿     b．蒸發皿     c．鐵坩堝     d．泥三角
（2）加酸時不宜用硫酸的原因是   ；不宜用鹽酸的原因是   。
（3）采用電解法也可以實現K₂MnO₄的轉化，2K₂MnO₄+2H₂O2KMnO₄+2KOH+H₂↑。與原方法相比，電解法的優勢為   。
（4）草酸鈉滴定法分析高錳酸鉀純度步驟如下：
Ⅰ 稱取0.80 g左右的高錳酸鉀產品，配成50 mL溶液。
Ⅱ 準確稱取0.2014 g左右已烘干的Na₂C₂O₄，置于錐形瓶中，加入少量蒸餾水使其溶解，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。記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積，計算得出產品純度。
①滴定過程中反應的離子方程式為   。
②達到滴定終點的標志為   。
③加熱溫度大于90℃，部分草酸發生分解，會導致測得產品純度   。（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）     
④將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合，測得反應液中Mn²⁺的濃度隨反應時間t的變化如圖，其原因可能為   。

Answer 1

（1）c d（2）生成K₂SO₄溶解度小，會降低產品的純度。鹽酸具有還原性，會被氧化，降低產品的量。（3）K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉化到KMnO₄中，提高利用率。（4）①2MnO₄^―+5C₂O₄^2­―+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 或MnO₄^―+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O②錐形瓶中溶液突變為淺紅色且半分鐘內不褪色。③偏高（1分）④生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應速率越來越快。

試題分析：（1）進行“熔融氧化”操作時，應選用鐵棒、坩堝鉗和 c．鐵坩堝和d．泥三角。（2）根據表中的數據K₂CO₃的溶解度是K₂SO₄的10倍，加酸時生成K₂SO₄溶解度小，不利于平衡右移，會降低產品的純度。另外鹽酸具有還原性，會被高錳酸鉀氧化，降低產品的量。（3）與原方法相比，電解法的優勢為K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉化到KMnO₄中，提高利用率。①C₂O₄^2­―有還原性被高錳酸鉀氧化為二氧化碳，在酸性溶液中高錳酸鉀的還原產物是二價錳離子，滴定過程中反應的離子方程式為①2MnO₄^―+5C₂O₄^2­―+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 或MnO₄^―+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。②由于高錳酸根是紫色溶液，可以通過本身顏色的變化做為終點判斷，錐形瓶中一開始是無色溶液，達到滴定終點的標志為錐形瓶中溶液突變為淺紅色且半分鐘內不褪色。③由于草酸發生了分解，濃度自然減小，測定中用量肯定會增多，計算出高錳酸鉀的量增大，會導致測得產品純度偏高。④從圖像中可以看出錳離子的濃度到后來增加程度較大，其原因可能為生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應速率越來越快。