Question

【題目】某同學用軟錳礦（主要含MnO2，還含有少了SiO2、Al2O3 、Fe2O3等雜質）模擬工業制高錳酸鉀流程如下。試回答下列問題。

（1）配平焙燒時MnO2參與的化學反應:□MnO2+□_____+□O2 □K2MnO4+□H2O；第二次通入過量CO2時發生反應的離子方程式為：______________________。

（2）濾渣I、II的成分中能與NaOH 反應的是__________________ (填化學式)。產生濾渣II時不能用稀鹽酸代替CO2,因為______________________。

（3）將濾液Ⅲ進行一系列操作可得到KMnO4晶體。由下圖可知，從濾液Ⅲ得到KMnO4需經過____、____洗滌等操作。

（4）用重結晶提純的產品配制成0.10mol·L-1 的酸性KMnO4溶液來測定某草酸樣品的純度(雜質不參與反應，草酸為弱酸，分子式H2C2O4)。

①試給出反應的離子方程式:_______________________。

②若某測定大致共需要230毫升酸性KMnO4溶液，配制時所需玻璃儀器為:___、___燒杯、膠頭滴管等。

③取草酸樣品5 克，配成100mL溶液，取20mL于適當容器中，用前述所配酸性KMnO4溶液滴定，至反應結束消耗KMnO4溶液20mL,則樣品的純度為: ___________。

Answer 1

【答案】 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2+2MnO4-+4HCO3- H2SiO3、Al(OH)3 鹽酸會溶解Al(OH)3，使Al3+進入濾液產生雜質 蒸發結晶 趁熱過濾 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O 250mL容量瓶 玻璃棒 45%

【解析】在加熱以及空氣的作用下二氧化錳與氫氧化鉀反應生成錳酸鉀和，二氧化硅、氧化鋁也均與氫氧化鉀反應生成偏鋁酸鉀和硅酸鉀，氧化鐵不反應，所得固體物質用水溶解后得到濾渣Ⅰ是氧化鐵；濾液Ⅰ中通入二氧化碳生成氫氧化鋁和硅酸沉淀，即濾渣Ⅱ是氫氧化鋁和硅酸；濾液Ⅱ中通入二氧化碳后錳酸鉀發生自身的氧化還原反應生成二氧化錳和高錳酸鉀，則

（1）反應中Mn元素從+4價升高到+6價，失去2個電子，1分子氧氣得到4個電子，根據電子得失守恒以及原子守恒可知配平后的方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；根據以上分析可知第二次通入過量CO2時發生反應的離子方程式為3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2+2MnO4-+4HCO3-。（2）濾渣I、II的成分中能與NaOH反應的是H2SiO3、Al(OH)3。由于鹽酸是強酸，會溶解Al(OH)3，使Al3+進入濾液產生雜質，因此產生濾渣II時不能用稀鹽酸代替CO2。（3）由下圖可知碳酸氫鉀的溶解度受溫度影響大于高錳酸鉀，所以從濾液Ⅲ得到KMnO4需經過蒸發結晶、趁熱過濾、洗滌等操作。（4）①反應中Mn元素化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，碳元素化合價從+3價升高到+4價，失去1個電子，所以根據電子得失守恒、原子守恒以及電荷守恒可知反應的離子方程式為2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。②沒有230mL容量瓶，則配制時所需玻璃儀器為250mL容量瓶、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管等。③消耗高錳酸鉀是0.002mol，根據方程式可知參加反應的草酸是0.005mol，因此樣品的純度為。