Question

【題目】高錳酸鉀是中學化學常用的強氧化劑，實驗室中可通過以下反應制得：

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

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

相關物質的溶解度數據見下表：

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。實驗流程如下：

請回答：

（1）步驟①應在 中熔化，并用鐵棒用力攪拌，以防結塊。

A．燒杯 B．蒸發皿 C．瓷坩堝 D．鐵坩堝

（2）①綜合相關物質的化學性質及溶解度，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當溶液pH值達10～11時，停止通CO2；若CO2過多，造成的后果是 。

（3）烘干時，溫度控制在80℃為宜，理由是 。

（4）工業上采用電解K2MnO4水溶液的方法來生產KMnO4，其中隋性電極作陽極，鐵作陰極。請寫出陽極的電極反應式 ,與原方法相比，電解法的優勢為 。

（5）通過用草酸滴定KMnO4溶液的方法可測定KMnO4粗品的純度（質量分數）。

①量取KMnO4溶液應選用 （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洗，則最終測定結果將 （填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

②滴定過程中反應的離子方程式為______。(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溶液反應生成KHCO3，結晶時會同KMnO4一起結晶析出，產品純度降低 （3）溫度過高，產品受熱分解，溫度過低，烘干時間長

（4）MnO42－-e-＝MnO4－ K2MnO4中的錳元素可以完全轉化到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：根據流程圖知，①中發生反應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并調節溶液的pH至10-11，KOH轉化為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行，且熔融的物質和坩堝成分不反應，由于KOH能和SiO2反應，所以應該用鐵坩堝熔融，答案選D；

（2）①結合物質的化學性質及溶解度，步驟③中可以替代CO2的試劑應具有酸性，且和錳酸鉀、高錳酸鉀都不反應，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，所以選醋酸，答案選B；

②當溶液pH值達10～11時，停止通CO2；若CO2過多，二氧化碳和碳酸鉀反應生成碳酸氫鉀，結晶時會同高錳酸鉀一起析出，產品純度降低；

（3）如果溫度過低，烘干時間過長，如果溫度過高，會導致高錳酸鉀分解，產率降低；

（4）陽極是MnO42－失去電子轉化為MnO4－，則陽極的電極反應式為MnO42－-e-＝MnO4－。根據電極反應式可知與原方法相比，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。

（5）①高錳酸鉀溶液具有酸性，應用酸式滴定管量取；若該滴定管用蒸餾水洗凈后未潤洗，會稀釋溶液濃度，則最終測定結果將偏小。

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，則滴定過程中反應的離子方程式為2MnO4－+ 5H2C2O4 + 6H+ ＝ 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O。