Question

【題目】高錳酸鉀具有強氧化性，廣泛用于化工、醫藥、采礦、金屬治煉及環境保護領域等。KMnO4的制備是以二氧化錳(MnO2)為原料，在強堿性介質中被氧化生成墨綠色的錳酸鉀(K2MnO4)；然后在一定pH下K2MnO4歧化生成紫色KMnO4�；卮鹣铝袉栴}

(1)K2MnO4的制備

實驗步驟	現象或解釋
①稱取2.5 gKClO3固體和5.2gKOH固體置于鐵坩堝中，加熱熔融	不用瓷坩堝的原因是____________。
②分多次加入3gMnO2固體	不一次加入的原因是__________________。

(2)KMnO4的制備

趁熱向K2MnO4溶液中加入1 mol/L H3PO4溶液，直至K2MnO4全部歧化，判斷全部歧化的方法是用玻璃棒蘸取溶液于濾紙上，現象為_________________________。然后趁熱過濾，將濾液倒入蒸發皿中加熱到液面出現晶膜，充分冷卻后過濾，在80℃烘箱中干燥3h，不選用更高溫度的原因是_____________________________。

(3)產品分析

i.不同pH下產品中KMnO4含量

加入H3PO4體積／mL	溶液的pH	產品質量	KMnO4質量	KMnO4質量分數
10.50	12.48	2.35	2.05	87.23
12.50	11.45	2.45	2.18	88.98
14.50	10.89	2.18	1.87	85.78
16.50	10.32	2.28	1.75	76.75
18.50	9.44	2.09	1.48	70.81

從表格中數據分析，在歧化時選擇溶液的最佳pH是________________。

ii.利用H2C2O4標準溶液測定KMnO4的純度。測定步驟如下：

①溶液配制：稱取1.000g的KMnO4固體樣品，放入_____________中溶解，然后冷至室溫后全部轉移到100mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度線。

②滴定：移取25 mLKMnO4溶液于錐形瓶中，加少量硫酸酸化，用0.1400mol/L的H2C2O4標準溶液滴定，發生反應：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10C02＋8H2O，當溶液紫色褪色且半分鐘內不變色即為終點，平行滴定3次，H2C2O4溶液的平均用量為23.90mL，則樣品純度為_______________％(保留1位小數)。

Answer 1

【答案】瓷坩堝中的SiO2與KOH反應 使MnO2充分反應，提高其轉化率或者利用率 呈現紫色，而不是墨綠色 防止KMnO4受熱分解 11.45 燒杯 84.6%

【解析】

(1) ①瓷坩堝原料含有SiO2，是酸性氧化物，能和堿反應；

②分多次加入3gMnO2固體，可提高原料利用率；

(2) 根據“K2MnO4溶液顯綠色”可知，如果該歧化反應結束，則反應后的溶液不會顯示綠色；KMnO4在加熱條件下分解生成K2MnO4；

(3) i.分析表中數據選擇產品中KMnO4質量分數最高時對應溶液的pH；

ii.①溶液配制時固體溶解在燒杯中進行；

②滴定時消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4標準溶液，則參加反應的H2C2O4的物質的量為0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根據反應：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10CO2＋8H2O可知參加反應的KMnO4的物質的量為3.346×10-3mol×=1.3348×10-3mol，據此計算樣品純度。

(1) ①瓷坩堝原料含有SiO2，在高溫下，瓷坩堝可以和KOH發生反應SiO2+2KOHK2SiO3+H2O，腐蝕瓷坩堝，故不能使用瓷坩堝，而使用鐵坩堝；

②為使MnO2充分反應，提高其轉化率，加入MnO2時可分批加入，而不一次性加入；

(2) 由于K2MnO4溶液顯綠色，所以用玻璃棒蘸取三頸燒瓶內的溶液點在濾紙上，若濾紙上只有紫紅色痕跡，無綠色痕跡，表明反應已歧化完全；晶體烘干時應控制溫度不超過80℃，以防止KMnO4受熱分解；

(3) i.由表中數據可知，歧化時選擇溶液的pH為11.45時所得產品的質量最高，產品中KMnO4質量分數的最高，故控制溶液的最佳pH是11.45；

ii.①配制KMnO4溶液時，稱取的KMnO4固體樣品，應放入燒杯中溶解，然后冷至室溫后全部轉移到100mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度線；

②滴定時消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4標準溶液，則參加反應的H2C2O4的物質的量為0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根據反應：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10CO2＋8H2O可知參加反應的KMnO4的物質的量為3.346×10-3mol×=1.3348×10-3mol，則樣品純度=≈84.6%。