Question

【題目】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

已知相關物質的溶解度（20℃）

物質	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度g/100g	111	33.7	11.1	6.34

完成下列填空：

（1）在實驗室進行“熔融氧化”操作時，應選用鐵棒、坩堝鉗和______________。（填序號）

a．瓷坩堝 b．蒸發皿 c．鐵坩堝 d．泥三角

（2）在“加酸岐化”時不宜用硫酸的原因是__________；不宜用鹽酸的原因是____________。反應之后得到高錳酸鉀的步驟是：過濾、蒸發結晶、趁熱過濾。該步驟能夠得到高錳酸鉀的原理是____________。

（3）采用電解法也可實現K2MnO4的轉化，2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。與原方法相比，電解法的優勢為_________________。

（4）草酸鈉滴定法測定高錳酸鉀的質量分數步驟如下：

已知涉及到的反應：

Na2C2O4+H2SO4=H2C2O4(草酸)+Na2SO4 ，

5H2C2O4+ 2MnO4—+6H+=2Mn2++10CO2↑+ 8H2O

Na2C2O4的式量：134 KMnO4的式量：158）

Ⅰ.稱取0.80 g 的高錳酸鉀產品，配成50mL溶液。

Ⅱ.稱取0.2014 gNa2C2O4，置于錐形瓶中，加入蒸餾水使其溶解，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。消耗高錳酸鉀溶液8.48mL。

a.判斷達到滴定終點的標志是____________________________。

b.樣品中高錳酸鉀的質量分數為______________（保留3位小數）。

c.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”）

d.將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合，測得反應溶液中Mn2+的濃度隨反應時間t的變化如圖，其原因可能為_______________。

Answer 1

【答案】c、d 會生成硫酸鉀，硫酸鉀的溶解度小，不易除去 KMnO4能氧化鹽酸 KMnO4和K2CO3的溶解度不同 原子利用率高 無色變為紫色且半分鐘不褪色 0.700 偏高 Mn2+可能是該反應的催化劑，隨著Mn2+的產生，反應速率大大加快

【解析】

(1)熔融固體物質需要再坩堝內加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應用鐵坩堝、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈；

(2)根據表中數據可知，K2SO4溶解度小，加硫酸時會生成K2SO4，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；高錳酸鉀與碳酸鉀的溶解度相差較大，趁熱過濾，可除去碳酸鉀雜質；

(3)電解法的優勢為K2MnO4中的錳元素可以完全轉化到KMnO4中；

(4) a.滴定終點，溶液顏色發生變化，且半分鐘內顏色不變；

b.根據反應Na2C2O4+H2SO4→H2C2O4(草酸)+Na2SO45H2C2O4+2MnO4-+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O找出關系式，然后結合題中數據計算；

c.加熱溫度大于90℃，部分草酸發生分解，消耗高錳酸鉀溶液的體積減少；

d.反應中Mn2+濃度發生顯著變化，應是反應生成的Mn2+對反應有催化作用。

(1)熔融固體物質需要再坩堝內加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應用鐵坩堝、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈，故答案為：c、d；

(2)根據表中數據可知，K2SO4溶解度小，加硫酸時會生成K2SO4，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，故不宜用鹽酸，高錳酸鉀與碳酸鉀的溶解度相差較大，趁熱過濾，可除去碳酸鉀雜質，故答案為：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；KMnO4和K2CO3的溶解度不同；

(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，提高了錳元素的利用率，故答案為：K2MnO4中的錳元素可以完全轉化到KMnO4中，原子利用率高；

(4)a.滴定終點時的現象為：當最后一滴KMnO4溶液滴入后，溶液由無色變為紅色，且半分鐘不褪色，故答案為：無色變為紫色且半分鐘不褪色；

b.根據反應Na2C2O4+H2SO4→H2C2O4(草酸)+Na2SO45H2C2O4+2MnO4-+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O可得關系式：5Na2C2O42KMnO4，設配制的8.48mL配制的樣品溶液中含有高錳酸鉀的質量為x，則：

5Na2C2O42KMnO4，

134×52×158

0.2014gx

x==0.0950g， 50mL該樣品溶液中含有高錳酸鉀的質量為：L=0.560g，則樣品中高錳酸鉀的質量分數為： =0.700g，故答案為：0.700；

c.加熱溫度大于90℃，部分草酸發生分解，消耗高錳酸鉀溶液的體積減少，會導致測得產品純度偏高，故答案為：偏高；

d.反應中Mn2+濃度發生顯著變化，應是反應生成的Mn2+對反應有催化作用，且c(Mn2+)濃度大催化效果更好，故答案為：Mn2+可能是該反應的催化劑，隨著Mn2+的產生，反應速率大大加快。