Question

【题目】下列为某学生在实验室中制备高锰酸钾晶体的流程图。

根据上图回答下列问题：

（1）操作①和②均需在坩埚中进行，根据实验实际应选择坩埚为_____(填字母)；

a.石英坩埚 b.氧化铝坩埚 c.铁坩埚

（2）已知：3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH-。操作④中通CO2调pH=10~11，其目的是_____；

（3）得到墨绿色溶液后，也可用如图所示方法制备KMnO4，电极均为铂电极。

①A极上的电极反应式为_____；

②这种方法与上面的方法相比，其优点是_____；

（4）实验室中，可用0.10mol/L，草酸作标准溶液，利用下述反应，测定所得KMnO4晶体的纯度。5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O

取agKMnO4晶体样品配制成100mL溶液。每次取20.00mL于锥形瓶中进行滴定实验两次。两次实验所用草酸标准溶液的体积分别为22.15mL和22.17mL，由此求得KMnO4晶体的纯度为_______。

Answer 1

【答案】c 有利于平衡向右进行，提高MnO42-转化率 MnO42--e-=MnO4- 无副产品，产率高，工艺简便 或%

【解析】

在碱性条件下氯酸钾与二氧化锰加热熔融发生氧化还原反应，二氧化锰被氧化成锰酸钾，对生成物加强热形成熔融混合物，冷却研磨后溶于水得墨绿色K2MnO4溶液，K2MnO4溶液中加入氢氧化钾溶液再调节PH值为10～11，使MnO42-发生歧化反应，生成MnO4-和MnO2，趁热过滤除去二氧化锰，得高锰酸钾溶液，冷却结晶得高锰酸钾晶体，据此分析解答。

(1)操作①和②中均有强碱性物质加热，所以不能用含有与碱反应的成份的坩埚，石英(二氧化硅)和氧化铝都可与强碱反应，铁不与强碱反应，故答案选c；

(2)已知：3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH-。操作④是使MnO42-发生歧化反应，生成MnO4-和MnO2，通CO2可消耗氢氧根，使平衡正向移动，有利于提高MnO42-转化率；

(3)①电解K2MnO4溶液(绿色)的方法制造KMnO4，根据图示，电解过程中A极为阳极，是K2MnO4发生氧化反应生成KMnO4，电极反应式为MnO42--e-=MnO4-；

②这种方法与上面的方法相比，其优点是无副产品，产率高，工艺简便；

(4)两次实验中滴定20mL样品试液消耗草酸标准溶液的体积分别为22.15mL和22.17mL，则滴定过程消耗草酸标准溶液的平均体积为=22.16mL，根据反应5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O，每20mL样品试液中n(KMnO4)=n(H2C2O4)= ×22.16×10-3L×0.1 mol/L=8.846×10-4mol，则100mL样品试液中n(KMnO4)=×8.846×10-4mol=4.432×10-3mol，则KMnO4晶体的纯度为=(或%)。