Question

由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
熔融氧化3MnO₂+KClO₃+6KOH

熔融  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
相关物质的溶解度（293K）见下表：

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

（1）在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和

 

．（填字母）
a．表面皿     b．蒸发皿     c．铁坩埚     d．泥三角
（2）加酸时不宜用硫酸的原因是

 

；不宜用盐酸的原因是

 

．
（3）采用电解法也可以实现K₂MnO₄的转化，2K₂MnO₄+2H₂O

通电  .

2KMnO₄+2KOH+H₂↑．与原方法相比，电解法的优势为

 

．
（4）草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：
Ⅰ称取0.80g 左右的高锰酸钾产品，配成50mL溶液．
Ⅱ准确称取0.2014g左右已烘干的Na₂C₂O₄，置于锥形瓶中，加入少量蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化．
Ⅲ将瓶中溶液加热到75～80℃，趁热用Ⅰ中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点．记录消耗高锰酸钾溶液的体积，计算得出产品纯度．
①滴定过程中反应的离子方程式为

 

．
②达到滴定终点的标志为

 

．
③加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，会导致测得产品纯度

 

．（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
④将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合，测得反应液中Mn²⁺的浓度随反应时间t的变化如图，其原因可能为

 

．

Answer 1

考点：中和滴定,盐类水解的应用,电解原理,碱金属的性质

专题：计算题,实验设计题

分析：（1）熔融固体物质需要再坩埚内加热，加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚、铁棒、坩埚钳、泥三角、酒精灯；
（2）根据表中数据可知，K₂SO₄溶解度小，加硫酸时会生成K₂SO₄，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）与原方法相比，电解法的优势为K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）①根据高锰酸钾与草酸钠发生氧化还原反应书写反应的离子方程式；
②滴定终点，溶液颜色变化，且半分钟内颜色不变；
③加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，消耗高锰酸钾溶液的体积减少，会导致测得产品纯度偏高；
④反应中Mn²⁺浓度发生显著变化，应是反应生成的Mn²⁺对反应有催化作用，且c（Mn²⁺）浓度大催化效果更好，

解答： 解：（1）熔融固体物质需要再坩埚内加热，加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚、铁棒、坩埚钳、泥三角、酒精灯，故答案为：c d；
（2）根据表中数据可知，K₂SO₄溶解度小，加硫酸时会生成K₂SO₄，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量，
故不宜用盐酸，故答案为：生成K₂SO₄溶解度小，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）与原方法相比，电解法的优势为K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，提高利用率，故答案为：K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）①高锰酸钾与草酸钠发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②滴定终点，溶液颜色变化，且半分钟内颜色不变，该反应中当最后一滴KMnO₄溶液滴入后，溶液由无色变为红色，
故答案为：当最后一滴KMnO₄溶液滴入后，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色；
③加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，消耗高锰酸钾溶液的体积减少，会导致测得产品纯度偏高，故答案为：偏高；
④反应中Mn²⁺浓度发生显著变化，应是反应生成的Mn²⁺对反应有催化作用，且c（Mn²⁺）浓度大催化效果更好，
故答案为：生成的Mn²⁺作催化剂，随着Mn²⁺浓度增加，反应速率越来越快．

点评：本题考查氧化还原反应离子方程式的书写、氧化还原反应滴定等，难度中等，注意把握实验的原理，需要学生具备一定的理论分析能力和计算解决问题的能力．