Question

【题目】高锰酸钾是中学化学常用的强氧化剂，实验室中可通过以下反应制得：

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

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

相关物质的溶解度数据见下表：

20℃	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
s(g/100g水)	111	33.7	11.1	6.34

已知K2MnO4溶液显绿色，KMnO4溶液显紫红色。实验流程如下：

请回答：

（1）步骤①应在 中熔化，并用铁棒用力搅拌，以防结块。

A．烧杯 B．蒸发皿 C．瓷坩埚 D．铁坩埚

（2）①综合相关物质的化学性质及溶解度，步骤③中可以替代CO2的试剂是 。

A．二氧化硫 B．稀醋酸 C．稀盐酸 D．稀硫酸

②当溶液pH值达10～11时，停止通CO2；若CO2过多，造成的后果是 。

（3）烘干时，温度控制在80℃为宜，理由是 。

（4）工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中隋性电极作阳极，铁作阴极。请写出阳极的电极反应式 ,与原方法相比，电解法的优势为 。

（5）通过用草酸滴定KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度（质量分数）。

①量取KMnO4溶液应选用 （填“酸式”或“碱式”）滴定管；若量取KMnO4溶液的滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，则最终测定结果将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

②滴定过程中反应的离子方程式为______。(已知：常温下0.01 mol/L的H2C2O4溶液的pH为2.1)。

Answer 1

【答案】（1）D （2）①B ②CO2与K2CO3溶液反应生成KHCO3，结晶时会同KMnO4一起结晶析出，产品纯度降低 （3）温度过高，产品受热分解，温度过低，烘干时间长

（4）MnO42－-e-＝MnO4－ K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中，提高利用率

（5）①酸式； 偏小 ②2MnO4－+ 5H2C2O4 + 6H+ ＝ 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O

【解析】

试题分析：根据流程图知，①中发生反应3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O，加入蒸馏水煮沸，过滤，滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4，然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10-11，KOH转化为K2CO3，由于K2MnO4溶解度最小，过滤，得到K2MnO4固体，然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体；

（1）步骤①熔融固体需要在坩埚中进行，且熔融的物质和坩埚成分不反应，由于KOH能和SiO2反应，所以应该用铁坩埚熔融，答案选D；

（2）①结合物质的化学性质及溶解度，步骤③中可以替代CO2的试剂应具有酸性，且和锰酸钾、高锰酸钾都不反应，稀盐酸和二氧化锰都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能选，硫酸酸性太强，所以选醋酸，答案选B；

②当溶液pH值达10～11时，停止通CO2；若CO2过多，二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾，结晶时会同高锰酸钾一起析出，产品纯度降低；

（3）如果温度过低，烘干时间过长，如果温度过高，会导致高锰酸钾分解，产率降低；

（4）阳极是MnO42－失去电子转化为MnO4－，则阳极的电极反应式为MnO42－-e-＝MnO4－。根据电极反应式可知与原方法相比，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。

（5）①高锰酸钾溶液具有酸性，应用酸式滴定管量取；若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，会稀释溶液浓度，则最终测定结果将偏小。

②常温下0.01 mol/L的H2C2O4溶液的pH为2.1，这说明草酸是二元弱酸，则滴定过程中反应的离子方程式为2MnO4－+ 5H2C2O4 + 6H+ ＝ 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O。