【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(zhì)的溶解度(20℃

物質(zhì)

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(fā)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(fā)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(xiàn)K2MnO4的轉(zhuǎn)化,2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2。與原方法相比,電解法的優(yōu)勢為_________________。

4)草酸鈉滴定法測定高錳酸鉀的質(zhì)量分數(shù)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(chǎn)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7580℃,趁熱用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(zhì)量分數(shù)為______________(保留3位小數(shù))。

c.加熱溫度大于90℃,部分草酸發(fā)生分解,會導致測得產(chǎn)品純度__________。(填偏高、偏低無影響

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_______________

【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 KMnO4K2CO3的溶解度不同 原子利用率高 無色變?yōu)樽仙野敕昼姴煌噬?/span> 0.700 偏高 Mn2+可能是該反應的催化劑,隨著Mn2+的產(chǎn)生,反應速率大大加快

【解析】

(1)熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)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(jù)表中數(shù)據(jù)可知,K2SO4溶解度小,加硫酸時會生成K2SO4,會降低產(chǎn)品的純度;鹽酸具有還原性,會被氧化,降低產(chǎn)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(zhì);

(3)電解法的優(yōu)勢為K2MnO4中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO4中;

(4) a.滴定終點,溶液顏色發(fā)生變化,且半分鐘內(nèi)顏色不變;

b.根據(jù)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(shù)據(jù)計算;

c.加熱溫度大于90℃,部分草酸發(fā)生分解,消耗高錳酸鉀溶液的體積減少;

d.反應中Mn2+濃度發(fā)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(zhì)需要再坩堝內(nèi)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:cd;

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,K2SO4溶解度小,加硫酸時會生成K2SO4,會降低產(chǎn)品的純度;鹽酸具有還原性,會被氧化,降低產(chǎn)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(zhì),故答案為:生成K2SO4溶解度小,會降低產(chǎn)品的純度;鹽酸具有還原性,會被氧化,降低產(chǎn)品的量;KMnO4K2CO3的溶解度不同;

(3)與原方法相比,電解法的優(yōu)勢為K2MnO4中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化到KMnO4中,原子利用率高;

(4)a.滴定終點時的現(xiàn)象為:當最后一滴KMnO4溶液滴入后,溶液由無色變?yōu)榧t色,且半分鐘不褪色,故答案為:無色變?yōu)樽仙野敕昼姴煌噬?/span>

b.根據(jù)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(zhì)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(zhì)量為:L=0.560g,則樣品中高錳酸鉀的質(zhì)量分數(shù)為: =0.700g,故答案為:0.700;

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

d.反應中Mn2+濃度發(fā)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(chǎn)生,反應速率大大加快。

練習冊系列答案
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