题目内容
(19分)高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是实验室中模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程图。
(1)操作Ⅰ的名称为 ;操作Ⅲ的名称为 。
(2)反应②的化学方程式为 。工业上用上述原理生产KMnO4方法产率较低,较好的制备方法是电解法。用Pt作阳极,Fe作阴极,K2MnO4为电解液,阳极的电极反应式为 。
(3)KMnO4是一种较稳定的化合物,但日光对KMnO4溶液的分解有催化作用,生成MnO2、KOH和O2。而 MnO2也是该分解反应的一种催化剂,请你设计一个实验方案,验证MnO2对该分解反应具有催化性: 。
(4)KMnO4在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学中。
例如:2KMnO4+3H2SO4+5Na2SO35Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+3H2O。某同学用KMnO4测定实验室长期存放的Na2SO3固体的纯度。现欲准确称取6.3 g Na2SO3固体样品,配成500 mL溶液。取25.00 mL上述溶液放入锥形瓶中,用0.01000 mol/L 的酸性KMnO4溶液进行滴定。滴定结果如下表所示:
滴定次数[来源:][来源:Z&xx&k.Com] |
待测溶液的体积/mL[来源:学#科#网Z#X#X#K] |
标准溶液的体积[来源:] |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
25.00 mL |
0.02 |
24.01 |
2 |
25.00 mL |
0.70 |
24.71 |
3 |
25.00 mL |
0.20 |
24.20 |
①配制500 mLNa2SO3溶液时,必须用到的实验仪器有:烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙和 、 。
②判断滴定终点的依据是 。
③下列操作会导致测定结果偏高的是
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶未干燥
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡
D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
④用上述实验数据,计算Na2SO3的纯度为 。
(1)过滤 (1分)重结晶 (1分)
(2)3K2MnO4 + 2 CO2 =2 KMnO4 + 2K2CO3 + MnO2↓ (3分)
MnO42- ―e - = MnO4-(2分)
(3)取二份等体积、等浓度的KMnO4溶液,在同样条件下,只在其中一份加入少量MnO2,观察溶液紫红色褪去的快慢。(其他合理答案也可) (2分)
(4)500 mL容量瓶(1分)托盘天平 (1分)
②锥形瓶溶液从无色变为浅红色,且半分钟内不褪去(2分)
③AC (3分)只选1个得1分 ④24.0 %(3分)
【解析】
高锰酸钾是一种重要的化学试剂,其溶液不很稳定,在酸性条件下会分解生成二氧化锰和氧气,在中性或弱碱性溶液中分解速度很慢,见光分解速度加快。
(1)酸性条件下高锰酸钾溶液分解的离子方程式 。
(2)请配平高锰酸钾溶液与草酸钠Na2C2O4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:
______MnO4— +______C2O42—+______H+=______Mn2++______CO2↑+____________
(3)某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程,将高锰酸钾溶液逐滴地滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中(温度相同,并不断振荡时),记录的现象如下表:
滴入高锰酸钾溶液的次序(每滴溶液的体积相同) |
高锰酸钾溶液紫色褪去的时间 |
先滴入第1滴 |
1min |
褪色后再滴入第2滴 |
15s |
褪色后再滴入第3滴 |
3s |
褪色后再滴入第4滴 |
1s |
请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因 。
(4)该学习小组在获取了上述经验和结论以后,用稳定的物质草酸钠Na2C2O4(相对分子质量134.0)来标定高锰酸钾溶液的浓度。他们准确称取1.340g纯净的草酸钠配成250mL溶液,每次准确量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定。
①高锰酸钾溶液应装在 (填下图中的仪器编号)。
②为了防止高锰酸钾在酸性条件下分解而造成误差,滴定时应注意的是 。
③若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测KMnO4浓度偏低的是 。
A.未润洗盛放KMnO4的滴定管
B.滴定前尖嘴部分无气泡,滴定终点时出现气泡
C.定容时,俯视刻度线
D.锥形瓶用水洗之后未用待测液润洗
④当溶液呈微红色且半分钟内不褪色,消耗KMnO4溶液20.00mL(多次测定的平均值),则KMnO4溶液的浓度为 。
a. 乙醇 b. Na2SO3溶液 c. 环己烯 d. 苯 e. FeSO4溶液
②将用稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液滴入盛有足量草酸溶液的试管中,振荡后,观察到的现象是______________。已知1mol草酸参加反应时转移的电子数是2×6.02×1023,锰元素在生成物中的化合价为+2。请写出此反应的化学方程式_____________________。