Question

4．由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
Ⅰ．熔融氧化    3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
Ⅱ．加酸歧化法3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
或电解法      2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑
（1）在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和cd（填字母）．
a．蒸发皿          b．瓷坩埚          c．铁坩埚          d．泥三角
（2）加酸时不宜用盐酸的原因是盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）写出采用电解法时的阳极反应式MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；与加酸歧化相比，电解法的明显优势为K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：
①称取0.80g 左右的高锰酸钾产品，配成100mL溶液．
②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．
③将瓶中溶液加热到75～80℃，趁热用①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．滴定过程中反应的离子方程式为2MnO₄^-+5C₂O₄²-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；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，其原因可能为生成的Mn²⁺作催化剂，随着Mn²⁺浓度增加，反应速率越来越快；加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，会导致测得产品纯度偏高．（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．

Answer 1

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）盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）阳极是锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，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）③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；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，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；

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）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：盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）采用电解法时的阳极反应式，是锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应：MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；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：MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）③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，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，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：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；生成的Mn²⁺作催化剂，随着Mn²⁺浓度增加，反应速率越来越快；偏高．

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．