Question

(12分) 实验室可由软锰矿(主要成分为 MnO₂)制备 KMnO₄，方法如下：软锰矿与过量固体 KOH 和KClO₃ 在高温下反应，生成锰酸钾(K₂MnO₄)和 KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和 KMnO₄；滤去MnO₂沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO₄请回答：

（1）软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是                                  。

（2）K₂MnO₄制备KMnO₄的离子方程式是                                  。

（3）配平氧化还原反应方程式：

＿＿ C₂O₄^2-+＿＿MnO₄^-+＿＿H⁺＝＿＿CO₂+＿＿Mn²⁺+＿＿H₂O

（4）称取6.0 g含H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的试样，加水溶解，配成250mL溶液。量取两份此溶液各25.00 mL，分别置于两个锥形瓶中。

①第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25 mol·L^－1NaOH溶液至20.00 mL时，溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H^＋的物质的量为＿＿＿mol。

②第二份溶液中滴加0.10 mol·L^－1的酸性高锰酸钾溶液至16.00 mL时反应完全，此时溶液颜色由＿＿变为＿＿。该溶液中还原剂的物质的量为＿＿＿mol。

③原试样中H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数为＿＿＿＿＿。

 

Answer 1

（1）3MnO₂+6KOH+KClO₃=3K₂MnO₄+KCl+3H₂O（2分）

（2）3MnO₄^2-+4H⁺=MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O（2分）

（3）5  2   16  10  2   8（2分）

（4）①0.005(1分)  ②无色(1分)  紫红色(1分)  0.004 (1分)③21％ (2分)

解析:（1）根据所给的主要反应物和主要产物可写出该反应的方程式。

（2）滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和 KMnO₄，说明是K₂MnO₄自身的氧化还原反应。

（3）根据得失电子守恒可进行配平。KMnO₄中锰的化合价由＋7价降低到＋2价，得到5个电子。C₂O₄^2-中碳元素的化合价由＋3价升高到＋4价，失去1个电子，你1molC₂O₄^2-失去2mol电子。

（4）溶液由无色变为浅红色，说明此时溶液中的氢离子恰好被中和，所以H^＋的物质的量为0.25 mol·L^－1×0.02L＝0.005mol。酸性高锰酸钾溶液可以氧化H₂C₂O₄和KHC₂O₄，当恰好反应时，再滴入酸性高锰酸钾溶液，溶液颜色将由无色变为紫红色。KMnO₄的物质的量是0.10 mol·L^－1×0.016L＝0.0016mol，反应中可得到0.0016mol×5＝0.008mol电子。1mol还原剂失去2mol电子，所以还原剂的物质的量是0.004mol。设H₂C₂O₄·2H₂O和KHC₂O₄的物质的量分别为x和y，根据以上分析可得x＋y＝0.004mol、2x＋y＝0.005mol，解得x＝0.001mol。所以原试样中H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数为

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