Question

【题目】高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下：

MnO2熔融氧化：3MnO2+ KClO3+ 6KOH 3K2MnO4+ KCl+3H2O ；

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

已知K2MnO4溶液显绿色。请回答下列问题：

(1)MnO2熔融氧化应放在_______________中加热（填仪器编号）。

①烧杯　②瓷坩埚　③蒸发皿　④铁坩埚　

(2)在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体，使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒。

①为了能充分利用CO2，装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A， 打开旋塞C、D，往热K2MnO4溶液中通入CO2气体，未反应的CO2被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞__________，打开旋塞____________，轻轻挤压气囊F，使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应，未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至K2MnO4完全反应。

②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是_______________________________________。

(3)将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤，将滤液倒入蒸发皿中，蒸发浓缩至____________，自然冷却结晶，抽滤，得到针状的高锰酸钾晶体。本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品，原因是________________。

(4)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析，原理为：2MnO4－+5C2O42+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

现称取制得的高锰酸钾产品7.245g，配成500mL溶液，用移液管量取25.00 mL待测液，用0.1000 mol·L－1草酸钠标准溶液液进行滴定，终点时消耗标准液体积为50.00mL（不考虑杂质的反应），则高锰酸钾产品的纯度为_________（保留4位有效数字，已知M(KMnO4)=158g·mol－1）。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，则测定结果将_________。（填“偏大”、“偏小”、“不变”）

Answer 1

【答案】④ A、C B、D、E 用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全 溶液表面出现晶膜为止 高锰酸钾晶体受热易分解 87.23% 偏小

【解析】

(1)熔融固体物质需要在坩埚内加热，碱性物质不能用瓷坩埚；
(2)①该操作的目的是将气囊F中的二氧化碳排出，据此判断正确的操作方法；
②根据“K2MnO4溶液显绿色”可知，如果该歧化反应结束，则反应后的溶液不会显示绿色；
(3)蒸发溶液获得晶体时不能蒸干，避免固体飞溅；高锰酸钾在温度较高时容易分解，需要低温下烘干；
(4)根据n=cV计算出25mL待测液消耗的草酸钠的物质的量，再根据反应方程式计算出25mL待测液中含有高锰酸钾的物质的量，从而计算出样品中含有高锰酸钾的物质的量，然后根据m=nM计算出高锰酸钾的质量，最后计算出纯度。

(1)熔融固体物质需要在坩埚内加热，加热熔融物中含有碱性KOH，瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氧化钾反应，所以应用铁坩埚，所以④正确；

(2)①待气囊F收集到较多气体时，需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中，所以需要关闭A、C，打开B、D、E，轻轻挤压气囊F，从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应；

②由于K2MnO4溶液显绿色，所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全；

(3)蒸发溶液获得高锰酸钾时为避免固体飞溅及高锰酸钾的分解，不能将溶液蒸干，应该加热到溶液表面出现晶膜时停止加热，并且应采用低温烘干的方法来干燥产品，避免高锰酸钾晶体受热发生分解；

(4)50mL 0.1000molL-1草酸钠标准溶液中含有醋酸钠的物质的量为：0.1mol/L×0.05L=0.005mol，根据反应2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，消耗0.005mol草酸钠需要消耗高锰酸根离子的物质的量为：0.005mol×=0.002mol，则500mL配制的样品溶液中含有高锰酸根离子的物质的量为：0.002mol×=0.04mol，则样品中含有高锰酸钾的质量为：0.04mol×158gmol-1=6.32g，则高锰酸钾产品的纯度为：×100%=87.23%；
若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，会导致待测液浓度减小，滴定时消耗的标准液体积偏小，测定结果偏小。