题目内容
(18分)高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿(主要成份MnO2)制备高锰酸钾的流程图。
(1)软锰矿粉碎的目的 。
软锰矿、KOH混合物在空气加热熔融反应生成K2MnO4的化学方程式为:
。操作Ⅲ的名称为 。
(2)反应②的化学方程式为 。
以上生产流程中可循环利用的物质是Ca(OH)2、CO2、 、 。
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,电解K2MnO4溶液,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。简述实验操作、现象及相关结论:
。
(18分)(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应物反应完全(3分)
2 MnO2+O2+4KOH==2K2MnO4+2H2O(3分) 重结晶 (2分)
(2)3K2MnO4 +2CO2 =2KMnO4 +2K2CO 3 +MnO2↓(3分) KOH、MnO2(2分)
MnO42— -e —= MnO4—(2分)
(3)取两份等体积、等浓度的KMnO4溶液,在同样条件下,只在其中一份中加入少量MnO2,观察溶液紫红色褪去的快慢。(其他合理答案也可) (3分)
解析:略
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 |
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褪色后再滴入第2滴 |
15s |
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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)。
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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_____________________。