Question

14．由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
熔融氧化3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
相关物质的溶解度（293K）见下表：

	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度/g	111	33.7	11.1	6.34

（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．表面皿     b．蒸发皿     c．铁坩埚     d．泥三角
（2）加酸时不宜用硫酸的原因是生成K₂SO₄溶解度小，会降低产品的纯度；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）采用电解法也可以实现K₂MnO₄的转化，2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑．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）草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：
Ⅰ称取0.80g 左右的高锰酸钾产品，配成50mL溶液．
Ⅱ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．
Ⅲ将瓶中溶液加热到75～80℃，趁热用Ⅰ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．
①滴定过程中反应的离子方程式为2MnO₄^-+5C₂O₄²-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
②达到滴定终点的标志为锥形瓶中溶液突变为浅红色且半分钟内不褪色．
③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”）      
④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的变化如右图，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．

Answer 1

分析 由软锰矿制备高锰酸钾产品的实验中，考查了氧化还原反应离子方程式的书写、氧化还原反应滴定等，注意实验原理的理解便能解答．
（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）根据表中数据可知，K₂SO₄溶解度小，加硫酸时会生成K₂SO₄，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）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）①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；
②滴定终点，溶液颜色变化，且半分钟内颜色不变；
③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；
④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．

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）根据表中数据可知，K₂SO₄溶解度小，加硫酸时会生成K₂SO₄，会降低产品的纯度；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：生成K₂SO₄溶解度小，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
（3）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：K₂MnO₄中的锰元素可以完全转化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）①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，故答案为：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②滴定终点，溶液颜色变化，且半分钟内颜色不变，该反应中当最后一滴KMnO₄溶液滴入后，溶液由无色变为红色，故答案为：当最后一滴KMnO₄溶液滴入后，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色；
③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：偏高；
④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，故答案为：生成的Mn²⁺作催化剂，随着Mn²⁺浓度增加，反应速率越来越快．

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．