Question

2．由软锰矿制备KMnO₄的主要反应为：
熔融氧化3MnO₂+KClO₃+6KOH$\stackrel{高温}{→}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化3K₂MnO₄+2CO₂→2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
已知相关物质的溶解度（20℃）

物质	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度g/100g	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、泥三角和a（填序号）
a．铁坩埚       b．蒸发皿       c． 瓷坩埚      d．烧杯
（2）在“加酸岐化”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．
反应后得到KMnO₄的步骤是：过滤、蒸发结晶、趁热过滤．
该步骤能够得到KMnO₄的原理是KMnO₄和K₂CO₃的溶解度不同．
（3）草酸钠滴定法测定KMnO₄质量分数步骤如下：
（已知涉及到的反应：Na₂C₂O₄+H₂SO₄→H₂C₂O₄（草酸）+Na₂SO₄
5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
Na₂C₂O₄的式量为134        KMnO₄的式量为158）
Ⅰ．称取0.80g 的KMnO₄产品，配成50mL溶液．
Ⅱ．称取0.2014gNa₂C₂O₄，置于锥形瓶中，加蒸馏水溶解，再加少量硫酸酸化．
Ⅲ．将瓶中溶液加热到75～80℃，趁热用Ⅰ中配制的KMnO₄溶液滴定至终点．消耗KMnO₄溶液8.48mL．
①判断达到滴定终点的标志是无色变为紫色且半分钟不褪色．
②样品中高锰酸钾的质量分数为0.700（保留3位小数）．
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”）．

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）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；KMnO₄和K₂CO₃的溶解度不同；
（3）①滴定终点，溶液颜色发生变化，且半分钟内颜色不变；
②根据反应Na₂C₂O₄+H₂SO₄→H₂C₂O₄（草酸）+Na₂SO₄ 5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O找出关系式，然后结合题中数据计算；
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．

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：a；
（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，该步骤能够得到KMnO₄的原理是KMnO₄和K₂CO₃的溶解度不同，
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；KMnO₄和K₂CO₃的溶解度不同；
（3）①滴定终点时的现象为：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，
故答案为：无色变为紫色且半分钟不褪色；
②根据反应Na₂C₂O₄+H₂SO₄→H₂C₂O₄（草酸）+Na₂SO₄ 5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可得关系式：5Na₂C₂O₄～2KMnO₄，
设配制的8.48mL配制的样品溶液中含有高锰酸钾的质量为x，
则：5Na₂C₂O₄～2KMnO₄，
  134×5      2×158
 0.2014g         x
x=$\frac{158×2×0.2014}{134×5}$=0.0950g，
50mL该样品溶液中含有高锰酸钾的质量为：0.0950g×$\frac{50ml}{8.48ml}$=0.560g，
则样品中高锰酸钾的质量分数为：$\frac{0.560g}{0.80g}$=0.700g，
故答案为：0.700；
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．

点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，涉及氧化还原反应离子方程式的书写、氧化还原反应滴定等知识，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．