Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組通過(guò)查閱資料，設(shè)計(jì)了如下圖所示的方法來(lái)制備 KMnO₄．
已知：①3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
②幾種物質(zhì)的溶解度：

溫度	溶解度/g
	K2CO3	KOH	KMnO4
20℃	111	112	6.38
60℃	127	154	22.1

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（l）第一步固體熔融時(shí)除三腳架、泥三角、細(xì)鐵棒、坩堝鉗外，還需下列儀器中的______．
A．蒸發(fā)皿　　　B．燒杯　 C．酒精燈　　D．鐵鉗禍
（2）寫(xiě)出反應(yīng)I化學(xué)方程式______；該反應(yīng)產(chǎn)物中可以循環(huán)利用的是______．
（3）反應(yīng)II的條件為電解，寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式______．
（4）途徑一、二中的操作a、b相同，均包括蒸發(fā)濃縮、______、過(guò)濾等3 步．
（5）通過(guò)用草酸滴定 KMnO₄溶液的方法可測(cè)定 KMnO₄ 粗品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）．
①實(shí)驗(yàn)時(shí)要將草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）配成標(biāo)準(zhǔn)溶液，則配制 l00mL 1.5mol?L^-1的草酸溶液，需要稱取草酸晶體的質(zhì)量為_(kāi)_____g．
②該實(shí)驗(yàn)中除KMnO₄粗品的質(zhì)量、草酸晶體的質(zhì)量外，還需要采集的數(shù)據(jù)有______．

Answer 1

解：（1）熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝，加熱需要用酒精燈，故選：CD；
（2）反應(yīng)I為K₂MnO₄與CO₂反應(yīng)，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃，反應(yīng)方程式為 3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃；
從流程圖可以看出，需要加入的物質(zhì)有MnO₂、KOH、KClO₃、CO₂（水可不考慮），反應(yīng)中又生成MnO₂，故MnO₂是可以循環(huán)利用的物質(zhì)，故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃；MnO₂；
（3）反應(yīng)II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電，生成KOH與H₂，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e-=2OH^-+H₂↑（或2H⁺+2e-=H₂↑），
故答案為：2H₂O+2e-=2OH^-+H₂↑（或2H⁺+2e-=H₂↑）；
（4）由溶液中獲得晶體，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等，故答案為：冷卻結(jié)晶；
（5）①n（H₂C₂O₄）=0.1L×1.5mol?L^-1=0.15mol，所以n（H₂C₂O₄?2H₂O）=n（H₂C₂O₄）=0.15mol，m（H₂C₂O₄?2H₂O）=0.15mol×126g/mol=18.9g，
故答案為：18.9；
②由滴定時(shí)消耗草酸溶液的體積，計(jì)算消耗的草酸的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算n（KMnO₄），進(jìn)而計(jì)算m（KMnO₄）與純度，所以該實(shí)驗(yàn)中除KMnO₄粗品的質(zhì)量、草酸晶體的質(zhì)量外，還需要采集的數(shù)據(jù)滴定時(shí)消耗草酸溶液的體積，
故答案為：滴定時(shí)消耗草酸溶液的體積體積．
分析：（1）熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝；
（2）反應(yīng)I為K₂MnO₄與CO₂反應(yīng)，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃．流程中需要加入的物質(zhì)在后邊又生成該物質(zhì)，該物質(zhì)可以循環(huán)使用；
（3）反應(yīng)II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電，生成KOH與H₂；
（4）由溶液中獲得晶體，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等；
（5）①根據(jù)n=cV計(jì)算草酸的物質(zhì)的量，n（H₂C₂O₄?2H₂O）=n（H₂C₂O₄），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（H₂C₂O₄?2H₂O）；
②由滴定時(shí)消耗草酸溶液的體積，計(jì)算消耗的草酸的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算n（KMnO₄），進(jìn)而計(jì)算m（KMnO₄）與純度．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、電解池、物質(zhì)的量濃度、實(shí)驗(yàn)基本操作與滴定等，難度中等，（2）中方程式書(shū)寫(xiě)為易錯(cuò)點(diǎn)，根據(jù)工藝流程判斷反應(yīng)物、產(chǎn)物，然后進(jìn)行書(shū)寫(xiě)．