Question

(12分) 實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為 MnO₂)制備 KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過(guò)量固體 KOH 和 KClO₃ 在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀(K₂MnO₄)和 KCl；用水溶解，濾去殘?jiān)�，濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和 KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO₄請(qǐng)回答：

（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學(xué)方程式是                                   。

（2）K₂MnO₄制備KMnO₄的離子方程式是                                   。

（3）配平氧化還原反應(yīng)方程式：

＿＿ C₂O₄^2-+＿＿M(jìn)nO₄^-+＿＿H⁺＝＿＿CO₂+＿＿M(jìn)n²⁺+＿＿H₂O

（4）稱取6.0 g含H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的試樣，加水溶解，配成250mL溶液。量取兩份此溶液各25.00 mL，分別置于兩個(gè)錐形瓶中。

①第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25 mol·L^－1NaOH溶液至20.00 mL時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和的H^＋的物質(zhì)的量為＿＿＿mol。

②第二份溶液中滴加0.10 mol·L^－1的酸性高錳酸鉀溶液至16.00 mL時(shí)反應(yīng)完全，此時(shí)溶液顏色由＿＿變?yōu)椋撸�。該溶液中還原劑的物質(zhì)的量為＿＿＿mol。

③原試樣中H₂C₂O₄·2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＿＿＿＿＿。

 

Answer 1

【答案】

（1）3MnO₂+6KOH+KClO₃=3K₂MnO₄+KCl+3H₂O（2分）

（2）3MnO₄^2-+4H⁺=MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O（2分）

（3）5  2   16  10   2   8（2分）

（4）①0.005(1分)  ②無(wú)色(1分)   紫紅色(1分)  0.004 (1分)③21％ (2分)

【解析】（1）根據(jù)所給的主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物可寫出該反應(yīng)的方程式。

（2）濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和 KMnO₄，說(shuō)明是K₂MnO₄自身的氧化還原反應(yīng)。

（3）根據(jù)得失電子守恒可進(jìn)行配平。KMnO₄中錳的化合價(jià)由＋7價(jià)降低到＋2價(jià)，得到5個(gè)電子。C₂O₄^2-中碳元素的化合價(jià)由＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子，你1molC₂O₄^2-失去2mol電子。

（4）溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，說(shuō)明此時(shí)溶液中的氫離子恰好被中和，所以H^＋的物質(zhì)的量為0.25 mol·L^－1×0.02L＝0.005mol。酸性高錳酸鉀溶液可以氧化H₂C₂O₄和KHC₂O₄，當(dāng)恰好反應(yīng)時(shí)，再滴入酸性高錳酸鉀溶液，溶液顏色將由無(wú)色變?yōu)樽霞t色。KMnO₄的物質(zhì)的量是0.10 mol·L^－1×0.016L＝0.0016mol，反應(yīng)中可得到0.0016mol×5＝0.008mol電子。1mol還原劑失去2mol電子，所以還原劑的物質(zhì)的量是0.004mol。設(shè)H₂C₂O₄·2H₂O和KHC₂O₄的物質(zhì)的量分別為x和y，根據(jù)以上分析可得x＋y＝0.004mol、2x＋y＝0.005mol，解得x＝0.001mol。所以原試樣中H₂C₂O₄·2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

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