高錳*鉀是中學化學常用的強氧化劑,實驗室中可通過以下反應制得:MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KO...
問題詳情:
高錳*鉀是中學化學常用的強氧化劑,實驗室中可通過以下反應制得:
MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相關物質的溶解度數據見下表:
20℃ | K2CO3 | KHCO3 | K2SO4 | KMnO4 |
s(g/100g水) | 111 | 33.7 | 11.1 | 6.34 |
已知K2MnO4溶液顯綠*,KMnO4溶液顯紫紅*。
實驗流程如下,請回答:
(1)步驟①不應選在瓷坩堝中熔化的原因_____
(2)下列*K2MnO4歧化完全的方法或*作可行的是_____ 。
A.通過觀察溶液顏*變化,若溶液顏*由綠*完全變成紫紅*,表明反應已歧化完全
B.取上層清液少許於試管中,繼續通入CO2,若無沉澱產生,表明反應已歧化完全
C.取上層清液少許於試管中,加入還原劑如亞硫**溶液,若溶液紫紅*褪去,表明反應已歧化完全
D.用pH試紙測定溶液的pH值,對照標準比*卡,若pH為10~11,表明反應已歧化完全
(3) 綜合相關物質的化學*質及溶解度,步驟③中可以替代CO2的試劑是_____。
A.二氧化硫 B.稀醋* C.稀鹽* D.稀硫*
當溶液pH值達10~11時,停止通CO2;若CO2過多,造成的後果是_______________________
(4) 通過用草*滴定*化後的KMnO4溶液的方法可測定KMnO4粗品的純度(質量分數)。
①滴定過程溶液中發生的離子反應為_______________________。
②稱量wgKMnO4粗產品配製成100ml待測溶液,量取KMnO4待測液10.00ml,應選用________裝置(填“A”或“B”)。
③滴定終點溶液的顏*變化是__________
④經測定每滴定10.00ml待測液平均消耗cmol/L草*標準液VmL,樣品純度的表達式為____________ (高錳*鉀摩爾質量用M表示)。
【回答】
(1)步驟①中含有KOH,能與二氧化硅反應生成硅*鉀,所以不能用瓷坩堝(1 分〉 (2) B (l 分〉 (3) B (1分〉CO2與 K2CO3
溶液反應生成KHCO3結晶時會同KMnO4—起結晶析出,產品純度降低(2分)
(4)①2MnO4-+ 5H2C2O4+6H+-=2Mn2- +10CO2↑+8H2O (3分〉
②A (1分〉③溶液紫紅*變無*,且半分鐘不再變化(1分〉 ④:(cVM)/250W (2分)
【解析】根據流程圖知,①中發生反應3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷卻後搗碎加入蒸餾水並煮沸,然後過濾,濾液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然後向溶液中通入CO2並調節溶液的pH至10~11,KOH轉化為K2CO3,根據溶解*表知,KMnO4溶解度最小,趁熱過濾,得到KMnO4固體,然後抽濾、洗滌烘乾得到KMnO4粗晶體,則
(1)步驟①熔融固體需要在坩堝中進行,步驟①中含有KOH,能與二氧化硅反應生成硅*鉀,所以不能用瓷坩堝。
(2)如果溶液中存在K2MnO4,通入CO2產生沉澱,且K2MnO4溶液顯綠*,KMnO4溶液顯紫紅*。所以可以通過繼續通入CO2,觀察是否有沉澱產生及溶液在濾紙上的顏*判斷,
A 選項無濾紙,故選B
(3)綜合相關物質的化學*質及溶解度,步驟③中可以替代CO2的試劑具有**,且和錳*鉀、高錳*鉀都不反應,稀鹽*和二氧化硫都能被**高錳*鉀溶液氧化,所以不能選取,硫***太強,可以選取醋*,*選B;當溶液pH值達10~11時,停止通CO2;若CO2過多,二氧化碳和碳*鉀反應生成碳**鉀,結晶時會同高錳*鉀一起析出,產品純度降低;
(4)④稱量w g KMnO4粗產品配製成100mL待測溶液,量取KMnO4待測液10.00ml,經測定每滴定10.00mL待測液平均消耗c mol/L草*標準液VmL,則
2MnO4-+ 5H2C2O4+6H+-=2Mn2- +10CO2↑+8H2O
2 5
n c mol/L×V×10-3L
n=2/5cV×10-3mol
100mL溶液中含KMnO4物質的量n=2/5cV×10-3mol×100/10=4cV×10-3mol
樣品純度的表達式=×100%=(cVM)/250W×100%。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:實驗,探究題