Question

【題目】高錳酸鉀是常用的氧化劑。工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2)為原料制備高錳酸鉀晶體。中間產(chǎn)物為錳酸鉀。下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬制備KMnO4晶體的操作流程：

已知：錳酸鉀(K2MnO4)是墨綠色晶體，其水溶液呈深綠色，這是錳酸根離子(MnO)在水溶液中的特征顏色，在強(qiáng)堿性溶液中能穩(wěn)定存在；在酸性、中性和弱堿性環(huán)境下，MnO會(huì)發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，生成MnO和MnO2。

回答下列問題：

(1)KOH的電子式為____________。

(2)調(diào)節(jié)溶液pH過程中，所得氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為____________。

(3)趁熱過濾的目的是_____________________________________________。

(4)已知20 ℃時(shí)K2SO4、KCl、CH3COOK的溶解度分別為11.1 g、34 g、217 g，則從理論上分析，選用下列酸中________(填標(biāo)號(hào))，得到的高錳酸鉀晶體純度更高。

A．稀硫酸 B．濃鹽酸 C．醋酸 D．稀鹽酸

(5)產(chǎn)品中KMnO4的定量

①配制濃度為0.1250 mg· mL－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液100 mL。

②將上述溶液稀釋為濃度分別為2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0(單位：mg·L－1)的溶液，分別測(cè)定不同濃度溶液對(duì)光的吸收程度，并將測(cè)定結(jié)果繪制成曲線如下。

③稱取KMnO4樣品(不含K2MnO4)0.1250 g按步驟①配得產(chǎn)品溶液1000 mL，取10 mL稀釋至100 mL，然后按步驟②的方法進(jìn)行測(cè)定，兩次測(cè)定所得的吸光度分別為0.149、0.151，則樣品中KMnO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。

(6)酸性KMnO4溶液與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為____________________。

Answer 1

【答案】 2∶1 防止析出高錳酸鉀，降低產(chǎn)率 C 90.0% MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

【解析】軟錳礦的主要成分是MnO2，由工藝轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，MnO2和KOH在空氣中熔融煅燒生成錳酸鉀(K2MnO4)，調(diào)節(jié)錳酸鉀(K2MnO4)強(qiáng)堿溶液的pH，制備KMnO4，通過過濾分離出MnO2，對(duì)KMnO4溶液冷卻結(jié)晶過濾得到KMnO4晶體。

（1）本題考查電子式的書寫和儀器的選擇，KOH屬于離子化合物，其電子式為，

故答案為：；

（2）考查氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目守恒，根據(jù)信息，錳酸鉀在酸性、中性、弱堿性環(huán)境中發(fā)生歧化反應(yīng)，MnO2是錳酸鉀中Mn由＋6價(jià)→＋4價(jià)，化合價(jià)降低得到，因此MnO2是還原產(chǎn)物，KMnO4是氧化產(chǎn)物，n(KMnO4)×1=n(MnO2)×2，得出n(KMnO4)：n(MnO2)=2:1，

故答案為：2∶1；

（3）考查物質(zhì)的分離，高錳酸鉀溶于水，MnO2不溶于水，因此趁熱過濾目的是防止析出高錳酸鉀，降低產(chǎn)率；

故答案為：防止析出高錳酸鉀，降低產(chǎn)率；

（4）考查物質(zhì)的分離和提純，高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)，因此選項(xiàng)B錯(cuò)誤；然后根據(jù)三種物質(zhì)的溶解度大小，溶解度越大，得到高錳酸鉀純度越高，

故選項(xiàng)c正確；

（5）③考查化學(xué)計(jì)算，吸光度的平均值為(0.149＋0.151)/2=0.150，此時(shí)對(duì)應(yīng)的KMnO4的濃度為11.25mg·L－1，則1000mL的溶液中KMnO4的濃度為11.25×mg·L－1=112.5mg·L－1，因此高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=90.0%；

故答案為：90.0%；

（6）本題考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，利用高錳酸鉀的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被還原成Mn2＋，然后根據(jù)化合價(jià)的升降法進(jìn)行配平，即離子反應(yīng)方程式為MnO4－+5Fe2＋+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O，

故答案為：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。