Question

【題目】某實驗小組用軟錳礦制備高錳酸鉀，主要實驗步驟如下：

步驟一：將軟錳礦(主要成分為MnO2)、KClO3和KOH固體按一定比例混合后加熱熔融可制得綠色K2MnO4；

步驟二：將反應后固體充分溶解、過濾，向濾液中通入過量CO2氣體使溶液顯酸性，K2MnO4在酸性條件下反應得到KMnO4、MnO2和K2CO3，最后分離得到高錳酸鉀晶體(粗產(chǎn)品)。

請回答下列問題：

(1)步驟一加熱熔融應在________(填序號)進行。

A.鐵坩堝 B.氧化鋁坩堝 C.瓷坩堝 D.石英

(2)為進一步提高粗產(chǎn)品(高錳酸鉀晶體)的純度，常采用的實驗方法是_____________。

(3)KMnO4、MnO2在一定條件下都可以氧化濃鹽酸制取氯氣，制取等物質(zhì)的量的氯氣消耗KMnO4與MnO2的物質(zhì)的量之比為________________。

(4)某學習小組為了探究高錳酸鉀溶液和草酸鈉溶液的反應過程，將高錳酸鉀溶液逐滴滴入一定體積的酸性草酸鈉溶液中(溫度相同，并不斷振蕩)，記錄的現(xiàn)象如表：

滴入KMnO4溶液的次序(假設(shè)每滴溶液體積相等)	滴入的KMnO4溶液紫色褪去的時間
先滴入第1滴	1min
褪色后再滴入第2滴	15s
褪色后再滴入第3滴	3s
褪色后再滴入第4滴	1s

請分析高錳酸鉀溶液褪色時間變化的原因：_________。

(5)我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》規(guī)定室內(nèi)空氣中甲醛(HCHO)含量不得超過0.08mg/m3。我校某同學通過查閱資料，擬采用如下方法測定2019年暑假新裝修的煥然一新的明德樓教室內(nèi)空氣中甲醛的含量。

測定原理：5HCHO+4KMnO4+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2↑+11H2O。

實驗操作：用容積為1000mL用注射器抽取空氣，緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中(裝置如圖)，當酸性高錳酸鉀溶液正好褪色時，停止注入。

①用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液配制實驗中使用的酸性KMnO4溶液l000mL，需0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液的體積為___________。

②裝置中多孔玻璃球泡的作用是__________。

③該同學在206教室內(nèi)不同地點抽取空氣，并緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中。當?shù)?/span>250次將注射器中空氣全部緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中時，酸性高錳酸鉀溶液恰好褪色。請通過計算判斷，該教室空氣中甲醛含量________(填“已”或“未”)超標。若未超標，該教室內(nèi)空氣中甲醛(HCHO)含量為________mg/m3；若已超標，請舉出減少室內(nèi)空氣污染的一條合理措施：_________________。

Answer 1

【答案】A 重結(jié)晶 2:5 反應生成的Mn2+對反應有催化作用，且c(Mn2+)越大催化效果越好 1.00mL 使甲醛被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收 未 0.075

【解析】

(1)將軟錳礦(主要成分為MnO2)、KClO3和KOH固體加熱，只有鐵坩堝不與KOH反應。答案選A。

(2) 提純高錳酸鉀固體，減少其它雜質(zhì)的含量可采用重結(jié)晶的方法。

(3)KMnO4制取氯氣時，化合價由+7變?yōu)?2，轉(zhuǎn)移5個電子，MnO2制取氯氣時，化合價由+4變?yōu)?2，轉(zhuǎn)移2個電子，則根據(jù)電子得失守恒可知物質(zhì)的量之比為2：5。

(4)滴入的高錳酸鉀越多，褪色時間越短，即反應速率越快，說明還原產(chǎn)物Mn2+對反應有催化用，且c(Mn2+)越大催化效果越好。

(5)①用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液配制0.0001mol/L酸性KMnO4溶液1000mL，濃度稀釋為原來的1000分之一，故需0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液的體積為1mL。

②裝置中多孔玻璃球的接觸面積大，其作用是使甲醛被酸性高錳酸鉀溶液充分吸收。

③實驗時在居室內(nèi)不同地點抽取空氣、并緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中。當?shù)?/span>250次將注射器中氣全部緩慢注入酸性高錳酸鉀溶液中時，則抽取的空氣體積為1000mL×250=0.25m3，設(shè)該居室室內(nèi)空氣中甲醛含量為xmg/m3，根據(jù)反應關(guān)系式：

：＝5：4，x=0.075，即該新裝修的居室空氣中甲醛含量為0.075 mg/m3＜0.08 mg/m3，未超過國家規(guī)定標準。