Question

7．高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑，工業(yè)用軟錳礦制備高錳酸鉀的實(shí)驗(yàn)流程如下
（1）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有MnO₂、KOH（寫化學(xué)式）
（2）生產(chǎn)中需要純凈的CO₂氣體．若實(shí)驗(yàn)室要制備純凈的CO₂所需試劑最好選擇cd（填試劑代號(hào)），可用的發(fā)生裝置為c（填裝置代號(hào)）．
a．石灰石    b．濃鹽酸    c．稀H₂SO₄d．純堿
                   
（3）操作II是將混合溶液濃縮結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌，可得到KMnO₄晶體．證明晶體已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作為取最后一次洗滌液少許置于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒(méi)有白色沉淀生成，則證明洗滌干凈（不含碳酸鉀）．
（4）從經(jīng)濟(jì)環(huán)保角度考慮，要完全反應(yīng)b需要的試劑最好是生石灰或熟石灰，并寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式CaO+H₂O+K₂CO₃=2KOH+CaCO₃↓（或Ca（OH）₂+K₂CO₃=2KOH+CaCO₃↓）．
（5）高錳酸鉀是氧化還原滴定分析時(shí)常用的一種試劑，在滴定操作時(shí)，應(yīng)將高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中，在用容量瓶配制250ml高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需250mL容量瓶（填儀器名稱），用酸性KMnO₄溶液滴定硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），寫出滴定反應(yīng)的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 將MnO₂和KOH粉碎，目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，然后將混合物熔融并通入空氣，根據(jù)流程圖知，二者反應(yīng)生成K₂MnO₄，根據(jù)元素守恒知還生成H₂O，K₂MnO₄和CO₂反應(yīng)生成KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂，KMnO₄、K₂CO₃易溶于水而MnO₂難溶于水，將KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂溶于水然后過(guò)濾得到KMnO₄、K₂CO₃混合溶液，再根據(jù)KMnO₄、K₂CO₃溶解度差異采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法獲得KMnO₄晶體，母液中含有K₂CO₃，加入CaO或Ca（OH）₂，發(fā)生反應(yīng)K₂CO₃+CaO+H₂O=CaCO₃↓+2KOH或K₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2KOH，從而得到KOH，將KMnO₄晶體洗滌干燥得到純凈的KMnO₄晶體，
（1）最初反應(yīng)物中和最終生成物中含有的物質(zhì)就能循環(huán)利用；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的特點(diǎn)選取藥品，鹽酸有揮發(fā)性，硫酸鈣是微溶物，根據(jù)反應(yīng)物的特征和反應(yīng)條件選擇裝置；
（3）析出KMnO₄晶體的溶液中有碳酸鉀，根據(jù)洗滌濾液中是否有碳酸根離子判斷晶體是否洗滌干凈；
（4）反應(yīng)b是將碳酸鉀生成氫氧化鉀，要加堿溶液，據(jù)此答題；
（5）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，會(huì)氧化乳膠管，要配制250ml溶液，要用250ml容量瓶，酸性KMnO₄溶液與硫酸亞鐵晶體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和錳離子，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式；

解答 解：將MnO₂和KOH粉碎，目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，然后將混合物熔融并通入空氣，根據(jù)流程圖知，二者反應(yīng)生成K₂MnO₄，根據(jù)元素守恒知還生成H₂O，K₂MnO₄和CO₂反應(yīng)生成KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂，KMnO₄、K₂CO₃易溶于水而MnO₂難溶于水，將KMnO₄、K₂CO₃、MnO₂溶于水然后過(guò)濾得到KMnO₄、K₂CO₃混合溶液，再根據(jù)KMnO₄、K₂CO₃溶解度差異采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法獲得KMnO₄晶體，母液中含有K₂CO₃，加入CaO或Ca（OH）₂，發(fā)生反應(yīng)K₂CO₃+CaO+H₂O=CaCO₃↓+2KOH或K₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2KOH，從而得到KOH，將KMnO₄晶體洗滌干燥得到純凈的KMnO₄晶體，
（1）在開始的反應(yīng)物和最終的生成物中都含有MnO₂和KOH，所以二氧化錳和氫氧化鉀能循環(huán)使用，
故答案為：MnO₂、KOH；
（2）石灰石和酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，鹽酸具有揮發(fā)性，所以制取的二氧化碳中含有氯化氫導(dǎo)致氣體不純，則不能選用鹽酸和石灰石；稀硫酸和碳酸鈣反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣阻止進(jìn)一步的反應(yīng)，則不能選用石灰石和硫酸；而稀硫酸和純堿反應(yīng)生成二氧化碳，稀硫酸沒(méi)有揮發(fā)性，硫酸鈉是可溶性的物質(zhì)，所以可以制取較純凈的二氧化碳，則選用稀硫酸和純堿，故選cd，該反應(yīng)為固體與液體不加熱的反應(yīng)，所以選擇裝置c，
故答案為：cd；c；
（3）析出KMnO₄晶體的溶液中有碳酸鉀，所以證明晶體已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作為取最后一次洗滌液少許置于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒(méi)有白色沉淀生成，則證明洗滌干凈（不含碳酸鉀），
故答案為：取最后一次洗滌液少許置于試管中，滴加氯化鋇溶液，若沒(méi)有白色沉淀生成，則證明洗滌干凈（不含碳酸鉀）；
（4）反應(yīng)b是將碳酸鉀生成氫氧化鉀，要加堿溶液或與水反應(yīng)生成堿的物質(zhì)，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保角度考慮，b中加入的試劑最好是生石灰或熟石灰，
故答案為：生石灰或熟石灰；
（5）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，會(huì)氧化乳膠管，所以要用酸式滴定管，要配制250ml溶液，要用250ml容量瓶，酸性KMnO₄溶液與硫酸亞鐵晶體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和錳離子，反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：酸式；250ml容量瓶；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見(jiàn)氧化劑與還原劑、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算和對(duì)工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，解答本題時(shí)要充分理解圖中提供的信息，只有理解了圖中信息才能對(duì)問(wèn)題做出正確的判斷，題目難度中等．