Question

【題目】Mn2O3是一種重要的工業(yè)原料，在電磁和有機(jī)合成等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用CH4還原MnO2制備Mn2O3，并測(cè)定產(chǎn)品純度。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

Ⅰ.制備(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)

已知：Al4C3+12H2O==4Al(OH)3+3CH4↑。

(1)儀器a的名稱為______________________

(2)用稀醋酸代替水的優(yōu)點(diǎn)有________________________________________

(3)連接好實(shí)驗(yàn)裝置，檢驗(yàn)裝置的氣密性并加入相應(yīng)試劑。向燒瓶中滴加稀醋酸之后，在點(diǎn)燃酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是__________________________________

(4)儀器b中同時(shí)生成兩種能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________

(5)指出上述實(shí)驗(yàn)裝置有一處明顯的缺陷____________________________

Ⅱ.測(cè)定產(chǎn)品中Mn2O3的純度(只考慮產(chǎn)品中混有少量未參與反應(yīng)的MnO2)

ⅰ.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取儀器b中所得固體7.19g，加入足量硫酸酸化的KI溶液，使固體中錳元素全部轉(zhuǎn)化為Mn2+；

ⅱ.將所得溶液稀釋至500mL；

ⅲ.取25.00mL稀釋后的溶液，滴加幾滴淀粉溶液，用0.200molL-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗25.00mLNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液。(已知：I2+2 Na2S2O3==Na2S4O6+2NaI)

（1）步驟ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________

（2）滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是__________________________________________________

（3）所取固體中Mn2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________(計(jì)算結(jié)果精確到0.1％)

（4）下列操作使測(cè)定結(jié)果偏高的是______________

A.滴定前平視，滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)

B.盛放Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗

C.硫酸酸化的KI溶液在空氣中靜置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

D.滴定前正常，滴定后滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡

Answer 1

【答案】球形干燥管 溶解Al(OH)3提高Al4C3的利用率 在裝置出口處收集氣體驗(yàn)純 CH4+ 8MnO2 4Mn2O3+CO2↑+2H2O 缺少甲烷的尾氣處理裝置 Mn2O3+2I- +6H+==2Mn2++ I2+ 3H2O MnO2+2I- + 4H+==Mn2++ I2+ 2H2O 最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘不變色 87.9％ AD

【解析】

Ⅰ.（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造及用途作答；

（2）稀醋酸可以溶解Al(OH)3；

（3）甲烷不純點(diǎn)燃時(shí)易引起爆炸；

（4）根據(jù)已知信息及元素守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

（5）裝置中過(guò)量的甲烷需處理；

Ⅱ. （1）固體中錳元素全部轉(zhuǎn)化為Mn2+，依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律作答；

（2）I2遇淀粉會(huì)變藍(lán)，因反應(yīng)生成的I2會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液反應(yīng)生成I-，據(jù)此分析用淀粉作指示劑時(shí)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象；

（3）根據(jù)關(guān)系式I22 Na2S2O3得出I2的物質(zhì)的量，設(shè)Mn2O3的物質(zhì)的量為x mol，MnO2的物質(zhì)的量為y mol，結(jié)合步驟ⅰ的方程式根據(jù)元素守恒原則計(jì)算得出結(jié)論；

（4）結(jié)合公式c(測(cè)) = ，再依據(jù)不當(dāng)操作對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響分析作答。

Ⅰ.（1）圖中a為球形干燥管，

故答案為：球形干燥管；

（2）根據(jù)給定條件可知，制備甲烷的化學(xué)方程式為：Al4C3+12H2O==4Al(OH)3+3CH4↑，稀醋酸可以溶解Al(OH)3，提高Al4C3的利用率，

故答案為：溶解Al(OH)3提高Al4C3的利用率；

（3）因制取的甲烷成分不純點(diǎn)燃會(huì)引起爆炸，所以在點(diǎn)燃酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是在裝置出口處收集氣體驗(yàn)純，

故答案為：在裝置出口處收集氣體驗(yàn)純；

（4）因CH4可還原MnO2生成Mn2O3，C元素生成CO2，根據(jù)元素守恒并結(jié)合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知兩種能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)為CO2和H2O，其化學(xué)方程式為：CH4+ 8MnO2 4Mn2O3+CO2↑+2H2O，

故答案為：CH4+ 8MnO2 4Mn2O3+CO2↑+2H2O；

（5）此裝置中缺少甲烷的尾氣處理裝置，

故答案為：缺少甲烷的尾氣處理裝置；

Ⅱ.（1）固體中有Mn2O3和MnO2，I-具有還原性，與固體反應(yīng)生成錳離子，其相應(yīng)的離子方程式為：Mn2O3+2I- +6H+==2Mn2++ I2+ 3H2O ， MnO2+2I- + 4H+==Mn2++ I2+ 2H2O，

故答案為：Mn2O3+2I- +6H+==2Mn2++ I2+ 3H2O ， MnO2+2I- + 4H+==Mn2++ I2+ 2H2O；

（2）滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘不變色，

故答案為：最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘不變色；

（3）設(shè)Mn2O3的物質(zhì)的量為x mol，MnO2的物質(zhì)的量為y mol，則158 g/mol×x + 87×y = 7.19 g ①，又Mn2O3+2I- +6H+==2Mn2++ I2+ 3H2O ， MnO2+2I- + 4H+==Mn2++ I2+ 2H2O，則生成的I2的物質(zhì)的量為（x+y）mol，標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.200molL-12510-3 L = 0.005 mol，根據(jù)I2+2 Na2S2O3 =Na2S4O6+2NaI可知，反應(yīng)的I2的物質(zhì)的量 = × = 0.05 mol，則x+y = 0.05 mol ②，結(jié)合①和②式解得，x = 0.04，y = 0.01，所以Mn2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 87.9%，

故答案為：87.9%；

（4）A. 滴定前平視，滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)，則標(biāo)準(zhǔn)液的體積讀數(shù)偏小，c(測(cè)) = ，待測(cè)液中I2的物質(zhì)的量偏小，通過(guò)計(jì)算得出最終使Mn2O3的純度偏高，A項(xiàng)正確；

B. 盛放Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏低，消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，I2的總物質(zhì)的量偏大，通過(guò)計(jì)算得出最終使Mn2O3的純度偏低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.硫酸酸化的KI溶液在空氣中靜置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中的I-部分會(huì)被氧化成I2，則消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，通過(guò)計(jì)算得出最終使Mn2O3的純度偏低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.滴定前正常，滴定后滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡，則標(biāo)準(zhǔn)液的體積讀數(shù)偏小，根據(jù)c(測(cè)) = ，待測(cè)液中I2的物質(zhì)的量偏小，通過(guò)計(jì)算得出最終使Mn2O3的純度偏高，D項(xiàng)正確；

答案選AD。