Question

由軟錳礦制備高錳酸鉀的主要反應(yīng)如下：
熔融氧化  3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化  3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
相關(guān)物質(zhì)的溶解度（293K）見(jiàn)下表：

	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度/g	111	33.7	11.1	6.34

（1）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“熔融氧化”操作時(shí)，應(yīng)選用鐵棒、坩堝鉗和   。（填字母）
a．表面皿     b．蒸發(fā)皿     c．鐵坩堝     d．泥三角
（2）加酸時(shí)不宜用硫酸的原因是   ；不宜用鹽酸的原因是   。
（3）采用電解法也可以實(shí)現(xiàn)K₂MnO₄的轉(zhuǎn)化，2K₂MnO₄+2H₂O2KMnO₄+2KOH+H₂↑。與原方法相比，電解法的優(yōu)勢(shì)為   。
（4）草酸鈉滴定法分析高錳酸鉀純度步驟如下：
Ⅰ 稱(chēng)取0.80 g左右的高錳酸鉀產(chǎn)品，配成50 mL溶液。
Ⅱ 準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2014 g左右已烘干的Na₂C₂O₄，置于錐形瓶中，加入少量蒸餾水使其溶解，再加入少量硫酸酸化。
Ⅲ 將瓶中溶液加熱到75～80 ℃，趁熱用Ⅰ中配制的高錳酸鉀溶液滴定至終點(diǎn)。記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積，計(jì)算得出產(chǎn)品純度。
①滴定過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為   。
②達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為   。
③加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得產(chǎn)品純度   。（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）     
④將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合，測(cè)得反應(yīng)液中Mn²⁺的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖，其原因可能為   。

Answer 1

（1）c d（2）生成K₂SO₄溶解度小，會(huì)降低產(chǎn)品的純度。鹽酸具有還原性，會(huì)被氧化，降低產(chǎn)品的量。（3）K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO₄中，提高利用率。（4）①2MnO₄^―+5C₂O₄^2­―+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 或MnO₄^―+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O②錐形瓶中溶液突變?yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色。③偏高（1分）④生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應(yīng)速率越來(lái)越快。

試題分析：（1）進(jìn)行“熔融氧化”操作時(shí)，應(yīng)選用鐵棒、坩堝鉗和 c．鐵坩堝和d．泥三角。（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)K₂CO₃的溶解度是K₂SO₄的10倍，加酸時(shí)生成K₂SO₄溶解度小，不利于平衡右移，會(huì)降低產(chǎn)品的純度。另外鹽酸具有還原性，會(huì)被高錳酸鉀氧化，降低產(chǎn)品的量。（3）與原方法相比，電解法的優(yōu)勢(shì)為K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO₄中，提高利用率。①C₂O₄^2­―有還原性被高錳酸鉀氧化為二氧化碳，在酸性溶液中高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是二價(jià)錳離子，滴定過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為①2MnO₄^―+5C₂O₄^2­―+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 或MnO₄^―+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。②由于高錳酸根是紫色溶液，可以通過(guò)本身顏色的變化做為終點(diǎn)判斷，錐形瓶中一開(kāi)始是無(wú)色溶液，達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為錐形瓶中溶液突變?yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色。③由于草酸發(fā)生了分解，濃度自然減小，測(cè)定中用量肯定會(huì)增多，計(jì)算出高錳酸鉀的量增大，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得產(chǎn)品純度偏高。④從圖像中可以看出錳離子的濃度到后來(lái)增加程度較大，其原因可能為生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應(yīng)速率越來(lái)越快。