Question

【題目】某同學用軟錳礦（主要含MnO2，還含有少了SiO2、Al2O3 、Fe2O3等雜質）模擬工業(yè)制高錳酸鉀流程如下。試回答下列問題。

（1）配平焙燒時MnO2參與的化學反應:□MnO2+□_____+□O2 □K2MnO4+□H2O；第二次通入過量CO2時發(fā)生反應的離子方程式為：______________________。

（2）濾渣I、II的成分中能與NaOH 反應的是__________________ (填化學式)。產生濾渣II時不能用稀鹽酸代替CO2,因為______________________。

（3）將濾液Ⅲ進行一系列操作可得到KMnO4晶體。由下圖可知，從濾液Ⅲ得到KMnO4需經過____、____洗滌等操作。

（4）用重結晶提純的產品配制成0.10mol·L-1 的酸性KMnO4溶液來測定某草酸樣品的純度(雜質不參與反應，草酸為弱酸，分子式H2C2O4)。

①試給出反應的離子方程式:_______________________。

②若某測定大致共需要230毫升酸性KMnO4溶液，配制時所需玻璃儀器為:___、___燒杯、膠頭滴管等。

③取草酸樣品5 克，配成100mL溶液，取20mL于適當容器中，用前述所配酸性KMnO4溶液滴定，至反應結束消耗KMnO4溶液20mL,則樣品的純度為: ___________。

Answer 1

【答案】 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O 3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2+2MnO4-+4HCO3- H2SiO3、Al(OH)3 鹽酸會溶解Al(OH)3，使Al3+進入濾液產生雜質 蒸發(fā)結晶 趁熱過濾 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O 250mL容量瓶 玻璃棒 45%

【解析】在加熱以及空氣的作用下二氧化錳與氫氧化鉀反應生成錳酸鉀和，二氧化硅、氧化鋁也均與氫氧化鉀反應生成偏鋁酸鉀和硅酸鉀，氧化鐵不反應，所得固體物質用水溶解后得到濾渣Ⅰ是氧化鐵；濾液Ⅰ中通入二氧化碳生成氫氧化鋁和硅酸沉淀，即濾渣Ⅱ是氫氧化鋁和硅酸；濾液Ⅱ中通入二氧化碳后錳酸鉀發(fā)生自身的氧化還原反應生成二氧化錳和高錳酸鉀，則

（1）反應中Mn元素從+4價升高到+6價，失去2個電子，1分子氧氣得到4個電子，根據電子得失守恒以及原子守恒可知配平后的方程式為2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；根據以上分析可知第二次通入過量CO2時發(fā)生反應的離子方程式為3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2+2MnO4-+4HCO3-。（2）濾渣I、II的成分中能與NaOH反應的是H2SiO3、Al(OH)3。由于鹽酸是強酸，會溶解Al(OH)3，使Al3+進入濾液產生雜質，因此產生濾渣II時不能用稀鹽酸代替CO2。（3）由下圖可知碳酸氫鉀的溶解度受溫度影響大于高錳酸鉀，所以從濾液Ⅲ得到KMnO4需經過蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌等操作。（4）①反應中Mn元素化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，碳元素化合價從+3價升高到+4價，失去1個電子，所以根據電子得失守恒、原子守恒以及電荷守恒可知反應的離子方程式為2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。②沒有230mL容量瓶，則配制時所需玻璃儀器為250mL容量瓶、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管等。③消耗高錳酸鉀是0.002mol，根據方程式可知參加反應的草酸是0.005mol，因此樣品的純度為。