Question

(12分) 實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為 MnO₂)制備 KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過(guò)量固體 KOH 和 KClO₃ 在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀(K₂MnO₄)和 KCl；用水溶解，濾去殘?jiān)�，濾液酸化后，K₂MnO₄轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO₂和 KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO₄請(qǐng)回答：

（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學(xué)方程式是                                   。

（2）K₂MnO₄制備KMnO₄的離子方程式是                                   。

（3）配平氧化還原反應(yīng)方程式：

＿＿ C₂O₄^2－＋＿＿M(jìn)nO₄^－＋＿＿H^＋＝＿＿CO₂＋＿＿M(jìn)n^2＋＋＿＿H₂O

（4）稱(chēng)取6.0 g含H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的試樣，加水溶解，配成250mL溶液。量取兩份此溶液各25.00 mL，分別置于兩個(gè)錐形瓶中。

①第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25 mol·L^－1NaOH溶液至20.00 mL時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和的H^＋的物質(zhì)的量為＿＿＿mol。

②第二份溶液中滴加0.10 mol·L^－1的酸性高錳酸鉀溶液至16.00 mL時(shí)反應(yīng)完全，此時(shí)溶液顏色由＿＿變?yōu)椋撸�。該溶液中還原劑的物質(zhì)的量為＿＿＿mol。

③原試樣中H₂C₂O₄·2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＿＿＿＿＿。

 

Answer 1

【答案】

（1）3MnO₂+6KOH+KClO₃=3K₂MnO₄+KCl+3H₂O（2分）

（2）3MnO₄^2-+4H⁺=MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O（2分）  （3）5  2   16  10   2   8（2分）

（4）①0.005(1分)  ②無(wú)色(1分)   橙紅色(1分)  0.004 (1分)③ 21％ (2分)

【解析】（1）根據(jù)原子守恒可知，含有水生成。再依據(jù)電子的得失守恒可知，方程式為3MnO₂+6KOH+KClO₃=3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

（2）在酸性條件下，錳酸鉀生成二氧化錳和高錳酸鉀，根據(jù)原子守恒可知，還有水生成，因此該反應(yīng)的方程式是3MnO₄^2-+4H⁺=MnO₂+2MnO₄^-+2H₂O。

（3）根據(jù)方程式可知，Mn元素的化合價(jià)從＋7價(jià)降低到＋2價(jià)，得到5個(gè)電子。碳元素的化合價(jià)從＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子，所以根據(jù)電子的得失守恒可知，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是2︰5，因此系數(shù)分別是5  2   16  10   2   8。

（4）①氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.25 mol·L^－1×0.020L＝0.005mol，所以被中和的氫離子也是0.005mol。

②由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是溶液顏色由無(wú)色變?yōu)樽霞t色。消耗高錳酸鉀是0.0016mol，所以根據(jù)方程式可知，還原劑的物質(zhì)的量是0.004mol。

③設(shè)H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄的物質(zhì)的量分別是和x和y，則x＋y＝0.004mol×10，2x＋y＝0.005mol×10，解得x＝0.01mol，y＝0.03mol，所以原試樣中H₂C₂O₄·2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為