Question

【題目】化學(xué)興趣小組的同學(xué)們想要探究錳的性質(zhì)，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)和探究。

Ⅰ的制取：在查閱資料后，興趣小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以軟錳礦石為原料制取的步驟，并實(shí)驗(yàn)室模擬制備。

已知溶液Ⅰ中Mn為價(jià)

(1)在“堿熔氧化”時(shí)，既可將與KOH混合物熔融后通入氧氣，也可加入作為氧化劑。請(qǐng)分析哪種方法更合適并簡(jiǎn)述理由：________。

(2)步驟①是________。酸化過程中只需通入過量即可，請(qǐng)寫出對(duì)應(yīng)的離子方程式：_________。

(3)實(shí)際上用這種方法制取效率很低。若工業(yè)上要用此法制取，應(yīng)_______以提高原料的利用率。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還可用Ni為陽極、Fe為陰極電解溶液Ⅰ以獲得高濃度的溶液，試寫出陰極的電極反應(yīng)方程式：_______。

Ⅱ的成分探究：化學(xué)實(shí)驗(yàn)室存有一瓶開封已久的試劑，化學(xué)興趣小組欲研究該的純度。

(1)打開試劑瓶時(shí)，有一股氣流沖出。甲同學(xué)取少量粉末于試管中，加適量蒸餾水振蕩，發(fā)現(xiàn)固體部分溶解，試管底部沉積有少量黑色不溶物，且溶解過程中管壁發(fā)熱明顯。甲同學(xué)查閱資料得知：變質(zhì)時(shí)有和兩種含錳物質(zhì)生成，且含錳物質(zhì)中，較高氧化態(tài)物質(zhì)與較低氧化態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為。試寫出受熱分解的化學(xué)方程式：________。

為進(jìn)一步確定的純度，乙同學(xué)和丙同學(xué)先后進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)；

①取樣品溶于試管中，過濾，得到黑色固體和濾液1；

②洗滌黑色固體，留取洗滌液，重復(fù)三次；

③用分析天平稱量黑色固體，其質(zhì)量為。

(2)據(jù)此，乙同學(xué)計(jì)算得出的純度為________。

在乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，丙同學(xué)繼續(xù)完成了以下實(shí)驗(yàn)：

④將②中的洗滌液加入濾液1中，在濾液1中逐滴滴加溶液，直到灰綠色固體不再增加為止；

⑤過濾，得濾液2，洗滌灰綠色固體并留取洗滌液，重復(fù)三次；

⑥將⑤中的洗滌液加入濾液2中，加水標(biāo)定至，酸化后用標(biāo)準(zhǔn)液A進(jìn)行滴定操作，每次取樣，總共重復(fù)進(jìn)行了四次滴定實(shí)驗(yàn)。提示：

(3)若步驟④未將②中洗滌液加入濾液1中，會(huì)導(dǎo)致最終滴定結(jié)果________填“偏大”“偏小”或“不變”。

(4)標(biāo)準(zhǔn)液A可選用下列的________填字母序號(hào)。

a.溶液 b.溶液

c.酸性NaI溶液 d.酸性溶液

(5)完成所有滴定實(shí)驗(yàn)后，最終丙同學(xué)計(jì)算出的純度比乙同學(xué)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)偏小，請(qǐng)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)操作分析兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異較大的原因是______________寫2條。

Answer 1

【答案】氧氣氧化合適，不引入雜質(zhì) 過濾 將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中 10KMnO4 3K2MnO4+7MnO2+6O2↑+2K2O 偏小 實(shí)驗(yàn)過程中部分分解導(dǎo)致滴定結(jié)果偏小洗滌后未干燥黑色物質(zhì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大；滴定操作前進(jìn)行了兩次過濾和洗滌操作，溶液中離子損失較大導(dǎo)致滴定結(jié)果偏小

【解析】

Ⅰ.(1)將與KOH混合物熔融后通入氧氣氧化更合適；

(2)步驟①是過濾，將固液分離；根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平方程式；

(3)工業(yè)上要用此法制取，應(yīng)將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中，可以循環(huán)利用，以提高原料的利用率；根據(jù)電極反應(yīng)式分析；

Ⅱ.(1)由題意可知，產(chǎn)生的氣流，應(yīng)該是氧氣，黑色不溶物且含錳應(yīng)為二氧化錳，生成的另一含錳物質(zhì)很可能是錳酸鉀，寫出化學(xué)方程式；

(2)根據(jù)物質(zhì)的量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；

(3)若步驟④未將②中洗滌液加入濾液1中，會(huì)使得錳酸根離子有損失；

(4)根據(jù)反應(yīng)原理分析解答；

(5)實(shí)驗(yàn)過程中部分分解導(dǎo)致滴定結(jié)果偏小或洗滌后未干燥黑色物質(zhì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大或滴定操作前進(jìn)行了兩次過濾和洗滌操作。

Ⅰ.(1)將與KOH混合物熔融后通入氧氣氧化更合適，不引入雜質(zhì)；

故答案為：氧氣氧化合適，不引入雜質(zhì)；

(2)步驟①是過濾，將固液分離；溶液Ⅰ中Mn為價(jià)，則為錳酸根離子，酸化過程中通入過量生成高錳酸根離子，二氧化錳沉淀和碳酸氫根離子，離子方程式為；

故答案為：過濾；；

(3)工業(yè)上要用此法制取，應(yīng)將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中，可以循環(huán)利用，以提高原料的利用率；用Ni為陽極、Fe為陰極電解溶液Ⅰ以獲得高濃度的溶液，陰極被還原，而Fe作為陰極，該電極反應(yīng)方程式為，水得到電子，；

故答案為：將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中；；

Ⅱ.(1)由題意可知，產(chǎn)生的氣流，應(yīng)該是氧氣，黑色不溶物且含錳應(yīng)為二氧化錳，生成的另一含錳物質(zhì)很可能是錳酸鉀，較高氧化態(tài)錳酸鉀與較低氧化態(tài)二氧化錳的物質(zhì)的量之比為，根據(jù)化學(xué)方程式書寫原則，得出在受熱分解的化學(xué)方程式：10KMnO4 3K2MnO4+7MnO2+6O2↑+2K2O；

故答案為：10KMnO4 3K2MnO4+7MnO2+6O2↑+2K2O；

(2)由上題可知變質(zhì)后產(chǎn)生的固體雜質(zhì)為、、，

過濾洗滌后黑色固體為二氧化錳，根據(jù)

609 188 591

得到10g樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量，；

故答案為：；

(3)若步驟④未將②中洗滌液加入濾液1中，會(huì)使得錳酸根離子有損失，用溶液滴定時(shí)，會(huì)導(dǎo)致最終滴定結(jié)果偏��；

故答案為：偏��；

(4)不與反應(yīng)，不可選；

與反應(yīng)，現(xiàn)象明顯便于觀察，且濃度也合適，可選；

酸性NaI溶液與反應(yīng)生成為紫黑色，干擾顏色觀察，且濃度過大，不可選；

濃度過大，不可選；

故答案為：b；

(5)實(shí)驗(yàn)過程中部分分解導(dǎo)致滴定結(jié)果偏小或洗滌后未干燥黑色物質(zhì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大或滴定操作前進(jìn)行了兩次過濾和洗滌操作，溶液中離子損失較大導(dǎo)致滴定結(jié)果偏��；

故答案為：實(shí)驗(yàn)過程中部分分解導(dǎo)致滴定結(jié)果偏小洗滌后未干燥黑色物質(zhì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大；滴定操作前進(jìn)行了兩次過濾和洗滌操作，溶液中離子損失較大導(dǎo)致滴定結(jié)果偏小。