Question

14．由軟錳礦制備高錳酸鉀的主要反應(yīng)如下：
熔融氧化3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
相關(guān)物質(zhì)的溶解度（293K）見下表：

	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cd．（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生成K₂SO₄溶解度小，會(huì)降低產(chǎn)品的純度；不宜用鹽酸的原因是鹽酸具有還原性，會(huì)被氧化，降低產(chǎn)品的量．
（3）采用電解法也可以實(shí)現(xiàn)K₂MnO₄的轉(zhuǎn)化，2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑．與原方法相比，電解法的優(yōu)勢為K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO₄中，提高利用率．
（4）草酸鈉滴定法分析高錳酸鉀純度步驟如下：
Ⅰ稱取0.80g 左右的高錳酸鉀產(chǎn)品，配成50mL溶液．
Ⅱ準(zhǔn)確稱取0.2014g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滴定過程中反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+5C₂O₄²-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
②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加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，會(huì)導(dǎo)致測得產(chǎn)品純度偏高．（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）      
④將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合，測得反應(yīng)液中Mn²⁺的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如右圖，其原因可能為生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應(yīng)速率越來越快．

Answer 1

分析 由軟錳礦制備高錳酸鉀產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)中，考查了氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)滴定等，注意實(shí)驗(yàn)原理的理解便能解答．
（1）熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，K₂SO₄溶解度小，加硫酸時(shí)會(huì)生成K₂SO₄，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）與原方法相比，電解法的優(yōu)勢為K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）①根據(jù)高錳酸鉀與草酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)書寫反應(yīng)的離子方程式；
②滴定終點(diǎn)，溶液顏色變化，且半分鐘內(nèi)顏色不變；
③加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，消耗高錳酸鉀溶液的體積減少，會(huì)導(dǎo)致測得產(chǎn)品純度偏高；
④反應(yīng)中Mn²⁺濃度發(fā)生顯著變化，應(yīng)是反應(yīng)生成的Mn²⁺對(duì)反應(yīng)有催化作用，且c（Mn²⁺）濃度大催化效果更好．

解答 解：（1）熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈，故答案為：c d；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，K₂SO₄溶解度小，加硫酸時(shí)會(huì)生成K₂SO₄，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，故不宜用鹽酸，
故答案為：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）與原方法相比，電解法的優(yōu)勢為K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO₄中，提高利用率，故答案為：K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉(zhuǎn)化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）①高錳酸鉀與草酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②滴定終點(diǎn)，溶液顏色變化，且半分鐘內(nèi)顏色不變，該反應(yīng)中當(dāng)最后一滴KMnO₄溶液滴入后，溶液由無色變?yōu)榧t色，故答案為：當(dāng)最后一滴KMnO₄溶液滴入后，溶液由無色變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪色；
③加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，消耗高錳酸鉀溶液的體積減少，會(huì)導(dǎo)致測得產(chǎn)品純度偏高，故答案為：偏高；
④反應(yīng)中Mn²⁺濃度發(fā)生顯著變化，應(yīng)是反應(yīng)生成的Mn²⁺對(duì)反應(yīng)有催化作用，且c（Mn²⁺）濃度大催化效果更好，故答案為：生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應(yīng)速率越來越快．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)滴定等，難度中等，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理，需要學(xué)生具備一定的理論分析能力和計(jì)算解決問題的能力．