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解答题-实验探究题 适中0.65 引用1 组卷296
高锰酸钾(KMnO4)又名灰锰氧,在实验室、化工生产、医疗等领域有广泛的应用。某实验小组利用MnO2为原料,与KClO3和KOH共熔制得锰酸钾,再利用歧化法制备高锰酸钾。
实验原理:反应1:
反应2:3K2MnO4+4CH3COOH=2KMnO4+MnO2+4CH3COOK+2H2O
实验步骤:
Ⅰ.将2.5 g KClO3和5.2 g KOH倒入铁坩埚中,加热熔融后将3 g MnO2分多次加入并搅拌至干涸,继续加热5 min,得到墨绿色熔融物;
Ⅱ.将熔融物冷却后倒入盛有60 mL蒸馏水的烧杯中,控制反应温度在90℃,待固体溶解后滴加6.0 mol/L醋酸调节pH值,待反应完全后抽滤,得到初产品。回答下列问题:
(1)实验室常用高锰酸钾制O2,应选择下列哪套装置___

(2)①步骤Ⅰ中,墨绿色熔融物为___(化学式)。
②反应1的化学方程式为___
③铁坩埚不能换成瓷坩埚,原因是___
(3)步骤Ⅱ中控制反应温度的方法是___
(4)本实验采用6.0 mol/L醋酸来控制的pH值使锰酸钾发生歧化,用酸度计测得不同歧化酸度对高锰酸钾的产量、产率影响,结果如下表:
实验编号pH值产量/g平均产率/%
111.042.0656.5
210.502.2461.7
310.002.3364.2
49.502.1358.6
59.041.8651.3
由表中数据得到结论____
(5)为测定产品纯度,可取一定质量的KMnO4样品配成溶液,将其滴入2 mol/L硫酸酸化的Na2C2O4标准溶液中,滴定终点的判断是___
21-22高三上·广东汕头·期末
知识点:氧化还原反应方程式的配平外因对化学反应速率影响的综合分析酸碱中和滴定原理的应用物质制备的探究 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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高锰酸钾具有强氧化性,广泛用于化工、医药、采矿、金属冶炼及环境保护领域等。KMnO4的制备是以二氧化锰(MnO2)为原料,在强碱性介质中被氧化生成墨绿色的锰酸钾(K2MnO4);然后在一定pH下K2MnO4歧化生成紫色KMnO4。回答下列问题
(1)K2MnO4的制备

实验步骤

现象或解释

①称取2.5 gKClO3固体和5.2gKOH固体置于铁坩埚中,加热熔融不用瓷坩埚的原因是____________
②分多次加入3gMnO2固体不一次加入的原因是__________________
(2)KMnO4的制备
趁热向K2MnO4溶液中加入1 mol/L H3PO4溶液,直至K2MnO4全部歧化,判断全部歧化的方法是用玻璃棒蘸取溶液于滤纸上,现象为_________________________。然后趁热过滤,将滤液倒入蒸发皿中加热到液面出现晶膜,充分冷却后过滤,在80℃烘箱中干燥3h,不选用更高温度的原因是_____________________________
(3)产品分析
i.不同pH下产品中KMnO4含量

加入H3PO4体积/mL

溶液的pH

产品质量

KMnO4质量

KMnO4质量分数

10.50

12.48

2.35

2.05

87.23

12.50

11.45

2.45

2.18

88.98

14.50

10.89

2.18

1.87

85.78

16.50

10.32

2.28

1.75

76.75

18.50

9.44

2.09

1.48

70.81

从表格中数据分析,在歧化时选择溶液的最佳pH是________________
ii.利用H2C2O4标准溶液测定KMnO4的纯度。测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.000g的KMnO4固体样品,放入_____________中溶解,然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度线。
②滴定:移取25 mLKMnO4溶液于锥形瓶中,加少量硫酸酸化,用0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液滴定,发生反应:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10C02+8H2O,当溶液紫色褪色且半分钟内不变色即为终点,平行滴定3次,H2C2O4溶液的平均用量为23.90mL,则样品纯度为_______________%(保留1位小数)。
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂,在实验室和工农业生产及医疗上有广泛应用。某实验小组用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体,并测定其纯度。一些化合物的溶解度S/g,(100g H2O)-1
0℃10℃20℃30℃40℃50℃
KCl27.631.034.037.040.042.6
K2CO351.352.052.553.253.954.8
KMnO42.834.49.012.716.922.2
主要实验步骤如下:
I.高锰酸钾晶体的制备
步骤一:锰酸钾的制备。称取2.45g KClO3固体和5.22g KOH固体混合,小火加热,边加热边搅拌,待混合物熔融后再加入3.00g MnO2分多次小心加入,用铁棒不断搅拌,充分反应后得到墨绿色固体K2MnO4
步骤二:锰酸钾的歧化。待步骤一所得固体冷却至室温后,将固体捣碎,放入盛有热水的烧杯中充分溶解直到熔融物全部溶解。趁热向溶液中通入CO2,溶液由绿色逐渐变为紫色同时产生黑色沉淀MnO2,至锰酸钾全部歧化为止,静置,抽滤。
步骤三:高锰酸钾的浓缩结晶。将滤液转移至蒸发皿中,经_______,抽滤至干。将晶体转移至已知质量的表面皿中,放入烘箱中80℃干燥半小时左右,冷却,称量,产品质量为2.73g。
根据以上实验操作回答下列问题:
(1)步骤一:MnO2是该反应的_______(填“氧化剂”或“还原剂”);加热熔融时应选用的仪器是_______(填写序号)。
a.瓷坩埚                 b.刚玉坩埚             c.铁坩埚                 d.石英坩埚
熔融时加入MnO2后发生反应的化学方程式为_______
(2)步骤二:向绿色溶液通入CO2,除以上产物外还生成一种碳酸盐,则发生反应的离子方程式为_______。锰酸钾歧化时不能用盐酸代替CO2,原因是_______
(3)步骤三空白处的操作为_______
(4)该实验小组制备高锰酸钾粗品的产率是_______%(保留1位小数)。
II.高锰酸钾纯度测定
(5)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析。现称取制得的高锰酸钾产品1.6000g,配成250mL溶液,用酸式滴定管量取25.00mL待测液,再加入少量硫酸酸化。用0.1000mol·L-1 的草酸钾标准溶液进行滴定,滴定终点时消耗标准溶液的体积为18.00mL(不考虑杂质的反应),达到滴定终点的现象是_______,高锰酸钾产品的纯度为_______(保留3位有效数字,假设杂质不反应)。(已知滴定过程中涉及到的反应:Na2C2O4+H2SO4→H2C2O4+Na2SO4;H2C2O4+MnO+H→Mn2+CO2↑+H2O)。

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