Question

實驗室可由軟錳礦（主要成分為 MnO₂）制備 KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過量固體 KOH 和 KClO₃ 在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和 KCl；用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K₂MnO₄轉變?yōu)镸nO₂和 KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結晶得到深紫色的針狀KMnO₄請回答：
（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學方程是

 

．
（2）配平氧化還原反應方程式：

 

 C₂O

2- 4

+

 

MnO

- 4

+

 

H⁺=

 

CO₂+

 

Mn²⁺+

 

H₂O
（3）稱取6.0g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25.00mL，分別置于兩個錐形瓶中．
①第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25mol?L^-1NaOH溶液至20.00mL時，溶液由無色變?yōu)闇\紅色．
②第二份溶液中滴加0.10mol?L^-1的酸性高錳酸鉀溶液至16.00mL時反應完全，此時溶液顏色由

 

變

 

．
③原試樣中H₂C₂O₄?2H₂O的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,氧化還原反應,中和滴定

專題：計算題,氧化還原反應專題

分析：（1）根據(jù)反應物與生成物來書寫反應方程式；
（2）C元素的化合價由+3價升高為+4價，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，結合電子、電荷守恒分析；
（3）①溶液由無色變?yōu)闇\紅色，n（H⁺）=n（OH^-）；
②原溶液無色，KMnO₄為紫紅色，當溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反應完全時，溶液呈紫紅色；再根據(jù)電子守恒求算氫離子物質(zhì)的量；
③根據(jù)反應①②列式計算．

解答： 解：（1）由軟錳礦與過量固體KOH和KClO₃在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，則反應為3MnO₂+6KOH+KClO₃

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：3MnO₂+6KOH+KClO₃

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）C元素的化合價由+3價升高為+4價，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，則離子反應為5C₂O₄^2-+2MnO₄^2-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5；2；16；10；2；8；
（3）①溶液由無色變?yōu)闇\紅，發(fā)生H⁺+OH^-═H₂O，n（H⁺）=n（OH^-）=0.25mol?L^-1×0.02L=0.005mol；
②原溶液無色，而KMnO₄為紫紅色，所以當溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反應完全時，溶液由無色變色紫紅色，
由電子守恒得：n（還）×2=0.1mol?L^-1×0.016L×5，n（還）=0.004mol，
故答案為：無色；紫紅色；
③由于實驗時所取溶液均為配制時的

1

10

，所以①、②中計算的數(shù)據(jù)均為配制溶液中溶質(zhì)的

1

10

，
由①得：2n（H₂C₂O₄?2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.05mol，由②得：n（H₂C₂O4?2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.04mol，
由上述兩個方程式得：n（H₂C₂O₄?2H₂O）=0.01mol，n（KHC₂O₄）=0.03mol；
H₂C₂O₄?2H₂O的質(zhì)量分數(shù)為

0.01mol×126g/mol

6g

×100%=21%，故答案為：21%．

點評：本題考查氧化還原反應的計算，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意從元素化合價的角度認識氧化還原反應的相關概念和物質(zhì)的性質(zhì)，難度不大．