Question

（2011?合肥三模）某化學研究性學習小組通過查閱資料，設計了如下圖所示的方法來制備 KMnO₄． 
已知：①3MnO₂+KClO₃+6KOH

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
②幾種物質的溶解度：

溫度	溶解度/g
	K2CO3	KOH	KMnO4
20℃	111	112	6.38
60℃	127	154	22.1

請回答下列問題：
（l）第一步固體熔融時除三腳架、泥三角、細鐵棒、坩堝鉗外，還需下列儀器中的

CD

．
A．蒸發(fā)皿      B．燒杯   C．酒精燈    D．鐵鉗禍
（2）寫出反應I化學方程式

3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃

；該反應產物中可以循環(huán)利用的是

MnO₂

．
（3）反應II的條件為電解，寫出陰極的電極反應式

2H₂O+2e-=2OH^-+H₂↑（或2H⁺+2e-=H₂↑）

．
（4）途徑一、二中的操作a、b相同，均包括蒸發(fā)濃縮、

冷卻結晶

、過濾等3 步．
（5）通過用草酸滴定 KMnO₄溶液的方法可測定 KMnO₄ 粗品的純度（質量分數）．
①實驗時要將草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）配成標準溶液，則配制 l00mL 1.5mol?L^-1的草酸溶液，需要稱取草酸晶體的質量為

18.9

g．
②該實驗中除KMnO₄粗品的質量、草酸晶體的質量外，還需要采集的數據有

滴定時消耗草酸溶液的體積

．

Answer 1

分析：（1）熔融固體物質需要再坩堝內加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應用鐵坩堝；
（2）反應I為K₂MnO₄與CO₂反應，由工藝流程轉化關系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃．流程中需要加入的物質在后邊又生成該物質，該物質可以循環(huán)使用；
（3）反應II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉化關系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應，水在陰極放電，生成KOH與H₂；
（4）由溶液中獲得晶體，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等；
（5）①根據n=cV計算草酸的物質的量，n（H₂C₂O₄?2H₂O）=n（H₂C₂O₄），再根據m=nM計算m（H₂C₂O₄?2H₂O）；
②由滴定時消耗草酸溶液的體積，計算消耗的草酸的物質的量，根據方程式計算n（KMnO₄），進而計算m（KMnO₄）與純度．

解答：解：（1）熔融固體物質需要再坩堝內加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應用鐵坩堝，加熱需要用酒精燈，故選：CD；
（2）反應I為K₂MnO₄與CO₂反應，由工藝流程轉化關系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃，反應方程式為 3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃；
從流程圖可以看出，需要加入的物質有MnO₂、KOH、KClO₃、CO₂（水可不考慮），反應中又生成MnO₂，故MnO₂是可以循環(huán)利用的物質，故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃；MnO₂；
（3）反應II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉化關系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應，水在陰極放電，生成KOH與H₂，電極反應式為2H₂O+2e-=2OH^-+H₂↑（或2H⁺+2e-=H₂↑），
故答案為：2H₂O+2e-=2OH^-+H₂↑（或2H⁺+2e-=H₂↑）；
（4）由溶液中獲得晶體，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等，故答案為：冷卻結晶；
（5）①n（H₂C₂O₄）=0.1L×1.5mol?L^-1=0.15mol，所以n（H₂C₂O₄?2H₂O）=n（H₂C₂O₄）=0.15mol，m（H₂C₂O₄?2H₂O）=0.15mol×126g/mol=18.9g，
故答案為：18.9；
②由滴定時消耗草酸溶液的體積，計算消耗的草酸的物質的量，根據方程式計算n（KMnO₄），進而計算m（KMnO₄）與純度，所以該實驗中除KMnO₄粗品的質量、草酸晶體的質量外，還需要采集的數據滴定時消耗草酸溶液的體積，
故答案為：滴定時消耗草酸溶液的體積體積．

點評：本題考查學生閱讀題目獲取信息能力、電解池、物質的量濃度、實驗基本操作與滴定等，難度中等，（2）中方程式書寫為易錯點，根據工藝流程判斷反應物、產物，然后進行書寫．