Question

【題目】高錳酸鉀是常用的氧化劑。工業上以軟錳礦(主要成分是MnO2)為原料制備高錳酸鉀晶體。中間產物為錳酸鉀。下圖是實驗室模擬制備KMnO4晶體的操作流程：

已知：錳酸鉀(K2MnO4)是墨綠色晶體，其水溶液呈深綠色，這是錳酸根離子(MnO)在水溶液中的特征顏色，在強堿性溶液中能穩定存在；在酸性、中性和弱堿性環境下，MnO會發生自身氧化還原反應，生成MnO和MnO2。

回答下列問題：

(1)KOH的電子式為____________。

(2)調節溶液pH過程中，所得氧化產物與還原產物的物質的量之比為____________。

(3)趁熱過濾的目的是_____________________________________________。

(4)已知20 ℃時K2SO4、KCl、CH3COOK的溶解度分別為11.1 g、34 g、217 g，則從理論上分析，選用下列酸中________(填標號)，得到的高錳酸鉀晶體純度更高。

A．稀硫酸 B．濃鹽酸 C．醋酸 D．稀鹽酸

(5)產品中KMnO4的定量

①配制濃度為0.1250 mg· mL－1的KMnO4標準溶液100 mL。

②將上述溶液稀釋為濃度分別為2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0(單位：mg·L－1)的溶液，分別測定不同濃度溶液對光的吸收程度，并將測定結果繪制成曲線如下。

③稱取KMnO4樣品(不含K2MnO4)0.1250 g按步驟①配得產品溶液1000 mL，取10 mL稀釋至100 mL，然后按步驟②的方法進行測定，兩次測定所得的吸光度分別為0.149、0.151，則樣品中KMnO4的質量分數為________。

(6)酸性KMnO4溶液與FeSO4溶液反應的離子方程式為____________________。

Answer 1

【答案】 2∶1 防止析出高錳酸鉀，降低產率 C 90.0% MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

【解析】軟錳礦的主要成分是MnO2，由工藝轉化關系可知，MnO2和KOH在空氣中熔融煅燒生成錳酸鉀(K2MnO4)，調節錳酸鉀(K2MnO4)強堿溶液的pH，制備KMnO4，通過過濾分離出MnO2，對KMnO4溶液冷卻結晶過濾得到KMnO4晶體。

（1）本題考查電子式的書寫和儀器的選擇，KOH屬于離子化合物，其電子式為，

故答案為：；

（2）考查氧化還原反應中得失電子數目守恒，根據信息，錳酸鉀在酸性、中性、弱堿性環境中發生歧化反應，MnO2是錳酸鉀中Mn由＋6價→＋4價，化合價降低得到，因此MnO2是還原產物，KMnO4是氧化產物，n(KMnO4)×1=n(MnO2)×2，得出n(KMnO4)：n(MnO2)=2:1，

故答案為：2∶1；

（3）考查物質的分離，高錳酸鉀溶于水，MnO2不溶于水，因此趁熱過濾目的是防止析出高錳酸鉀，降低產率；

故答案為：防止析出高錳酸鉀，降低產率；

（4）考查物質的分離和提純，高錳酸鉀與濃鹽酸反應，因此選項B錯誤；然后根據三種物質的溶解度大小，溶解度越大，得到高錳酸鉀純度越高，

故選項c正確；

（5）③考查化學計算，吸光度的平均值為(0.149＋0.151)/2=0.150，此時對應的KMnO4的濃度為11.25mg·L－1，則1000mL的溶液中KMnO4的濃度為11.25×mg·L－1=112.5mg·L－1，因此高錳酸鉀的質量分數為100%=90.0%；

故答案為：90.0%；

（6）本題考查氧化還原反應方程式的書寫，利用高錳酸鉀的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被還原成Mn2＋，然后根據化合價的升降法進行配平，即離子反應方程式為MnO4－+5Fe2＋+8H＋=Mn2＋+5Fe3＋+4H2O，

故答案為：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。