Question

4．由軟錳礦制備高錳酸鉀的主要反應如下：
Ⅰ．熔融氧化    3MnO₂+KClO₃+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
Ⅱ．加酸歧化法3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
或電解法      2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2KOH+H₂↑
（1）在實驗室進行“熔融氧化”操作時，應選用鐵棒、坩堝鉗和cd（填字母）．
a．蒸發(fā)皿          b．瓷坩堝          c．鐵坩堝          d．泥三角
（2）加酸時不宜用鹽酸的原因是鹽酸具有還原性，會被氧化，降低產(chǎn)品的量；
（3）寫出采用電解法時的陽極反應式MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；與加酸歧化相比，電解法的明顯優(yōu)勢為K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉化到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：
①稱取0.80g 左右的高錳酸鉀產(chǎn)品，配成100mL溶液．
②準確稱取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．
③將瓶中溶液加熱到75～80℃，趁熱用①中配制的高錳酸鉀溶液滴定至終點．記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積，計算得出產(chǎn)品純度．滴定過程中反應的離子方程式為2MnO₄^-+5C₂O₄²-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合，測得反應液中Mn²⁺的濃度隨反應時間t的變化如圖，其原因可能為生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應速率越來越快；加熱溫度大于90℃，部分草酸發(fā)生分解，會導致測得產(chǎn)品純度偏高．（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．

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、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈；
（2）鹽酸具有還原性，會被氧化，降低產(chǎn)品的量；
（3）陽極是錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，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化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）③根據(jù)高錳酸鉀與草酸鈉發(fā)生氧化還原反應書寫反應的離子方程式；反應中Mn²⁺濃度發(fā)生顯著變化，應是反應生成的Mn²⁺對反應有催化作用，且c（Mn²⁺）濃度大催化效果更好，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，會導致測得產(chǎn)品純度偏高；

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、鐵棒、坩堝鉗、泥三角、酒精燈，故答案為：c d；
（2）鹽酸具有還原性，會被氧化，降低產(chǎn)品的量，故不宜用鹽酸，
故答案為：鹽酸具有還原性，會被氧化，降低產(chǎn)品的量；
（3）采用電解法時的陽極反應式，是錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應：MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；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化到KMnO₄中，提高利用率，
故答案為：MnO₄^2--e^-═MnO₄^-；K₂MnO₄中的錳元素可以完全轉化到KMnO₄中，提高利用率；
（4）③高錳酸鉀與草酸鈉發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，反應中Mn²⁺濃度發(fā)生顯著變化，應是反應生成的Mn²⁺對反應有催化作用，且c（Mn²⁺）濃度大催化效果更好，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，會導致測得產(chǎn)品純度偏高，
故答案為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；生成的Mn²⁺作催化劑，隨著Mn²⁺濃度增加，反應速率越來越快；偏高．

點評 本題考查氧化還原反應離子方程式的書寫、氧化還原反應滴定等，難度中等，注意把握實驗的原理，需要學生具備一定的理論分析能力和計算解決問題的能力．