Question

【題目】下圖表示從廢舊普通鋅錳電池內(nèi)容物中回收制備KMnO4等物質(zhì)的一種工藝（不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬）。

（1）KMnO4稀溶液是一種常用消毒劑，其消毒機(jī)理與下列物質(zhì)相似的是______________（填序號(hào)）

A．雙氧水 B．75%酒精 C．苯酚 D．84消毒液（NaClO溶液）

（2）①黑色固體混合物水浸時(shí)為提高浸出速率，常采用的措施為_________________（答出兩條即可）。

②濾渣水洗灼燒后固體是一種黑色的化合物，操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4和KCl，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____________________________。

③圖中產(chǎn)物A是一種難溶于水的黑色固體，其化學(xué)式為：_________________。

（3）測(cè)定KMnO4產(chǎn)品的純度可用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定。

①配制250mL0.1000mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液，需要使用的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、量筒和______、_______；

②取上述制得的KMnO4產(chǎn)品0.7000g，酸化后用0.1000mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，滴定至終點(diǎn)記錄實(shí)驗(yàn)消耗Na2S2O3溶液的體積，重復(fù)步驟②，三次平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
消耗Na2S2O3溶液體積/mL	19.30	20.98	21.02

(有關(guān)離子方程式為：MnO4-＋S2O32-＋H+—SO42-＋Mn2+＋H2O，未配平)

將0.1000mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液盛裝在________（填“酸式”或“堿式”）滴定管中進(jìn)行滴定。計(jì)算該KMnO4產(chǎn)品的純度_________________。

Answer 1

【答案】 AD 加熱、將固體混合物粉碎、攪拌 3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 +KCl+3H2O MnO2 玻璃棒 250mL容量瓶 堿式 75.84%

【解析】試題分析：本題是以從廢舊普通鋅錳電池內(nèi)容物中回收制備KMnO4為載體，考查考生對(duì)KMnO4的強(qiáng)氧化性、化學(xué)反應(yīng)速率（此題為固體溶解速率）的影響因素、氧化還原反應(yīng)方程式配平和書(shū)寫(xiě)、滴定以及滴定計(jì)算等知識(shí)掌握程度，考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程的分析能力和對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。

解析：普通鋅錳電池中存在MnO2、石墨，由于其不溶于水，而電池中其余為可溶物，所以水浸、過(guò)濾后濾渣是MnO2和C（不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬），水洗除去固體表面殘留溶質(zhì)，灼燒去除C，剩余固體只有MnO2。MnO2固體與KClO3、KOH高溫熔融時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，向下的問(wèn)題中提示生成K2MnO4和KCl。再將熔塊溶解并通入CO2、分離得到KMnO4，因此操作b中發(fā)生反應(yīng)生成KMnO4，同時(shí)得到的黑色固體（（3）③中描述）是MnO2。（1）KMnO4的消毒作用是利用了KMnO4的強(qiáng)氧化性殺滅病菌，與選項(xiàng)中AD相似，B選項(xiàng)75%酒精的消毒原理是利用酒精使病毒蛋白質(zhì)發(fā)生變性，C選項(xiàng)苯酚則是利用苯酚的毒性殺滅病毒，則二者消毒的原理均與KMnO4不同，正確答案AD。（2）①水浸是使廢電池中的可溶物充分溶解，單位時(shí)間提高浸出率就是提高溶解速率，所以可以采用加熱、攪拌、粉碎固體使其顆粒更小等措施加速固體的溶解，正確答案：加熱、將固體混合物粉碎、攪拌（選其二）。②結(jié)合上述解析，該反應(yīng)基本物質(zhì)關(guān)系為KClO3+MnO2+KOH→K2MnO4+KCl，配平之后即可得到答案，正確答案：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O。③答案：MnO2。（3）①配制溶液時(shí)缺少玻璃棒和250mL容量瓶。②Na2S2O3溶液由于S2O32-水解呈堿性，所以應(yīng)當(dāng)放在堿式滴定管中。從滴定消耗Na2S2O3體積看，第一次實(shí)驗(yàn)明顯存在較大誤差，應(yīng)當(dāng)舍去，滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)有關(guān)離子方程式為：8MnO4-＋5S2O32-＋14H+=10SO42-＋8Mn2+＋7H2O，n(KMnO4)=8/5×0.1000mol/L××10-3L=3.36×10-3mol ，KMnO4純度=3.36×10-3mol×158g·mol-1/0.7000g=0.7584=75.84%。正確答案：堿式 75.84%。