Question

【題目】化學興趣小組的同學們想要探究錳的性質，進行了下列實驗和探究。

Ⅰ的制�。涸诓殚嗁Y料后，興趣小組的同學們設計了以軟錳礦石為原料制取的步驟，并實驗室模擬制備。

已知溶液Ⅰ中Mn為價

(1)在“堿熔氧化”時，既可將與KOH混合物熔融后通入氧氣，也可加入作為氧化劑。請分析哪種方法更合適并簡述理由：________。

(2)步驟①是________。酸化過程中只需通入過量即可，請寫出對應的離子方程式：_________。

(3)實際上用這種方法制取效率很低。若工業(yè)上要用此法制取，應_______以提高原料的利用率。在實際生產過程中，還可用Ni為陽極、Fe為陰極電解溶液Ⅰ以獲得高濃度的溶液，試寫出陰極的電極反應方程式：_______。

Ⅱ的成分探究：化學實驗室存有一瓶開封已久的試劑，化學興趣小組欲研究該的純度。

(1)打開試劑瓶時，有一股氣流沖出。甲同學取少量粉末于試管中，加適量蒸餾水振蕩，發(fā)現固體部分溶解，試管底部沉積有少量黑色不溶物，且溶解過程中管壁發(fā)熱明顯。甲同學查閱資料得知：變質時有和兩種含錳物質生成，且含錳物質中，較高氧化態(tài)物質與較低氧化態(tài)物質的物質的量之比為。試寫出受熱分解的化學方程式：________。

為進一步確定的純度，乙同學和丙同學先后進行了以下實驗；

①取樣品溶于試管中，過濾，得到黑色固體和濾液1；

②洗滌黑色固體，留取洗滌液，重復三次；

③用分析天平稱量黑色固體，其質量為。

(2)據此，乙同學計算得出的純度為________。

在乙同學的實驗的基礎上，丙同學繼續(xù)完成了以下實驗：

④將②中的洗滌液加入濾液1中，在濾液1中逐滴滴加溶液，直到灰綠色固體不再增加為止；

⑤過濾，得濾液2，洗滌灰綠色固體并留取洗滌液，重復三次；

⑥將⑤中的洗滌液加入濾液2中，加水標定至，酸化后用標準液A進行滴定操作，每次取樣，總共重復進行了四次滴定實驗。提示：

(3)若步驟④未將②中洗滌液加入濾液1中，會導致最終滴定結果________填“偏大”“偏小”或“不變”。

(4)標準液A可選用下列的________填字母序號。

a.溶液 b.溶液

c.酸性NaI溶液 d.酸性溶液

(5)完成所有滴定實驗后，最終丙同學計算出的純度比乙同學計算所得的數據偏小，請結合上述實驗操作分析兩位同學實驗結果差異較大的原因是______________寫2條。

Answer 1

【答案】氧氣氧化合適，不引入雜質 過濾 將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中 10KMnO4 3K2MnO4+7MnO2+6O2↑+2K2O 偏小 實驗過程中部分分解導致滴定結果偏小洗滌后未干燥黑色物質導致計算結果偏大；滴定操作前進行了兩次過濾和洗滌操作，溶液中離子損失較大導致滴定結果偏小

【解析】

Ⅰ.(1)將與KOH混合物熔融后通入氧氣氧化更合適；

(2)步驟①是過濾，將固液分離；根據氧化還原反應配平方程式；

(3)工業(yè)上要用此法制取，應將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中，可以循環(huán)利用，以提高原料的利用率；根據電極反應式分析；

Ⅱ.(1)由題意可知，產生的氣流，應該是氧氣，黑色不溶物且含錳應為二氧化錳，生成的另一含錳物質很可能是錳酸鉀，寫出化學方程式；

(2)根據物質的量關系進行計算；

(3)若步驟④未將②中洗滌液加入濾液1中，會使得錳酸根離子有損失；

(4)根據反應原理分析解答；

(5)實驗過程中部分分解導致滴定結果偏小或洗滌后未干燥黑色物質導致計算結果偏大或滴定操作前進行了兩次過濾和洗滌操作。

Ⅰ.(1)將與KOH混合物熔融后通入氧氣氧化更合適，不引入雜質；

故答案為：氧氣氧化合適，不引入雜質；

(2)步驟①是過濾，將固液分離；溶液Ⅰ中Mn為價，則為錳酸根離子，酸化過程中通入過量生成高錳酸根離子，二氧化錳沉淀和碳酸氫根離子，離子方程式為；

故答案為：過濾；；

(3)工業(yè)上要用此法制取，應將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中，可以循環(huán)利用，以提高原料的利用率；用Ni為陽極、Fe為陰極電解溶液Ⅰ以獲得高濃度的溶液，陰極被還原，而Fe作為陰極，該電極反應方程式為，水得到電子，；

故答案為：將生成的二氧化錳重新加入堿熔氧化的步驟中；；

Ⅱ.(1)由題意可知，產生的氣流，應該是氧氣，黑色不溶物且含錳應為二氧化錳，生成的另一含錳物質很可能是錳酸鉀，較高氧化態(tài)錳酸鉀與較低氧化態(tài)二氧化錳的物質的量之比為，根據化學方程式書寫原則，得出在受熱分解的化學方程式：10KMnO4 3K2MnO4+7MnO2+6O2↑+2K2O；

故答案為：10KMnO4 3K2MnO4+7MnO2+6O2↑+2K2O；

(2)由上題可知變質后產生的固體雜質為、、，

過濾洗滌后黑色固體為二氧化錳，根據

609 188 591

得到10g樣品中雜質的質量，；

故答案為：；

(3)若步驟④未將②中洗滌液加入濾液1中，會使得錳酸根離子有損失，用溶液滴定時，會導致最終滴定結果偏小；

故答案為：偏��；

(4)不與反應，不可選；

與反應，現象明顯便于觀察，且濃度也合適，可選；

酸性NaI溶液與反應生成為紫黑色，干擾顏色觀察，且濃度過大，不可選；

濃度過大，不可選；

故答案為：b；

(5)實驗過程中部分分解導致滴定結果偏小或洗滌后未干燥黑色物質導致計算結果偏大或滴定操作前進行了兩次過濾和洗滌操作，溶液中離子損失較大導致滴定結果偏��；

故答案為：實驗過程中部分分解導致滴定結果偏小洗滌后未干燥黑色物質導致計算結果偏大；滴定操作前進行了兩次過濾和洗滌操作，溶液中離子損失較大導致滴定結果偏小。