Question

某學(xué)習(xí)小組通過查閱資料，設(shè)計如下方案制備KMnO₄：

已知：①3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
②幾種物質(zhì)的溶解度：

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

（1）第一步固體熔融時除三腳架、泥三角、細(xì)鐵棒、坩堝鉗外，還需的儀器是______．
A．酒精燈　　 B．鐵坩堝　　　C．瓷坩堝　　　D． 燒杯
（2）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式______；
（3）反應(yīng)Ⅱ的條件為電解，其化學(xué)方程式為______．
（4）兩個途徑中操作a、b相同，均包括______、______、過濾等3步；在整個方案中可以循環(huán)利用的產(chǎn)物有______．
（5）最后可以用1.5mol?L^-1的草酸（H₂C₂O₄）溶液滴定KMnO₄溶液來測定KMnO₄粗品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），則還需要采集的數(shù)據(jù)為______．

Answer 1

解：（1）熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝，加熱需要用酒精燈．
故選：AB．
（2）反應(yīng)I為K₂MnO₄與CO₂反應(yīng)，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃，反應(yīng)方程式為 3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃．
故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃；
（3）反應(yīng)II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電，還生成H₂，電解反應(yīng)式為2K₂MnO₄+2H₂O2KOH+2KMnO₄+H₂↑．
故答案為：2K₂MnO₄+2H₂O2KOH+2KMnO₄+H₂↑．
（4）兩個途徑中操作a、b都是由溶液中獲得晶體，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等，故操作a、b為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；
從流程圖可以看出，需要加入的物質(zhì)有MnO₂、KOH、KClO₃、CO₂（水可不考慮），反應(yīng)中又生成KOH、MnO₂，故KOH、MnO₂是可以循環(huán)利用的物質(zhì)，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；KOH、MnO₂；
（5）由滴定時消耗草酸溶液的體積，計算消耗的草酸的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算n（KMnO₄），進(jìn)而計算m（KMnO₄），高錳酸鉀的質(zhì)量除以KMnO₄粗品的質(zhì)量可得KMnO₄粗品的純度，故還需要采集的數(shù)據(jù)為：滴定時消耗草酸溶液的體積、KMnO₄粗品的質(zhì)量．
故答案為：滴定時消耗草酸溶液的體積、KMnO₄粗品的質(zhì)量．
分析：（1）熔融固體物質(zhì)需要再坩堝內(nèi)加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應(yīng)用鐵坩堝；
（2）反應(yīng)I為K₂MnO₄與CO₂反應(yīng)，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃．
（3）反應(yīng)II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水在陰極放電，還生成H₂．
（4）兩個途徑中操作a、b為由溶液中獲得晶體，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等；
流程中需要加入的物質(zhì)在后邊又生成該物質(zhì)，該物質(zhì)可以循環(huán)使用；
（5）由滴定時消耗草酸溶液的體積，計算消耗的草酸的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計算n（KMnO₄），進(jìn)而計算m（KMnO₄），高錳酸鉀的質(zhì)量除以KMnO₄粗品的質(zhì)量可得KMnO₄粗品的純度．
點評：本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、電解池、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(jù)工藝流程判斷反應(yīng)物、產(chǎn)物，然后進(jìn)行書寫．需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識、信息進(jìn)行解決問題的能力．