综合题18.0分
化学

高锰酸钾是中学化学常用的强氧化剂,实验室中可通过以下反应制得:

MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O

K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3

相关物质的溶解度数据见下表:

实验流程如下:

已知K2MnO4溶液显绿色,KMnO4溶液紫红色。请回答下列问题:

20.步骤①应在        中熔化,并用铁棒用力搅拌,以防结块。

21.综合相关物质的化学性质及溶解度,步骤③中可以替代CO2的试剂是        

22.下列监控K2MnO4歧化完全的方法或操作可行的是        

23.当溶液pH值达10~11时,停止通CO2;若CO2过多,造成的后果是                

24.烘干时,温度控制在80℃为宜,温度不宜过高的理由是                           

25.通过用草酸滴定酸化后的KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度(质量分数)。

①滴定过程溶液中发生的离子反应为                                              

②称量w g KMnO4粗产品配制成100ml待测溶液,配制过程中除玻璃棒和烧杯外还需要用到的玻璃仪器有                     

③量取KMnO4待测液10.00ml,若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗,则测定结果将        

④滴定终点溶液的颜色变化是                                    

⑤经测定每滴定10.00ml待测液平均消耗c mol/L草酸标准液Vml,样品纯度的表达式为                 (高锰酸钾摩尔质量用M表示)。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

       步骤①熔融固体需要在坩埚中进行,且熔融的物质和坩埚成分不反应,步骤①中含有KOH碱性物质,KOH能和SiO2反应生成硅酸钾,所以应该用铁坩埚熔融,故选D

考查方向

化学实验及其相关注意事项的考察

解题思路

        根据流程图知,MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷却后捣碎加入蒸馏水并煮沸,然后过滤,滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10−11,KOH转化为K2CO3,根据溶解性表知,K2MnO4溶解度最小,趁热过滤,得到K2MnO4固体,然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体。

易错点

对酸碱中和滴定实验理解不透彻,记忆混淆

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

      ①综合相关物质的化学性质及溶解度,步骤③中可以替代CO2的试剂具有酸性,且和锰酸钾、高锰酸钾都不反应,稀盐酸和二氧化锰都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以不能选取,硫酸酸性太强,可以选取醋酸,故选B

考查方向

化学实验及其相关注意事项的考察

解题思路

       根据流程图知,MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷却后捣碎加入蒸馏水并煮沸,然后过滤,滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10−11,KOH转化为K2CO3,根据溶解性表知,K2MnO4溶解度最小,趁热过滤,得到K2MnO4固体,然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体。

易错点

对酸碱中和滴定实验理解不透彻,记忆混淆

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

       如果溶液中存在K2MnO4,通入CO2会产生沉淀,且K2MnO4溶液显绿色,KMnO4溶液紫红色,所以可以通过通入二氧化碳是否产生沉淀及溶液在滤纸上的颜色判断,故选B

考查方向

化学实验及其相关注意事项的考察

解题思路

      根据流程图知,MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷却后捣碎加入蒸馏水并煮沸,然后过滤,滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10−11,KOH转化为K2CO3,根据溶解性表知,K2MnO4溶解度最小,趁热过滤,得到K2MnO4固体,然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体。

易错点

对酸碱中和滴定实验理解不透彻,记忆混淆

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

CO2与K2CO3溶液反应生成KHCO3,结晶时会同KMnO4一起结晶析出,产品纯度降低

解析

       当溶液pH值达10~11时,停止通CO2;若CO2过多,二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,结晶时会同高锰酸钾一起析出,产品纯度降低,故答案为:二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,结晶时会同高锰酸钾一起析出,产品纯度降低。

考查方向

化学实验及其相关注意事项的考察

解题思路

      根据流程图知,MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷却后捣碎加入蒸馏水并煮沸,然后过滤,滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10−11,KOH转化为K2CO3,根据溶解性表知,K2MnO4溶解度最小,趁热过滤,得到K2MnO4固体,然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体。

易错点

对酸碱中和滴定实验理解不透彻,记忆混淆

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

温度过高,产品受热分解

解析

       如果温度过低,烘干时间过长,如果温度过高,会导致高锰酸钾分解,产率降低。

故答案为:如果温度过低,烘干时间过长,如果温度过高,高锰酸钾受热分解

考查方向

化学实验及其相关注意事项的考察

解题思路

       根据流程图知,MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷却后捣碎加入蒸馏水并煮沸,然后过滤,滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10−11,KOH转化为K2CO3,根据溶解性表知,K2MnO4溶解度最小,趁热过滤,得到K2MnO4固体,然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体。

易错点

对酸碱中和滴定实验理解不透彻,记忆混淆

第6小题正确答案及相关解析

正确答案

①2MnO4- + 5H2C2O4 +6H+=2Mn2+ + 10CO2↑ +8H2O

解析

① 滴定过程中2MnO4+5H2C2O4+6H→10CO2↑+2Mn2++8H2O,注意草酸是弱酸,不能拆开;

②称量w g KMnO4粗产品配制成100ml待测溶液,配制过程中除玻璃棒和烧杯外还需要用到的玻璃仪器有100ml容量瓶 、 胶头滴管;

③酸式滴定管未用标准液润洗,滴定管内壁残余水分,稀释了KMnO4,使得KMnO4体积增大,由c(KMnO4)=c(H2C2O4)V(H2C2O4)/V(KMnO4)可知计算出的结果偏小;

④用草酸滴定酸化后的KMnO4溶液,滴定终点溶液的颜色变化是由紫红色(MnO4)变为无色(Mn2+);

⑤根据c(KMnO4)=c(H2C2O4)V(H2C2O4)/V(KMnO

考查方向

化学实验及其相关注意事项的考察

解题思路

      根据流程图知,MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,冷却后捣碎加入蒸馏水并煮沸,然后过滤,滤液中含有KOH、KCl、KClO3、K2MnO4,然后向溶液中通入CO2并调节溶液的pH至10−11,KOH转化为K2CO3,根据溶解性表知,K2MnO4溶解度最小,趁热过滤,得到K2MnO4固体,然后抽滤、洗涤烘干得到K2MnO4粗晶体。

易错点

对酸碱中和滴定实验理解不透彻,记忆混淆