Question

實驗室可由軟錳礦（主要成分為 MnO₂）制備 KMnO₄，方法如下：軟錳礦與過量固體 KOH 和 KClO₃ 在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和 KCl；用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K₂MnO₄轉變為MnO₂和 KMnO₄；濾去MnO₂沉淀，濃縮濾液，結晶得到深紫色的針狀KMnO₄請回答：
（1）軟錳礦制備K₂MnO₄的化學方程是

 

．
（2）配平氧化還原反應方程式：

 

 C₂O

2- 4

+

 

MnO

- 4

+

 

H⁺=

 

CO₂+

 

Mn²⁺+

 

H₂O
（3）稱取6.0g含H₂C₂O₄?2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的試樣，加水溶解，配成250mL溶液．量取兩份此溶液各25.00mL，分別置于兩個錐形瓶中．
①第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25mol?L^-1NaOH溶液至20.00mL時，溶液由無色變為淺紅色．
②第二份溶液中滴加0.10mol?L^-1的酸性高錳酸鉀溶液至16.00mL時反應完全，此時溶液顏色由

 

變

 

．
③原試樣中H₂C₂O₄?2H₂O的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,氧化還原反應,中和滴定

專題：計算題,氧化還原反應專題

分析：（1）根據反應物與生成物來書寫反應方程式；
（2）C元素的化合價由+3價升高為+4價，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，結合電子、電荷守恒分析；
（3）①溶液由無色變為淺紅色，n（H⁺）=n（OH^-）；
②原溶液無色，KMnO₄為紫紅色，當溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反應完全時，溶液呈紫紅色；再根據電子守恒求算氫離子物質的量；
③根據反應①②列式計算．

解答： 解：（1）由軟錳礦與過量固體KOH和KClO₃在高溫下反應，生成錳酸鉀（K₂MnO₄）和KCl，則反應為3MnO₂+6KOH+KClO₃

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案為：3MnO₂+6KOH+KClO₃

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）C元素的化合價由+3價升高為+4價，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，則離子反應為5C₂O₄^2-+2MnO₄^2-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5；2；16；10；2；8；
（3）①溶液由無色變為淺紅，發生H⁺+OH^-═H₂O，n（H⁺）=n（OH^-）=0.25mol?L^-1×0.02L=0.005mol；
②原溶液無色，而KMnO₄為紫紅色，所以當溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反應完全時，溶液由無色變色紫紅色，
由電子守恒得：n（還）×2=0.1mol?L^-1×0.016L×5，n（還）=0.004mol，
故答案為：無色；紫紅色；
③由于實驗時所取溶液均為配制時的

1

10

，所以①、②中計算的數據均為配制溶液中溶質的

1

10

，
由①得：2n（H₂C₂O₄?2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.05mol，由②得：n（H₂C₂O4?2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.04mol，
由上述兩個方程式得：n（H₂C₂O₄?2H₂O）=0.01mol，n（KHC₂O₄）=0.03mol；
H₂C₂O₄?2H₂O的質量分數為

0.01mol×126g/mol

6g

×100%=21%，故答案為：21%．

點評：本題考查氧化還原反應的計算，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意從元素化合價的角度認識氧化還原反應的相關概念和物質的性質，難度不大．