Question

（2011?惠州模擬）某學習小組通過查閱資料，設計如下方案制備KMnO₄：

已知：①3MnO₂+KClO₃+6KOH

高溫  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
②幾種物質的溶解度：

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、細鐵棒、坩堝鉗外，還需的儀器是

AB

．
A．酒精燈     B．鐵坩堝      C．瓷坩堝      D． 燒杯
（2）反應Ⅰ的化學方程式

3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃

；
（3）反應Ⅱ的條件為電解，其化學方程式為

2K₂MnO₄+2H₂O

電解  .

2KOH+2KMnO₄+H₂↑

．
（4）兩個途徑中操作a、b相同，均包括

蒸發(fā)濃縮

、

冷卻結晶

、過濾等3步；在整個方案中可以循環(huán)利用的產(chǎn)物有

KOH、MnO₂

．
（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（質量分數(shù)），則還需要采集的數(shù)據(jù)為

滴定時消耗草酸溶液的體積、KMnO₄粗品的質量

．

Answer 1

分析：（1）熔融固體物質需要再坩堝內加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應用鐵坩堝；
（2）反應I為K₂MnO₄與CO₂反應，由工藝流程轉化關系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃．
（3）反應II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉化關系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應，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、冷卻結晶、過濾等；
流程中需要加入的物質在后邊又生成該物質，該物質可以循環(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的量，根據(jù)方程式計算n（KMnO₄），進而計算m（KMnO₄），高錳酸鉀的質量除以KMnO₄粗品的質量可得KMnO₄粗品的純度．

解答：解：（1）熔融固體物質需要再坩堝內加熱，加熱熔融物含有堿性KOH應用鐵坩堝，加熱需要用酒精燈．
故選：AB．
（2）反應I為K₂MnO₄與CO₂反應，由工藝流程轉化關系可知生成MnO₂、KMnO₄、K₂CO₃，反應方程式為 3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃．
故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂=MnO₂+2KMnO₄+2K₂CO₃；
（3）反應II為電解K₂MnO₄溶液，由工藝流程轉化關系可知，有生成KMnO₄、KOH生成，陰極發(fā)生還原反應，水在陰極放電，還生成H₂，電解反應式為2K₂MnO₄+2H₂O

電解  .

2KOH+2KMnO₄+H₂↑．
故答案為：2K₂MnO₄+2H₂O

電解  .

2KOH+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、冷卻結晶、過濾等，故操作a、b為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾；
從流程圖可以看出，需要加入的物質有MnO₂、KOH、KClO₃、CO₂（水可不考慮），反應中又生成KOH、MnO₂，故KOH、MnO₂是可以循環(huán)利用的物質，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；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的量，根據(jù)方程式計算n（KMnO₄），進而計算m（KMnO₄），高錳酸鉀的質量除以KMnO₄粗品的質量可得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粗品的質量．
故答案為：滴定時消耗草酸溶液的體積、KMnO₄粗品的質量．

點評：本題考查學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)工藝流程判斷反應物、產(chǎn)物，然后進行書寫．需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識、信息進行解決問題的能力．