Question

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：

20℃	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
s(g/100g水)	111	33.7	11.1	6.34

已知K₂MnO₄溶液显绿色，KMnO₄溶液紫红色。

实验流程如下：

请回答：

（1）步骤①应在                中熔化，并用铁棒用力搅拌，以防结块。

A．烧杯        B．蒸发皿        C．瓷坩埚      D．铁坩埚

（2）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的试剂是                。

A．二氧化硫    B．稀醋酸        C．稀盐酸      D．稀硫酸

②当溶液pH值达10～11时，停止通CO₂；若CO₂过多，造成的后果是             。

③下列监控K₂MnO₄歧化完全的方法或操作可行的是              。

A．通过观察溶液颜色变化，若溶液颜色由绿色完全变成紫红色，表明反应已歧化完全

B．取上层清液少许于试管中，继续通入CO₂，若无沉淀产生，表明反应已歧化完全

C．用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全

D．用pH试纸测定溶液的pH值，对照标准比色卡，若pH为10～11，表明反应已歧化完全

（3）步骤④的操作是把滤液移至蒸发皿内，用小火加热，当浓缩至          （填实验现象）时，停止加热，冷却，即有KMnO₄晶体析出。

（4）烘干时，温度控制在80℃为宜，理由是            。

（5）通过用草酸滴定KMnO₄溶液的方法可测定KMnO₄粗品的纯度（质量分数）。

①实验时先将草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）配成标准溶液，实验室常用的容量瓶的规格有100mL、250mL等多种，现配制90mL 1.5mol·L^-1的草酸溶液，需要称取草酸晶体的质量为           g。[已知Mr(H₂C₂O₄·2H₂O)=126]

②量取KMnO₄溶液应选用           （填“酸式”或“碱式”）滴定管，若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，则最终测定结果将           （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer

（1）D （2）①B ②CO2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 ③BC （3）液面出现晶膜 （4）温度过高，产品受热分解；温度过低，烘干时间长

（5）①18.9 ②酸式；偏小

【解析】

试题分析：（1）固体熔化需要坩埚，浓缩溶液需要蒸发皿。又因为高温下二氧化硅能与KOH反应，因此选择铁坩埚，不选择瓷坩埚，因此步骤①应在铁坩埚中熔化，答案选D。

（2）①A、二氧化硫具有还原性易被氧化，A错误；B、稀醋酸可以提供酸性环境，且生成的盐容易分离，B正确；C、稀盐酸易被高锰酸钾氧化为氯气，C错误；D、稀硫酸生成的 硫酸钾的溶解度与高锰酸钾相近，不容易分离，D错误，答案选B。

②根据表中数据可知碳酸氢钾的溶解度小，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；

③A．通过观察溶液颜色变化，若溶液颜色由绿色完全变成紫红色，但由于紫红色会掩盖绿色，所以不能表明反应已歧化完全，A错误；B．取上层清液少许于试管中，继续通入CO2，根据反应原理可知若无沉淀产生，表明反应已歧化完全，B正确；C．用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全，C正确；D．用pH试纸测定溶液的pH值，对照标准比色卡，若pH为10～11，只能表面溶液显弱碱性，但不能表明反应已歧化完全，D错误，答案选BC。

（3）步骤④的操作是把滤液移至蒸发皿内，用小火加热，当浓缩至液面出现晶膜时，停止加热，冷却，即有KMnO4晶体析出。

（4）由于温度过高，产品受热分解；温度过低，烘干时间长，因此烘干时，温度控制在80℃为宜。

（5）①实验时先将草酸晶体（H2C2O4·2H2O）配成标准溶液，实验室常用的容量瓶的规格有100mL、250mL等多种，现配制90mL 1.5mol·L-1的草酸溶液，则需要100mL容量瓶，因此需要称取草酸晶体的质量为0.1L×1.5mol/L×126g/mol＝18.9g。

②酸性高锰酸钾溶液显酸性，具有强氧化性，因此量取KMnO4溶液应选用酸式滴定管，若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，则溶液浓度被稀释，消耗标准液的体积减少，因此最终测定结果将偏小。

【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程图的分析与判断及产品纯度测量实验设计、误差分析等

【名师点晴】该类试题一般以物质制备、污水处理、物质分离等化工工艺为基础，考查元素及化合物性质、化学反应基本原理、物质的分离提纯、化学计算等相关知识。在复习备考中，应该注重基础知识的掌握和基本的解题方法，在解题中应该从题设中新的信息中跳出来，找到考查的重点，运用相关知识，逐步解答。这类试题的一般解题思路是：明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。箭头进入的是投料(反应物)，箭尾是生成物；注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。读懂流程图，写出主要的化学反应方程式或制备原理；最后需要明确要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。