Question

高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是实验室中模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程图。

（1）操作Ⅰ的名称为_________。

（2）反应②的化学方程式为____________。工业上用上述原理生产KMnO₄方法产率较低，较好的制备方法是电解法。用Pt作阳极，Fe作阴极，K₂MnO₄为电解液，阳极的电极反应式为_________________。

（3）KMnO₄在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学中。

例如：2KMnO₄+3H₂SO₄+5Na₂SO₃=5Na₂SO₄+K₂SO₄+2MnSO₄+3H₂O。某同学用KMnO₄测定实验室长期存放的Na₂SO₃固体的纯度。现欲准确称取6.3 g Na₂SO₃固体样品，配成500 mL溶液。取25.00 mL上述溶液放入锥形瓶中，用0.01000 mol/L 的酸性KMnO₄溶液进行滴定。滴定结果如下表所示：

配制500 mLNa₂SO₃溶液时，必须用到的实验仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙和_____、____。

②判断滴定终点的依据是____________________________________________。

③下列操作会导致测定结果偏高的是___________。

A．未用标准浓度的酸性KMnO₄溶液润洗滴定管    B．滴定前锥形瓶未干燥

C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡     D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视

④用上述实验数据，计算Na₂SO₃的纯度为______________。(保留三位有效数字)

Answer

过滤3K2MnO4+ 2CO2=2KMnO4+ 2K2CO3+MnO2↓MnO42-―e—=MnO4-500mL容量瓶托盘天平锥形瓶溶液从无色变为浅红色，且半分钟内不褪去AC24.0%

【解析】

二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K2MnO4溶液，通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，过滤除去滤渣MnO2，滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4粗晶体，母液中含有K2CO3，在母液中加石灰乳（氢氧化钙）得到碳酸钙沉淀和KOH，KMnO4粗晶体重结晶得到KMnO4晶体。

（1）该操作时分离固体与溶液，是过滤操作。（2）反应②为K2MnO4溶液中通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，反应的化学方程式为：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2↓；用Pt作阳极，Fe作阴极，电解K2MnO4溶液，阳极上MnO42-失电子的氧化反应，电极反应式为MnO42--e=MnO4-。（3）①用固体配制溶液所用仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管、药匙，则配制500 mLNa2SO3溶液时还需托盘天平和500mL容量瓶；②酸性KMnO4溶液进行滴定亚硫酸钠溶液，滴入最后一滴，溶液呈紫红色且半分钟不变化，证明反应达到终点；③酸式滴定管水洗后未用待测液润洗，会导致酸性高锰酸钾浓度偏小，需要高锰酸钾体积偏大，即造成V（标准）偏大，测定值偏大，A正确；盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗，待测液的物质的量不变，标准液的体积不变，c（待测）无影响，B错误；定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失，会导致测定高锰酸钾体积偏大，即造成V（标准）偏大，测定值偏大，C正确；滴定前仰视，滴定后俯视，造成V（标准）偏小，则

c（待测）偏小，D错误，故选AC。④25ml溶液消耗高锰酸钾溶液平均体积为24ml，结合化学方程式得定量关系：2KMnO4—5Na2SO3，计算得到250ml溶液中亚硫酸钠物质的量为0.012mol，则6.3gNa2SO3固体样品中亚硫酸钠质量分数为24%。