Question

实验室可由软锰矿（主要成分为 MnO₂）制备 KMnO₄，方法如下：软锰矿与过量固体 KOH 和 KClO₃ 在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和 KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K₂MnO₄转变为MnO₂和 KMnO₄；滤去MnO₂沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO₄请回答：
（1）软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程是

 

．
（2）配平氧化还原反应方程式：

 

 C₂O

2- 4

+

 

MnO

- 4

+

 

H⁺=

 

CO₂+

 

Mn²⁺+

 

H₂O
（3）称取6.0g含H₂C₂O₄?2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的试样，加水溶解，配成250mL溶液．量取两份此溶液各25.00mL，分别置于两个锥形瓶中．
①第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25mol?L^-1NaOH溶液至20.00mL时，溶液由无色变为浅红色．
②第二份溶液中滴加0.10mol?L^-1的酸性高锰酸钾溶液至16.00mL时反应完全，此时溶液颜色由

 

变

 

．
③原试样中H₂C₂O₄?2H₂O的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,氧化还原反应,中和滴定

专题：计算题,氧化还原反应专题

分析：（1）根据反应物与生成物来书写反应方程式；
（2）C元素的化合价由+3价升高为+4价，Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，结合电子、电荷守恒分析；
（3）①溶液由无色变为浅红色，n（H⁺）=n（OH^-）；
②原溶液无色，KMnO₄为紫红色，当溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反应完全时，溶液呈紫红色；再根据电子守恒求算氢离子物质的量；
③根据反应①②列式计算．

解答： 解：（1）由软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，则反应为3MnO₂+6KOH+KClO₃

高温  .

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

高温  .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）C元素的化合价由+3价升高为+4价，Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，则离子反应为5C₂O₄^2-+2MnO₄^2-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：5；2；16；10；2；8；
（3）①溶液由无色变为浅红，发生H⁺+OH^-═H₂O，n（H⁺）=n（OH^-）=0.25mol?L^-1×0.02L=0.005mol；
②原溶液无色，而KMnO₄为紫红色，所以当溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反应完全时，溶液由无色变色紫红色，
由电子守恒得：n（还）×2=0.1mol?L^-1×0.016L×5，n（还）=0.004mol，
故答案为：无色；紫红色；
③由于实验时所取溶液均为配制时的

1

10

，所以①、②中计算的数据均为配制溶液中溶质的

1

10

，
由①得：2n（H₂C₂O₄?2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.05mol，由②得：n（H₂C₂O4?2H₂O）+n（KHC₂O₄）=0.04mol，
由上述两个方程式得：n（H₂C₂O₄?2H₂O）=0.01mol，n（KHC₂O₄）=0.03mol；
H₂C₂O₄?2H₂O的质量分数为

0.01mol×126g/mol

6g

×100%=21%，故答案为：21%．

点评：本题考查氧化还原反应的计算，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意从元素化合价的角度认识氧化还原反应的相关概念和物质的性质，难度不大．