Question

高錳酸鉀可以殺滅細(xì)菌，是家庭必備的常用消毒藥．已知：K₂MnO₄溶液為綠色溶液．
KMnO₄的制取：
實(shí)驗(yàn)室制取KMnO₄的方法和步驟是①高溫灼燒MnO₂、KOH等獲得K₂MnO₄固體②用適量熱蒸餾水溶解K₂MnO₄③加熱K₂MnO₄溶液并緩慢通入CO₂，反應(yīng)生成KMnO₄、K₂CO₃和MnO₂④懸濁液經(jīng)過(guò)濾，…，低溫烘干，最終制得高錳酸鉀晶體．
（1）步驟②中用熱蒸餾水溶解的目的是

 

，步驟③中獲取KMnO₄的化學(xué)方程式是

 

．步驟④中高錳酸鉀晶體只能低溫烘干的原因是

 

．
（2）帶孔隔板上的塊狀固體是

 

，從長(zhǎng)頸漏斗中加入的溶液是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)操作是先打開(kāi)K3、K2，關(guān)閉K1、K4，稍打開(kāi)玻璃活塞，緩慢 通入CO₂，未反應(yīng)的CO₂被氣囊A收集．一段時(shí)間后，關(guān)閉玻璃活塞，打開(kāi)K1、K3、K4，關(guān)閉K2，緩慢擠壓氣囊A將CO₂排到反應(yīng)液中，未反應(yīng)的CO₂被氣囊B收集，打開(kāi)K1、K2、

 

，關(guān)閉

 

，緩慢擠壓氣囊B，這樣往復(fù)進(jìn)行上述操作．當(dāng)用玻璃棒蘸取溶液點(diǎn)在濾紙上，只有

 

色，說(shuō)明反應(yīng)完全．
（4）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
KMnO₄含量測(cè)定：
（5）利用高錳酸鉀加熱分解測(cè)定樣品中KMnO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)選擇裝置A和裝置

 

組合（固定裝置略），試管口塞有棉花團(tuán)的作用是

 

．
（6）實(shí)驗(yàn)步驟：精確稱量一定質(zhì)量高錳酸鉀樣品；點(diǎn)燃酒精燈加熱；當(dāng)

 

時(shí)，收集氣體；

 

酒精燈，冷卻后調(diào)節(jié)量筒高度，并使量筒內(nèi)外液面相平，讀取氣體體積．
（7）若量筒的規(guī)格是100mL，O₂的密度為1.420g/L，則KMnO₄樣品最多稱取

 

g（保留兩位小數(shù)）．
（8）若KMnO₄樣品質(zhì)量為1g，測(cè)得O₂體積為56.3mL．計(jì)算樣品KMnO₄的含量（O₂的質(zhì)量保留兩位小數(shù)，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，）．
（9）若測(cè)定的KMnO₄樣品純度偏大，其原因可能是

 

．

Answer 1

分析：（1）②根據(jù)溫度升高溶解速率加快的道理，來(lái)解釋用熱蒸餾水溶解K₂MnO₄的原因；③知道反應(yīng)物和生成物以及反應(yīng)條件，然后配平化學(xué)方程式就好了；④高錳酸鉀受熱易分解；
（2）實(shí)驗(yàn)室用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳；
（3）高錳酸鉀是紫紅色的固體；
（4）從為實(shí)驗(yàn)節(jié)約了成本和環(huán)保的絕度考慮問(wèn)題；
（5）排水法收集生成的氧氣時(shí)，導(dǎo)管不易伸入太長(zhǎng)；為了防止高錳酸鉀堵塞導(dǎo)管，實(shí)驗(yàn)時(shí)通常在試管口塞一團(tuán)棉花；
（6）為了避免氣體的不必要逸出，而造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不精確，所以在產(chǎn)生第1個(gè)氣泡是就開(kāi)始收集氣體；由于氣體受熱體積膨脹的道理，未冷卻就讀取量筒中氣體體積，會(huì)使得測(cè)定的氧氣體積偏大；
（7）根據(jù)化學(xué)方程式表示的量的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；
（8）根據(jù)化學(xué)方程式表示的量的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；
（9）由于氣體受熱體積膨脹的道理，未冷卻就讀取量筒中氣體體積，會(huì)使得測(cè)定的氧氣體積偏大．

解答：解：（1）②根據(jù)溫度升高溶解速率加快的道理，來(lái)解釋用熱蒸餾水溶解K₂MnO₄的原因；
③從題目條件“加熱K₂MnO₄溶液并緩慢通入CO₂，反應(yīng)生成KMnO₄、K₂CO₃和MnO₂”中知道反應(yīng)物是K₂MnO₄和CO₂，生成物是KMnO₄、K₂CO₃和MnO₂反應(yīng)條件是加熱，然后書(shū)寫(xiě)并配平化學(xué)方程式就好了；
④由于高錳酸鉀受熱易分解，所以高錳酸鉀晶體只能低溫烘干；
故答案為：加快溶解速率；3K₂MnO₄+2CO₂

△   .

2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂；受熱易分解；
（2）實(shí)驗(yàn)室用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳，故答案為：大理石或石灰石；稀鹽酸；
（3）高錳酸鉀是紫紅色的固體，故答案為：K4；K3；紫紅；
（4）此題的設(shè)計(jì)使二氧化碳達(dá)到了最大的利用率，從而為實(shí)驗(yàn)節(jié)約了成本，而且是一種環(huán)保的做法，故答案為：節(jié)約成本（CO₂的利用率大）或環(huán)保等其它合理答案．
（5）排水法收集生成的氧氣時(shí)，為避免水不易排出來(lái)，所以導(dǎo)管不易伸入太長(zhǎng)；為了防止高錳酸鉀堵塞導(dǎo)管，實(shí)驗(yàn)時(shí)通常在試管口塞一團(tuán)棉花；故答案為：B；防止高錳酸鉀堵塞導(dǎo)管；
（6）為了避免氣體的不必要逸出，而造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不精確，所以在產(chǎn)生第1個(gè)氣泡是就開(kāi)始收集氣體；由于氣體受熱體積膨脹的道理，讀取氣體體積前，要先熄滅酒精燈，使溫度降低到室溫，避免由于氣體溫度太高造成所測(cè)得的氣體體積偏大，（因?yàn)榧尤胍恢笔浅�溫的話，那么相�?dāng)于是生成的氧氣將空氣排擠過(guò)來(lái)的，所以生成氧氣可以沒(méi)有進(jìn)入量筒，但是其體積卻在量筒內(nèi)體現(xiàn)出來(lái)了．）故答案為：產(chǎn)生第1個(gè)氣泡；熄滅；
（7）生成O₂的質(zhì)量最大為：1.420g/L×0.1L=0.1420g根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，設(shè)高錳酸鉀的質(zhì)量為x．
2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
316                    32
x                    0.1420g

316

x

=

32

0.1420g

解得：x=1.40g
故答案為：1.40g
（8）解：設(shè)樣品中高錳酸鉀的含量為x；O₂的質(zhì)量為56.3×1.420=0.08g
2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
 316                  32
  X                   0.08g

316

X

=

32

0.08g

X=0.79g
（9）由于氣體受熱體積膨脹的道理，未冷卻就讀取量筒中氣體體積，會(huì)使得測(cè)定的氧氣體積偏大，根據(jù)化學(xué)方程式表示對(duì)數(shù)量關(guān)系，就可以知道測(cè)定的KMnO₄樣品純度偏大，故答案為：未冷卻就讀取量筒中氣體體積（其他合理答案也可）．

點(diǎn)評(píng)：此題所涉及到知識(shí)點(diǎn)多，所以解答起來(lái)較難，同學(xué)們?cè)诳荚嚂r(shí)最怕的這樣的題了．