Question

高錳酸鉀可以殺滅細菌，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：
實驗室制取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，反應生成KMnO₄、K₂CO₃和MnO₂④懸濁液經過濾，…，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______，從長頸漏斗中加入的溶液是______．
（3）實驗操作是先打開K3、K2，關閉K1、K4，稍打開玻璃活塞，緩慢 通入CO₂，未反應的CO₂被氣囊A收集．一段時間后，關閉玻璃活塞，打開K1、K3、K4，關閉K2，緩慢擠壓氣囊A將CO₂排到反應液中，未反應的CO₂被氣囊B收集，打開K1、K2、______，關閉______，緩慢擠壓氣囊B，這樣往復進行上述操作．當用玻璃棒蘸取溶液點在濾紙上，只有______色，說明反應完全．
（4）該實驗設計的優點是______．




KMnO₄含量測定：
（5）利用高錳酸鉀加熱分解測定樣品中KMnO₄的質量分數，應選擇裝置A和裝置______組合（固定裝置略），試管口塞有棉花團的作用是______．
（6）實驗步驟：精確稱量一定質量高錳酸鉀樣品；點燃酒精燈加熱；當______時，收集氣體；______酒精燈，冷卻后調節量筒高度，并使量筒內外液面相平，讀取氣體體積．
（7）若量筒的規格是100mL，O₂的密度為1.420g/L，則KMnO₄樣品最多稱取______g（保留兩位小數）．
（8）若KMnO₄樣品質量為1g，測得O₂體積為56.3mL．計算樣品KMnO₄的含量（O₂的質量保留兩位小數，寫出計算過程，）．
（9）若測定的KMnO₄樣品純度偏大，其原因可能是______．

Answer 1

（1）②根據溫度升高溶解速率加快的道理，來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，反應生成KMnO₄、K₂CO₃和MnO₂”中知道反應物是K₂MnO₄和CO₂，生成物是KMnO₄、K₂CO₃和MnO₂反應條件是加熱，然后書寫并配平化學方程式就好了；
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）實驗室用大理石或石灰石和稀鹽酸反應來制取二氧化碳，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）此題的設計使二氧化碳達到了最大的利用率，從而為實驗節約了成本，而且是一種環保的做法，故答案為：節約成本（CO₂的利用率大）或環保等其它合理答案．
（5）排水法收集生成的氧氣時，為避免水不易排出來，所以導管不易伸入太長；為了防止高錳酸鉀堵塞導管，實驗時通常在試管口塞一團棉花；故答案為：B；防止高錳酸鉀堵塞導管；
（6）為了避免氣體的不必要逸出，而造成實驗數據的不精確，所以在產生第1個氣泡是就開始收集氣體；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得的氣體體積偏大，（因為加入一直是常溫的話，那么相當于是生成的氧氣將空氣排擠過來的，所以生成氧氣可以沒有進入量筒，但是其體積卻在量筒內體現出來了．）故答案為：產生第1個氣泡；熄滅；
（7）生成O₂的質量最大為：1.420g/L×0.1L=0.1420g根據化學方程式計算，設高錳酸鉀的質量為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）設樣品中高錳酸鉀的含量為x；O₂的質量為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，會使得測定的氧氣體積偏大，根據化學方程式表示對數量關系，就可以知道測定的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）．