Question

【題目】（1）氯酸是一種強酸，氯酸的濃度超過40%就會迅速分解，生成有毒氣體，反應的化學方程式為8HClO3=3O2↑＋2Cl2↑＋4HClO4＋2H2O。所得混合氣體的平均相對分子質量為________。

（2）實驗室可用軟錳礦（主要成分為MnO2）制取KMnO4，方法如下：高溫下使軟錳礦與過量KOH(s)和KClO3 (s)反應，生成K2MnO4(錳酸鉀)和KCl；用水溶解，濾去殘渣；酸化濾液，K2MnO4轉化為MnO2和KMnO4；再濾去沉淀MnO2，濃縮結晶得到KMnO4晶體。K2MnO4轉化為KMnO4的反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為________。

（3）已知測定錳的一種方法是：錳離子轉化為高錳酸根離子，反應體系中有H＋、Mn2＋、H2O、、、。

①該反應的離子方程式為________________________。在錳離子轉化為高錳酸根離子的反應中，如果把反應后的溶液稀釋到1 L，測得溶液的pH＝2，則在反應中轉移電子的物質的量為________ mol。（結果寫成小數，保留三位有效數字）

②在測定錳離子濃度的實驗中，需要配制250 mL 0.10mol/L KIO4的標準溶液，應用托盤天平稱取 ______g KIO4固體。

③下列有關配制溶液的操作或判斷正確的是（_________）

A．使用容量瓶前必須檢查容量瓶是否完好以及瓶塞處是否漏水

B．容量瓶用蒸餾水洗凈后，沒有烘干就用來配制溶液

C．定容搖勻后液面下降再加水到刻度線，不影響所配溶液濃度

D．定容時仰視刻度線會導致所配溶液濃度偏高

E．當容量瓶中的液面距離刻度線2~3cm時改用膠頭滴管加水定容

Answer 1

【答案】47.6 1∶2 0.0167 5.8 A、B

【解析】

(1)混合氣體的平均相對分子質量在數值上=平均摩爾質量=；

(2) K2MnO4轉化為KMnO4的反應中K2MnO4→KMnO4+ MnO2，Mn元素的化合價既升高又降低；

(3)①錳離子失電子轉化為高錳酸根離子，所以錳離子為還原劑，則得電子化合價降低的物質作氧化劑，根據元素的化合價確定氧化劑和還原產物，再結合離子方程式的書寫規則書寫；反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液的pH=2，則n(H+)=1L0.01mol/L=0.01mol，根據方程式計算；

②配制一定物質的量濃度溶液時所需溶質質量m=nM=cVM；

③根據配制一定物質的量濃度溶液的注意事項分析；

根據以上分析解答。

(1) HClO3分解生成的氣體為O2和Cl2，物質的量之比為3：2，混合氣體的平均摩爾質量為==47.6g/mol，所以所得混合氣體的平均相對分子質量為47.6；

答案為：47.6。

(2) K2MnO4轉化為MnO2和KMnO4的反應中，K2MnO4→KMnO4+ MnO2，Mn元素的化合價既升高又降低；所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑，Mn元素的化合價由+6價降到+4價發生還原反應，為氧化劑，Mn元素的化合價由+6價升高到+7價發生氧化反應，為還原劑，得失電子數之比為2：1，根據得失電子守恒，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2；

答案為：1：2。

(3)①錳離子轉化為高錳酸根離子，所以錳離子為還原劑，氧化劑得電子化合價降低，IO3-和IO4-中碘元素的化合價分別是+5價和+7價，所以IO4-作氧化劑，還原產物是IO3-，同時水參加反應生成氫離子，所以該反應的離子方程式為：2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+；

由反應2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+可知，當反應中轉移10mol電子時，生成6mol氫離子，如果把反應后的溶液稀釋到1 L，測得溶液的pH＝2，則有n(H+)=1L0.01mol/L=0.01mol，所以轉移電子為=0.0167mol；

答案為：2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+；0.0167 。

②配制一定物質的量濃度溶液的實驗的第一步是計算所需溶質的質量，需要配制250 mL 0.10mol/L KIO4的標準溶液，需要KIO4固體的質量m= nM=cVM=0.1 mol/L25010-3L230g/mol=5.8g；

答案為：5.8。

③ A．使用容量瓶前必須檢查容量瓶是否完好以及瓶塞處是否漏水，A正確；

B．容量瓶里有少量的水殘留不會影響溶液的配制，B正確；

C．定容搖勻后液面下降是因為有部分溶液粘到容量瓶內壁上，再加水到刻度線溶液體積變大，物質的量濃度變小，C錯誤；

D．定容時仰視刻度線會導致液面超過刻線，溶液體積偏大，所配溶液濃度偏低，D錯誤；

E．當容量瓶中的液面距離刻度線1~2cm時改用膠頭滴管加水定容，E錯誤；

答案為：A、B。