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某兴趣小组设计以下实验方案制备KMnO4晶体。
实验步骤:
I.K2MnO4制备:称取7.0gKOH和5.0gKClO3于铁坩埚中混匀,固定坩埚,小火加热,用铁棒搅拌,待混合物熔融,边搅拌边逐渐加入MnO2,可见熔融物黏度增大,不断用力搅拌,以防结块。待反应物快干时,不断搅拌使其呈颗粒状,加大火焰,强热6分钟,即得墨绿色的K2MnO4
II.K2MnO4浸取:待物料冷却,于研钵中研细,在烧杯中用40mL蒸馏水浸取,搅拌、加热,静置,分离出上层清液于另一个烧杯中,依次用20mL蒸馏水、20mL4.0%KOH溶液重复浸取,合并三次浸取液。
III.K2MnO4歧化:向浸取液中通入CO2气体,溶液逐渐变色,用pH试纸测试溶液,当pH达到10~11时,停止通气,加热溶液,趁热抽滤。
IV.KMnO4结晶:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得到产品。
合成反应:3MnO2+6KOH+KClO3
3K2MnO4+KCl+3H2O,3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
有关物质的溶解度(g/100g水):
0℃ 10℃ 20℃ 30℃
K2CO3 105 109 111 114
KHCO3 22.5 27.4 33.7 39.9
请回答:
(1)步骤I不可选用瓷坩埚,原因是
碱性条件下瓷坩埚会被腐蚀
碱性条件下瓷坩埚会被腐蚀

(2)步骤II不可通过普通过滤操作分离浸取液,宜采取的便捷的分离操作是
倾倒
倾倒

(3)步骤III必须通过监测溶液pH控制CO2通入量,否则产品纯度会降低,原因是
二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,结晶时会同高锰酸钾一起析出,产品纯度降低
二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,结晶时会同高锰酸钾一起析出,产品纯度降低

(4)下列说法不正确的是
CD
CD

A.步骤I中不可选用玻璃棒,原因之一是熔融物黏稠,玻璃棒易折断
B.步骤II中第3次浸取选用4%KOH溶液,目的是防止K2MnO4因pH降低而歧化,影响产率
C.步骤III中抽滤可使用普通布氏漏斗,预先将滤纸润湿,微开水龙头,使滤纸紧贴瓷板
D.步骤IV中为避免KMnO4在浓缩后的溶液中的溶解损失,可小心蒸干溶液得到产品,提高产量
(5)使用如图所示装置,经过一系列操作完成步骤IV中的抽滤和洗涤,请选择合适的编号,按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只考虑一次):开抽气泵→转移固液混合物→b→c→
a→f→d→b→c→a
a→f→d→b→c→a
→关抽气泵。

a.打开活塞;b.关闭活塞;c.确认抽干;d.用冷水洗涤;e.用无水乙醇洗涤;f.调低抽气泵真空度(减缓抽滤速度)。
(6)可通过氧化还原滴定法用标准草酸溶液测定产品纯度:
称量
溶解
足量
H
2
S
O
4
酸化
定容
取液
用草酸溶液滴定

①移取一定量KMnO4溶液可选用移液管或
酸式
酸式
(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②滴定时无需另外加入指示剂,滴定终点的现象为
滴入最后1滴草酸溶液,锥形瓶内溶液紫色褪去且在半分钟内不复原
滴入最后1滴草酸溶液,锥形瓶内溶液紫色褪去且在半分钟内不复原

③若产品中混有少量K2CO3杂质,则滴定结果
无影响
无影响
(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

【答案】碱性条件下瓷坩埚会被腐蚀;倾倒;二氧化碳和碳酸钾反应生成碳酸氢钾,结晶时会同高锰酸钾一起析出,产品纯度降低;CD;a→f→d→b→c→a;酸式;滴入最后1滴草酸溶液,锥形瓶内溶液紫色褪去且在半分钟内不复原;无影响
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:13引用:1难度:0.5
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
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    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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