Question

KMnO₄在实验室、生活、科学研究、工业生产中有广泛的应用。已知一种制备KMnO₄的实验流程、原理及相关数据如下：

原理：反应I：3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

反应Ⅱ：3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃

          (墨绿色)        (紫红色)

已知：25℃物质的溶解度g/100g水

K2CO3	KHCO3	KMnO4
111	33.7	6.34

(1)步骤②的副反应有少量单质气体生成，该反应的化学方程式为___________。

(2)步骤⑤中CO₂______(填“能”或“不”能)过量，原因是_____________。

(3)流程中可循环利用的物质主要是_________(写化学式)。

(4)忽略本流程中含锰物质的循环利用，理论上0.3mol MnO₂最多得到产品KMnO₄的质量为________g。某同学在实验中得到干燥产品的质量多于理论值，排除称量因素，从步骤⑦分析，可能的原因是_______________。

(5)草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：

Ⅰ.称取1.5800g高锰酸钾产品，配成100mL溶液

Ⅱ.准确称取三份0.5360g已烘干的Na₂C₂O₄，置于三个不同的洁净锥形瓶中，分别加入少量蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化；

Ⅲ.锥形瓶中溶液加热到75～80℃，趁热用I中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。记录实验数据如表

实验次数	V1(滴定前读数/mL)	V2(滴定后读数/mL)	(V2 -V1)/mL
1	2.65	22.67	20.02
2	2.60	23.02	20.42
3	2.60	22.58	19.98

已知：2MnO₄^﹣+ 5C₂O₄^2﹣+16H⁺ =2Mn²⁺+ 10CO₂↑+ 8H₂O，则KMnO₄的纯度为__________(保留四位有效数字)；若滴定后俯视滴定管读数，所得KMnO₄的纯度将___(填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。

Answer

2KClO32KCl + 3O2↑ 不能 CO2(过量）+KOH = KHCO3，因生成KHCO3的溶解度比K2CO3的小，可能在KMnO4析出时结晶析出而影响产品的纯度。 MnO2 31.6 蒸发过度，使K2CO3伴随KMnO4析出 80.00% 偏高

【解析】

(1)步骤②的副反应有少量单质气体，则可能为KClO3在MnO2的催化作用下发生分解；

(2)从表中数据可以看出，若CO2过量，则会与K2CO3反应生成KHCO3，溶解度小，可能随KMnO4一起结晶析出；

(3)流程中起初投入MnO2，在步骤⑤中又生成MnO2，可循环利用；

(4)从方程式3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O、3K2MnO4+2CO2=2KMnO4

+MnO2↓+2K2CO3可以看出，0.3mol MnO2最多得到产品0.2mol KMnO4，由此可计算出生成KMnO4的质量；从步骤⑥中加热前混合液的组成，可确定干燥产品的质量多于理论值的原因；

(5)依据反应方程式2MnO4-+ 5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，代入数据即可求出KMnO4的纯度；若滴定后俯视滴定管读数，则读取的KMnO4的体积偏小，则所得KMnO4的浓度偏大，可推出纯度的变化。

(1)步骤②的副反应有少量单质气体生成，则可能为KClO3在MnO2的催化作用下发生分解，该反应的化学方程式为2KClO32KCl + 3O2↑；

(2)步骤⑤中CO2不能过量，原因是CO2(过量)+KOH=KHCO3，因生成KHCO3的溶解度比K2CO3的小，可能在KMnO4析出时结晶析出而影响产品的纯度；CO2(过量)+KOH=KHCO3，因生成KHCO3的溶解度比K2CO3的小，可能在KMnO4析出时结晶析出而影响产品的纯度；

(3) )起初投入MnO2，在步骤⑤中又生成MnO2，则流程中可循环利用的物质主要是MnO2；

(4) 从方程式3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O、3K2MnO4+2CO2=2KMnO4

+MnO2↓+2K2CO3可以看出，0.3mol MnO2最多得到产品0.2mol KMnO4，质量为0.2mol ×158g/mol=31.6g；某同学在实验中得到干燥产品的质量多于理论值，排除称量因素，从步骤⑦分析，可能的原因是蒸发过度，使K2CO3伴随KMnO4析出；

(5)设参加反应的KMnO4的物质的量为x

x=0.0016mol，

则KMnO4的纯度为=80.00%；若滴定后俯视滴定管读数，则读取的KMnO4的体积偏小，由此计算出的KMnO4的浓度偏大，KMnO4的质量偏大，所得KMnO4的纯度将偏高。