Question

KMnO₄是一种常用的强氧化剂，工业上可以以软锰矿（主要成分MnO₂）为原料，通过液相法生产。即在碱性条件下用氧气氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分离后得到K₂MnO₄，再用镍板作阳极，铁作阴极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，简略生产过程如下所示：

回答下列问题：

（1）写出反应器中反应的方程式                                      

（2）生产过程中最好使用含MnO₂80%以上的富矿，因为MnO₂含量最低的贫矿中Al、

    Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量偏高，用方程式表示KOH消耗偏高的原因

                                   、                                。

（3）写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式

阴极：                       ；阳极：                      。

在电解法中循环Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物质是                   。

（4）在传统工艺中，得到K₂MnO₄后，向其中通入CO₂制备KMnO₄，配平方程式

            K₂MnO₄+     CO₂=       KMnO₄+     MnO₂+     K₂CO₃

根据上述反应，从Mn元素的角度考虑KMnO₄的产率最高为          。与该传统工艺相比，电解法的优势是                      、                       。

Answer 1

（1）4KOH+2MnO₂+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O

（2）2KOH+Al₂O₃=2KAlO₂+H₂O，2KOH+SiO₂=K₂SiCO₃+H₂O

（3）阴极：2H⁺+2e^―=H₂↑                              阳极：2MnO₄^2―-2e^―=2MnO₄^―            KOH

（4）3 K₂MnO₄+ 2 CO₂= 2 KMnO₄+ 1MnO₂+ 2K₂CO₃

     66.7%，产率更高、KOH循环利用