Question

高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是最常用的氧化剂之一，工业上以软锰矿（主要成分是MnO₂）为原料制备高锰酸钾．下面是实验室制取高锰酸钾的过程：
①称取15g固体KOH和8g固体KClO₃，导入坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌．待混合物熔融后，一面搅拌，一面将10gMnO₂粉末分批加入．随着反应的进行，熔融物的粘度逐渐增大，此时用力搅拌，待反应物干涸后，再强热5～10min．
②待熔体冷却后，从坩埚内取出，放入250mL烧杯中，用80mL蒸馏水分批浸取，并不断搅拌，加热以促进其溶解．趁热减压过滤浸取液，即可得到墨绿色的K₂MnO₄溶液．
③将K₂MnO₄溶液倒入烧杯中，加热至60℃，按如图1所示进行电解．阳极是光滑的镍片，卷成圆筒状，阴极为粗铁丝．接通直流电源，高锰酸钾在阳极析出沉于烧杯底部，溶液由墨绿色逐渐转为紫红色，电解1h后，停止通电，取出电极．在冷水中冷却电解液，使结晶完全，用玻璃砂布氏漏斗将晶体抽干，称重，计算产率．
回答下列问题：
（1）步骤①发生的反应方程式为

3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O

（2）步骤①中共熔时要选择

铁

坩埚（填“铁”、“陶瓷”或“石英”）．
（3）写出步骤③中发生的电极反应式：阳极

2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-

　阴极

2H⁺+2e=H₂↑

（4）实验中用到抽滤操作，抽滤装置如图2所示，仪器B的名称是

吸滤瓶

．抽滤完毕，吸滤瓶内的液体从

吸滤瓶上口

倒出．步骤③抽滤时使用玻璃砂布氏漏斗的原因是

高锰酸钾有强氧化性，会腐蚀滤纸

．

Answer 1

分析：（1）加热条件下，二氧化锰、氢氧化钾和氯酸钾反应生成锰酸钾、氯化钾和水；
（2）氢氧化钾是强碱能和二氧化硅反应；
（3）电解时阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应；
（4）仪器B的名称吸滤瓶，抽滤完毕，吸滤瓶内的液体从上口倒出；根据高锰酸钾的性质分析．

解答：解：（1）加热条件下，二氧化锰、氢氧化钾和氯酸钾反应生成锰酸钾、氯化钾和水，反应方程式为：3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6KOH+KClO₃

△   .

3K₂MnO₄+KCl+3H₂O；
（2）氢氧化钾是强碱，陶瓷和石英中都含有二氧化硅，氢氧化钠和二氧化硅能反应，所以步骤①中共熔时要选择铁坩埚，故答案为：铁；　
（3）电解时，阳极上锰酸根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H⁺+2e=H₂↑，故答案为：2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-；2H⁺+2e=H₂↑；
（4）仪器B的名称吸滤瓶，抽滤完毕，吸滤瓶内的液体从上口倒出；高锰酸钾具有强氧化性，能腐蚀滤纸而使过滤得到的物质不纯，所以步骤③抽滤时使用玻璃砂布氏漏斗，故答案为：吸滤瓶；吸滤瓶上口；高锰酸钾有强氧化性，会腐蚀滤纸．

点评：本题以高锰酸钾的制取为载体考查电解原理、实验操作等知识点，注意熔融强碱性物质不能用陶瓷、石英坩埚，为易错点．