Question

（12分）．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分）

   （2）2KOH+Al₂O₃=2KAlO₂+H₂O，2KOH+SiO₂=K₂SiO₃+H₂O（各1分）

   （3）阴极：2H⁺+2e^—=H₂↑（各1分）

        阳极：2MnO₄^2—-2e^—=2MnO₄^-            KOH（1分）

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

66.7%，产率更高、KOH循环利用（各1分）

解析: