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，另含Al₂O₃、SiO₂杂质）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，再用铂板作阳极，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含量最低的贫矿会导致KOH消耗量偏高，用离子方程式表示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
与传统法相比，液相法的优点是：__                    _________。

Answer 1

（11分）（1）4KOH+2MnO₂+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O（2分）
（2）2OH^—+Al₂O₃=2AlO₂^—+H₂O   2OH^—+SiO₂= SiO ₃^2—+H₂O（2分）
（3）阴极：2H2O+2e^— = H₂↑+2 OH^—（1分）(写成2H⁺+2e^—=H₂↑也给分)
阳极：2MnO₄^2—-2e^—=2MnO₄^—（1分）    KOH（1分）
（4）3 K₂MnO₄+ 2CO₂= 2 KMnO₄+ 1 MnO₂+ 2 K₂CO₃（1分）   产率高（1分）

解析