Question

KMnO₄是一種常用的強氧化劑，工業上可以以軟錳礦（主要成分MnO₂）為原料，通過液相法生產。即在堿性條件下用氧氣氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分離后得到K₂MnO₄，再用鎳板作陽極，鐵作陰極電解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，簡略生產過程如下所示：

       回答下列問題：

（1）寫出反應器中反應的方程式                                      

（2）生產過程中最好使用含MnO₂80%以上的富礦，因為MnO₂含量最低的貧礦中Al、 Si的氧化物含量較高，會導致KOH消耗量偏高，用方程式表示KOH消耗偏高的原因                              、                                。

（3）寫出電解槽中陰極和陽極的電極反應方程式

陰極：                       ；陽極：                      。

在電解法中循環Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物質是                   。

 （4）在傳統工藝中，得到K₂MnO₄后，向其中通入CO2制備KMnO₄，配平方程式

            K₂MnO₄+     CO₂=       KMnO₄+     MnO₂+     K₂CO₃

   根據上述反應，從Mn元素的角度考慮KMnO₄的產率最高為                     。與該傳統工 藝相比，電解法的優勢是                      、                       。

Answer 1

（1）4KOH+2MnO₂+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O

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

（3）陰極：2H⁺+2e^―=H₂↑

         陽極：2MnO₄^2―-2e^―=2MnO₄^―

         KOH

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

          66.7%，產率更高、KOH循環利用