Question

11．將K₂MnO₄轉(zhuǎn)化為KMnO₄的生產(chǎn)有兩種工藝．
①“歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K₂MnO₄溶液中通入CO₂氣體，使體系呈中性或弱堿性，K₂MnO₄發(fā)生歧化反應，反應中生成KMnO₄，MnO₂和KHCO₃（寫化學式）．
②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K₂MnO₄水溶液，電解槽中KMnO₄在電極陽極區(qū)生成，陰極發(fā)生反應的電極反應式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
③“電解法”和“歧化法”中，K₂MnO₄的理論利用率之比為3：2．

Answer 1

分析 ①在K₂MnO₄溶液中通入CO₂氣體，使體系呈中性或弱酸性，K₂MnO₄發(fā)生歧化反應，根據(jù)元素守恒以及二氧化碳過量推測反應生成KMnO₄，MnO₂和KHCO₃；
②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K₂MnO₄水溶液，在電解槽中陽極，MnO₄^2-失去電子，發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生MnO₄^-；在陰極，水電離產(chǎn)生的H⁺獲得電子變?yōu)闅錃庖莩觯�電極反應式是：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
③依據(jù)電解法方程式2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2H₂↑+2KOH，可知K₂MnO₄的理論利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反應中3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂+K₂CO₃中K₂MnO₄的理論利用率是$\frac{2}{3}$．

解答 解：①在K₂MnO₄溶液中通入CO₂氣體，使體系呈中性或弱酸性，K₂MnO₄發(fā)生歧化反應，根據(jù)元素守恒以及二氧化碳過量推測反應生成KMnO₄，MnO₂和KHCO₃；
故答案為：KHCO₃；
②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K₂MnO₄水溶液，在電解槽中陽極，MnO₄^2-失去電子，發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生MnO₄^-．電極反應式是：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；在陰極，水電離產(chǎn)生的H⁺獲得電子變?yōu)闅錃庖莩觯�電極反應式是：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案為：陽極；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
③依據(jù)電解法方程式2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO₄+2H₂↑+2KOH，可知K₂MnO₄的理論利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反應中3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+MnO₂+K₂CO₃中K₂MnO₄的理論利用率是$\frac{2}{3}$，所以二者的理論利用率之比為3：2，
故答案為：3：2．

點評 本題綜合考查物質(zhì)的制備、電解以及氧化還原反應，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力的考查，注意把握元素化合價的變化以及電解的原理，難度不大．