Question

KMnO₄是一種常用的強氧化劑，工業(yè)上可以以軟錳礦（主要成分MnO₂）為原料，通過液相法生產(chǎn)。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(chǎn)過程如下所示：

回答下列問題：

（1）寫出反應(yīng)器中反應(yīng)的方程式                                      

（2）生產(chǎn)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(dǎo)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(yīng)方程式

陰極：                       ；陽極：                      。

在電解法中循環(huán)Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物質(zhì)是                   。

（4）在傳統(tǒng)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(jù)上述反應(yīng)，從Mn元素的角度考慮KMnO₄的產(chǎn)率最高為          。與該傳統(tǒng)工藝相比，電解法的優(yōu)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+ 1MnO₂+ 2K₂CO₃

     66.7%，產(chǎn)率更高、KOH循環(huán)利用