Question

(15分)高錳酸鉀[KMnO4]是常用的氧化劑。工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2)為原料制備高錳酸鉀晶體。中間產(chǎn)物為錳酸鉀[K2MnO4]。下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬制備的操作流程：

相關(guān)資料：

①物質(zhì)溶解度

物質(zhì)	KMnO4	K2CO3	KHCO3網(wǎng)]	K2SO4	CH3COOK
20℃溶解度	6.4	111	33.7	11.1	217

②錳酸鉀[K2MnO4]

外觀性狀：墨綠色結(jié)晶。其水溶液呈深綠色，這是錳酸根(MnO42—)的特征顏色。

化學(xué)性質(zhì)：在強(qiáng)堿性溶液中穩(wěn)定，在酸性、中性和弱堿性環(huán)境下，MnO42—會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)。

試回答下列問題：

（1）煅燒軟錳礦和KOH固體時(shí)，不采用石英坩堝而選用鐵坩堝的理由是______________；

實(shí)驗(yàn)中用鐵坩堝煅燒暴露在空氣中的固體混合物發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若CO2過量會(huì)生成KHCO3，導(dǎo)致得到的KMnO4產(chǎn)品的純度降低。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)中通入適量CO2時(shí)體系中可能發(fā)生反應(yīng)離子方程式 ： ；

其中氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為_________________________。

（3）由于CO2的通人量很難控制，因此對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)，即把實(shí)驗(yàn)中通CO2改為加其他的酸。從理論上分析，選用下列酸中________ ，得到的產(chǎn)品純度更高。

A．醋酸 B．濃鹽酸 C．稀硫酸

（4）工業(yè)上一般采用惰性電極電解錳酸鉀溶液制取高錳酸鉀，試寫出該電解反應(yīng)的化學(xué)方程為_________；

傳統(tǒng)工藝采用無膜電解法由于副反應(yīng)發(fā)生，Mn元素利用率和電流效率都會(huì)偏低。有同學(xué)聯(lián)想到離子交換膜法電解飽和食鹽水提出改進(jìn)方法：可用陽離子交換膜分隔兩極區(qū)進(jìn)行電解(如圖)。

圖中A口加入的溶液最好為__________。

使用陽離子交換膜可以提高M(jìn)n元素利用率的原因?yàn)開______________。

Answer 1