Question

用MnO₂制KMnO₄的工藝流程如圖：電解池中兩極材料均為碳棒，在水或酸性溶液中K₂MnO₄發(fā)生歧化而變成MnO₂和KMnO₄．

①寫出240℃熔融時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，投料時必須滿足n（KOH）：n（MnO₂）

 

．
②陽極的電極反應(yīng)為

 

．
③B物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式），可以循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題,元素及其化合物

分析：用MnO₂制KMnO₄的工藝流程：二氧化錳、氫氧化鉀以及氧氣在240℃下反應(yīng)可以得到錳酸鉀，氫氧化鉀、氧氣過量，可以保證錳元素的全部轉(zhuǎn)化，將得到的高錳酸鉀溶于水，可以得到高錳酸鉀的水溶液，對其進(jìn)行電解，獲得較大濃度的高錳酸鉀溶液
①根據(jù)流程中的反應(yīng)物和產(chǎn)物結(jié)合化學(xué)方程式的書寫來回答，為保證錳元素的利用率，應(yīng)該保證一方過量；
②在電解池的陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
③根據(jù)反應(yīng)確定得到的物質(zhì)以及可以循環(huán)使用的物質(zhì)．

解答： 解：用MnO₂制KMnO₄的工藝流程：二氧化錳、氫氧化鉀以及氧氣在240℃下反應(yīng)可以得到錳酸鉀，氫氧化鉀、氧氣過量，可以保證錳元素的全部轉(zhuǎn)化，將得到的高錳酸鉀溶于水，可以得到高錳酸鉀的水溶液，對其進(jìn)行電解，獲得較大濃度的高錳酸鉀溶液，
①240℃熔融時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MnO₂+O₂+4KOH

240℃  .

2K₂MnO₄+2H₂O，氫氧化鉀、氧氣過量，可以保證錳元素的全部轉(zhuǎn)化，投料時必須滿足n（KOH）：n（MnO₂）大于2：1，
故答案為：2MnO₂+O₂+4KOH

240℃  .

2K₂MnO₄+2H₂O；大于2：1；
②在電解池的陽極上是錳酸鉀中的陰離子失電子的過程，即MnO₄^2--e^-=MnO₄^-，
故答案為：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；
③在電解池的陰極上是氫離子得電子，在該極上會產(chǎn)生氫氣，在流程中，電解產(chǎn)物KOH可以在開始接著利用，即可以循環(huán)使用，
故答案為：H₂；KOH．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理及應(yīng)用，題目涉及方程式的書寫、電解原理的應(yīng)用和工藝流程的理解，解答本題時要充分理解圖中提供的信息，理解了圖中信息能對問題做出正確的判斷，題目難度中等．