Question

工业上用MnO₂为原料制取KMnO₄，主要生产过程分为两步进行：第一步将MnO₂和KOH粉碎，混匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，制取K₂MnO₄；第二步将K₂MnO₄的浓溶液用惰性电极进行电解，在阳极上得到KMnO₄，在阴极上得到KOH．
（1）制取K₂MnO₄的反应方程式是

 

，连续搅拌的目的是

 

．
（2）电解K₂MnO₄的浓溶液时，两极发生的电极反应式：阴极是

 

，阳极是

 

；电解的总反应方程式是

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）根据化合价的变化则说明氧气氧化MnO₂制取K₂MnO₄；根据玻璃杯的常见作用进行分析；
（2）根据在电解槽中用铂板作用阳极，铁作阴极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，阴极上水得电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，阳极上锰酸根离子失电子反应氧化反应生成高锰酸根离子，两电极方程式相加即可得总方程式．

解答： 解：（1）根据化合价变化，MnO₂化合价有+4价被氧化成K₂MnO₄的+6价，化合价升高，则氧气化合价减低，所以方程式为：2MnO₂+4KOH+O₂=2 K₂MnO₄+2H₂O；将MnO₂和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，二氧化锰能够与空气充分接触，使MnO₂氧化完全，
故答案为：2MnO₂+4KOH+O₂=2 K₂MnO₄+2H₂O；与空气充分接触，使MnO₂氧化完全；
（2）电解锰酸钾溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-，总方程式为：2K₂MnO₄+2H₂O=2KMnO₄+2KOH+H₂↑；
故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；2K₂MnO₄+2H₂O=2KMnO₄+2KOH+H₂↑．

点评：本题以电解原理为载体考查了电极反应式的书写，难度不大，会根据题中已知条件以及电解原理确定生成物并写出反应方程式是解本题的关键．