Question

用MnO₂制KMnO₄的工艺流程如图：电解池中两极材料均为碳棒，在水或酸性溶液中K₂MnO₄发生歧化而变成MnO₂和KMnO₄．

①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式

 

，投料时必须满足n（KOH）：n（MnO₂）

 

．
②阳极的电极反应为

 

．
③B物质是

 

（填化学式），可以循环使用的物质是

 

（填化学式）．

Answer 1

考点：电解原理,制备实验方案的设计

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：用MnO₂制KMnO₄的工艺流程：二氧化锰、氢氧化钾以及氧气在240℃下反应可以得到锰酸钾，氢氧化钾、氧气过量，可以保证锰元素的全部转化，将得到的高锰酸钾溶于水，可以得到高锰酸钾的水溶液，对其进行电解，获得较大浓度的高锰酸钾溶液
①根据流程中的反应物和产物结合化学方程式的书写来回答，为保证锰元素的利用率，应该保证一方过量；
②在电解池的阳极上发生失电子的氧化反应；
③根据反应确定得到的物质以及可以循环使用的物质．

解答： 解：用MnO₂制KMnO₄的工艺流程：二氧化锰、氢氧化钾以及氧气在240℃下反应可以得到锰酸钾，氢氧化钾、氧气过量，可以保证锰元素的全部转化，将得到的高锰酸钾溶于水，可以得到高锰酸钾的水溶液，对其进行电解，获得较大浓度的高锰酸钾溶液，
①240℃熔融时发生反应的化学方程式为：2MnO₂+O₂+4KOH

240℃  .

2K₂MnO₄+2H₂O，氢氧化钾、氧气过量，可以保证锰元素的全部转化，投料时必须满足n（KOH）：n（MnO₂）大于2：1，
故答案为：2MnO₂+O₂+4KOH

240℃  .

2K₂MnO₄+2H₂O；大于2：1；
②在电解池的阳极上是锰酸钾中的阴离子失电子的过程，即MnO₄^2--e^-=MnO₄^-，
故答案为：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；
③在电解池的阴极上是氢离子得电子，在该极上会产生氢气，在流程中，电解产物KOH可以在开始接着利用，即可以循环使用，
故答案为：H₂；KOH．

点评：本题考查了电解原理及应用，题目涉及方程式的书写、电解原理的应用和工艺流程的理解，解答本题时要充分理解图中提供的信息，理解了图中信息能对问题做出正确的判断，题目难度中等．