题目内容
【题目】高锰酸钾是常用的消毒剂、除臭剂、水质净化剂以及强氧化剂，下图是在实验室中制备KMnO4晶体的流程：
回答下列问题：
（1）操作②目的是获得K2MnO4，同时还产生了KCl和H2O，试写出该步反应的化学方程式： _______________。操作①和②均需在坩埚中进行，根据实验实际应选择_______________(填序号)。
a．瓷坩埚 b．氧化铝坩埚 c．铁坩埚 d．石英坩埚
（2）操作④是使K2MnO4转化为KMnO4和MnO2，该转化过程中发生反应的离子方程式为_______________。若溶液碱性过强，则MnO4-又会转化为MnO42-，该转化过程中发生反应的离子方程式为_______________。因此需要通入某种气体调pH=10-11，在实际操作中一般选择CO2而不是HCl，原因是_______________。
（3）操作⑤过滤时，选择图2所示装置而不用图1所示装置的原因是_______________。
（4）还可采用电解K2MnO4溶液(绿色)的方法制造KMnO4(电解装置如图所示)，电解过程中右侧石墨电极的电极反应式为_______________。溶液逐渐由绿色变为紫色。但若电解时间过长，溶液颜色又会转变成绿色，可能的原因是_______________。
【答案】KClO3＋3MnO2＋6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O↑ c 3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2↓+4OH- 4MnO4-+4OH-=4MnO42-+O2↑+2H2O Cl-具有还原性，可将K2MnO4和KMnO4还原 过滤速度快、效果好 MnO42--e-= MnO4- 电解较长时间后，阳极产生的MnO4-在阴极被还原，紫色又转变为绿色。(或阴极上氢离子放电生成氢气，同时产生大量的氢氧根离子，溶液碱性增强，紫色又转变为绿色
【解析】
（1）根据图示，操作②中的反应物有KClO3、MnO2和KOH加热时生成K2MnO4、KCl和H2O，反应的化学方程式为：KClO3＋3MnO2＋6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O↑；操作①和②的反应物中均含有碱性物质，碱能够与氧化铝、二氧化硅及硅酸盐反应，应选择铁坩埚，故答案为KClO3＋3MnO2＋6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O↑；c；
（2）操作④中K2MnO4转化为KMnO4和MnO2，反应的离子方程式为：3MnO42-+ 2H2O = 2MnO4-+ MnO2↓+ 4OH-；若溶液碱性过强，则MnO4-又会转化为MnO42-，反应的离子方程式为：4MnO4-+4OH-= 4MnO42-+ O2↑+ 2H2O；通入CO2调pH=10-11，不选用HCl，是因为Cl-具有还原性，可将K2MnO4和KMnO4还原，
故答案为3MnO42-+ 2H2O = 2MnO4-+ MnO2↓+ 4OH-；4MnO4-+4OH-= 4MnO42-+ O2↑+ 2H2O；Cl-具有还原性，可将K2MnO4和KMnO4还原；
（3） 图1为普通过滤装置，图2为抽滤装置，抽滤装置过滤速度快，过滤效果好，且能够过滤颗粒很小是固体和糊状物，
故答案为过滤速度快、效果好；
（4）电解过程中右侧石墨电极连接电源正极，是阳极，发生氧化反应，电极反应式为：MnO42--e-= MnO4-；若电解时间过长，阳极产生的MnO4-在阴极被还原，紫色又转变为绿色，也可能是阴极上氢离子放电生成氢气，同时产生大量的氢氧根离子，溶液碱性增强，紫色又转变为绿色，
故答案为MnO42--e-= MnO4-；电解较长时间后，阳极产生的MnO4-在阴极被还原，紫色又转变为绿色。(或阴极上氢离子放电生成氢气，同时产生大量的氢氧根离子，溶液碱性增强，紫色又转变为绿色) 。
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