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  高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体.中间产物为锰酸钾[K2MnO4].下图是实验室模拟制备的操作流程:相关资料:①物质溶解度物

  高锰酸钾[KMnO4]是常用的氧化剂.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体.中间产物为锰酸钾[K2MnO4].下图是实验室模拟制备的操作流程:

  相关资料:

  ①物质溶解度

  物质KMnO4K2CO3KHCO3K2SO4CH3COOK20℃溶解度6.411133.711.1217②锰酸钾[K2MnO4]

  外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.

  化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.

  试回答下列问题:

  (1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是___;

  (2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式:___;

  其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为___.

  (3)由于CO2的通入量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中___,得到的产品纯度更高.

  A.醋酸 B.浓盐酸 C.稀硫酸

  (4)工业上采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式___

  提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图).图中A口加入的溶液最好为___.使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为___.

1回答
2020-02-14 03:14
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范月科

  (1)瓷坩埚中的二氧化硅和强碱反应,坩埚被腐蚀,加热软锰矿和KOH固体时,不采用瓷坩埚而选用铁坩埚,

  故答案为:高温下强碱会和瓷坩埚中的二氧化硅反应腐蚀坩埚;

  (2)工艺流程可知,CO2使MnO42-发生歧化反应,生成MnO4-和MnO2,根据元素守恒可知,会生成K2CO3,若通入CO2太多,会生KHCO3,滤液中含有KHCO3、KMnO4,在加热浓缩时,会有KHCO3晶体和KMnO4晶体一起析出,实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式为:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O,其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂都是高锰酸钾,所以氧化剂和还原剂的质量比即为反应的物质的量之比为1:2,

  故答案为:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-,2OH-+CO2═CO32-+H2O;1:2;

  (3)因为盐酸具有还原性,易被高锰酸钾氧化,醋酸钾的溶解度比硫酸钾大的多,蒸发浓缩时基本上都会留在母液中,硫酸加入生成的硫酸钾溶解度小,会随KMnO4一起结晶析出得到的高锰酸钾中含有杂质,

  故答案为:A;

  (4)惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,锰酸根离子在阳极失电子生成高锰酸根离子,溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气,溶液中氢氧根离子浓度增大生成碱,电解反应的化学方程式为:2K2MnO4+2H2O 通电 .

   

2020-02-14 03:19:09

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